DW35型單體液壓支柱在厚煤層炮采工作面的應(yīng)用

楊建平

（淮北劉東煤礦，安徽 淮北 235000）

單體液壓支柱在炮采工作面應(yīng)用是一項(xiàng)成熟的支護(hù)技術(shù)，但通常應(yīng)用在采高2.5m以下的煤層中，當(dāng)煤厚在3.0m以上時(shí)，一般采取留底煤開(kāi)采、分層開(kāi)采等，這種開(kāi)采方式不能實(shí)現(xiàn)一次采全高，造成資源浪費(fèi)或高成本開(kāi)采。劉東煤礦近年來(lái)在工作面采用DW35型單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板，取得了厚煤層條件下使用單體液壓支柱的成功經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

41001工作面位于該礦西四采區(qū)，主采煤層山西組10煤層，工作面走向布置，炮采工藝，傾向長(zhǎng)106m，走向長(zhǎng)373m，煤厚2.2～4.3m，平均3.3m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層傾角22～28°，平均25°，儲(chǔ)量17萬(wàn)t。工作面直接頂大部分為2～4m厚的泥質(zhì)粉砂巖，局部為泥巖、粉砂巖、煤線組成的復(fù)合頂板；基本頂為13～19m厚的細(xì)砂巖，直接底大部分為炭質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。

工作面煤層煤厚變化大，采用一個(gè)型號(hào)單體液壓支柱不能實(shí)現(xiàn)一次采全高，因此需要使用不同型號(hào)單體液壓支柱，最大支柱選用DW35型單體液壓支柱，配套使用DJB1000/300型金屬鉸接頂梁，過(guò)頂材料使用塑料笆片、木背板。工作面使用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸，“四·五”排控頂，全部垮落法處理采空區(qū)，回料后頂板能隨回隨冒。

2 DW35型支柱使用

2.1 回采基本工藝安全要求

（1）打眼、裝藥。采用電煤鉆或風(fēng)煤鉆打眼，人工裝藥。由于煤層較厚，一般采用三排眼布置，煤層松軟時(shí)，也可以使用兩排眼或五花眼布置。要求開(kāi)切眼過(guò)程中炮眼深度上淺下深，使煤壁由上向下呈倒楔形（以后開(kāi)采過(guò)程中始終保持此狀態(tài)），保證煤壁具有良好的自立性，防止煤壁片幫；裝藥要求上排眼藥量少于下排眼。

（2）爆破落煤和裝煤。采用爆破落煤和人工裝煤相結(jié)合的方法。工作面煤層較厚，爆破后煤炭向采空區(qū)方向拋擲距離較遠(yuǎn)，因此爆破要求采用毫秒電雷管，下排先于上排啟爆，同時(shí)在刮板輸送機(jī)后排設(shè)置放炮擋煤板，減少煤炭向采空區(qū)方向的拋擲距離，減輕人工裝煤工作量。

（3）過(guò)頂、掛梁（打臨時(shí)支護(hù)）。為解決采高較大，人工過(guò)頂、掛梁困難等問(wèn)題，炮后出煤要求不一次出清，出煤過(guò)程中控制煤壁處煤堆高度，在人員便于操作時(shí)，進(jìn)行過(guò)頂、掛梁工作。作業(yè)組之間要用擋煤板隔開(kāi)，便于作業(yè)組之間協(xié)調(diào)。

（4）支柱。DW35型單體液壓支柱自身重量較大（98kg）、高度較高（最小高度2700mm，最大高度3500mm），使用DW35型單體液壓支柱時(shí)：作業(yè)時(shí)三人一組，兩人將支柱立起，另一人用拉繩拉住支柱上端頭部位，起穩(wěn)定支柱的作用，待給支柱注液升壓后，系好防倒繩，完成立柱工作。該工序作業(yè)時(shí)，支柱下方附近不得有人。

（5）回料。采用兩臺(tái)拔柱器配合，一臺(tái)拔柱器固定住支柱的上端頭部位，另一臺(tái)在支柱卸壓后拉出支柱，并移動(dòng)支柱到預(yù)設(shè)位置。這個(gè)過(guò)程中支柱不要倒地。

2.2 支護(hù)安全注意事項(xiàng)

（1）使用與單體液壓支柱配套的三用閥（整定值）。DW35型單體液壓支柱額定工作阻力200kN，額定工作液壓25.5MPa，三用閥整定值：開(kāi)啟壓力25MPa，關(guān)閉壓力20MPa。三用閥作為單體液壓支柱核心部件，直接影響著單體液壓支柱的壽命和使用，起著注液升柱、超載溢流、泄載降柱的作用。不同高度單體液壓支柱對(duì)應(yīng)著不同的三用閥整定值。DW35型單體液壓支柱的三用閥整定值較小，如使用整定值較大的三用閥，使支柱工作阻力超過(guò)額定工作阻力，會(huì)引起斷柱等安全事故。

（2）不同高度單體液壓支柱的正確使用。由于煤厚變化，需要使用不同高度單體液壓支柱。使用過(guò)程中要做到以下幾點(diǎn)：①根據(jù)煤層厚度選擇適合采高的支柱，防止超行程或伸出量不足，要求活柱行程不小于200mm。②當(dāng)支柱伸出量不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)替換，嚴(yán)禁出現(xiàn)“死”柱現(xiàn)象。③同一地段、同一高度支柱要集中使用；同一地段、不同高度支柱嚴(yán)禁混用。④如果分段范圍內(nèi)煤層厚度超過(guò)支柱支撐高度，要留底煤開(kāi)采，支柱穿柱鞋。如果分段范圍內(nèi)煤層厚度小于支柱支撐高度，要破底板刨柱窩立柱。⑤工作面基本支柱、特殊支柱必須使用同一高度支柱。

（3）正確使用塑料笆片。塑料笆片是工作面使用的過(guò)頂材料之一，也是使用DW35型單體液壓支柱工作面重點(diǎn)改革內(nèi)容。傳統(tǒng)采煤工作面采用塘材、竹笆（或柳笆）過(guò)頂，不能有效阻止工作面切頂線處采空區(qū)矸石竄入采場(chǎng)，造成埋柱、回料困難等不利因素。在使用DW35型單體液壓支柱過(guò)程中，改用木背板和塑料笆片過(guò)頂。使用木背板增加過(guò)頂材料強(qiáng)度，塑料笆片的作用：①封閉，防止頂板漏矸；②支柱上方鉸接頂梁和塑料網(wǎng)及背板，連成一個(gè)支護(hù)控頂整體，共同對(duì)頂板起支護(hù)作用；③將采空區(qū)與采場(chǎng)隔離開(kāi)來(lái)，有效阻止采空區(qū)矸石竄入采場(chǎng)，改善工作面作業(yè)環(huán)境，方便回料，提高了工作面安全度，同時(shí)便于清理浮煤，提高資源回收率；④可協(xié)助防止煤壁片幫。

操作方法：過(guò)頂掛梁后站在煤堆上，連接塑料網(wǎng)。要求沿網(wǎng)邊每100～200mm用扎繩連接一次，重茬不少于200mm，在金屬鉸接頂梁前方煤壁側(cè)留有1200mm以上的余量，以便于下個(gè)循環(huán)的接茬。

3 結(jié)論

（1）劉東煤礦通過(guò)在采煤工作面使用DW35型單體液壓支柱，實(shí)現(xiàn)了3.4m以下厚度煤層一次采全高的目的，既提高資源回收率，又節(jié)約開(kāi)采成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理和職工培訓(xùn)，職工已經(jīng)熟練掌握了DW35型單體液壓支柱的使用技能，沒(méi)有因使用大采高單體液壓支柱而發(fā)生安全事故。

（3）煤厚不穩(wěn)定煤層，使用大采高單體液壓支柱可以提高資源回收率，節(jié)約開(kāi)采成本，提高回采工效，擴(kuò)大單體液壓支柱的使用范圍，豐富煤厚不穩(wěn)定煤層的開(kāi)采方法。對(duì)于同類工作面具有一定借鑒作用。