ZYP12000/30/68D型過渡支架在一礦8303工作面的應(yīng)用

席冰冰 王海風(fēng) 張 杰

（山西陽煤集團煤礦五人小組管理部，山西 陽泉 045000）

陽泉礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育，15#煤平均煤厚5～6m。為實現(xiàn)高效掘進，部分礦井采煤工作面進、回風(fēng)順槽采取沿15#煤層頂板布置，雖然降低了掘進期間的支護難度，但造成了回采期間兩個端頭遺煤，給防治煤層自然發(fā)火工作帶來難度，也造成了煤炭資源的浪費。因此，陽煤一礦引入了ZYP12000/30/68D型過渡支架，顯著地提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了綜采工作面的安全快速推進。

1 ZYP12000/30/68D型過渡支架技術(shù)參數(shù)

（1）本液壓支架為二柱掩護式支架，由天地科技股份有限公司開采設(shè)計事業(yè)部為陽煤集團陽煤一礦設(shè)計，型號為ZY12000/30/68D型掩護式液壓支架（如圖1所示）。

（2）液壓支架主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖1 ZYP12000/30/68D型過渡支架剖面圖

2 ZYP12000/30/68D型過渡支架現(xiàn)場應(yīng)用分析

2.1 一礦8303工作面概況

一礦8303工作面位于15#煤南條帶三采區(qū)東北部，東部為15#煤北條帶十一采區(qū)邊界，工作面走向可采長度為962m，切巷長度為215m，面積為206830m2。本工作面煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層總厚度最大5.90m，最小5.75m，平均煤厚5.83m。煤層節(jié)理發(fā)育，煤層傾角1°～13°，平均5°，煤層穩(wěn)定。

表1 ZYP12000/30/68D型過渡支架主要技術(shù)參數(shù)

8303工作面回風(fēng)巷支護形式為雙錨支護，沿15#煤層基本頂布置，斷面為矩形，回風(fēng)巷道毛高3.8m，凈高3.7m，毛寬6.1m，凈寬6.0m。毛斷面面積23.18m2，凈斷面面22.2m2。頂板采用波紋鋼帶+金屬網(wǎng)+Φ20×2000mm的主錨桿+Φ17.8×5200mm補強錨索聯(lián)合支護。一排有主錨桿4根，補強錨索2根，并在排與排中間另支設(shè)一根Φ17.8×7200mm補強錨索，排距0.9m，回風(fēng)巷底部留有2m厚的煤層（如圖2所示）。

圖2 8303工作面回風(fēng)巷留三角煤示意圖

2.2 過渡支架應(yīng)用情況分析

8303工作面回風(fēng)端頭布置兩臺ZYP12000/30/68D型過渡支架，在工作面推進過程中發(fā)現(xiàn)，ZYP12000/30/68D型過渡支架與原支護相比具有以下優(yōu)點：

（1）增強了回風(fēng)端頭的頂板支護強度，穩(wěn)定性好。未使用過渡支架前，回風(fēng)端頭長期以來普遍采用一字梁配合液壓單體柱支設(shè)一路或多路順巷抬棚，支護強度達(dá)不到規(guī)定要求，支護效果差。特別是遇到回風(fēng)巷為動壓巷道，頂板壓力大，底鼓、幫鼓嚴(yán)重，單體柱鉆底量大，木梁折斷，通風(fēng)斷面無法保證，嚴(yán)重制約工作面的安全生產(chǎn)。ZYP12000/30/68D型過渡支架工作阻力大，能很好地控制巷道頂板的下沉，減少頂?shù)装逡平浚ＷC了回風(fēng)端頭的通風(fēng)斷面，且立柱為雙立柱，穩(wěn)定性好，更利于回風(fēng)端頭的頂板管理，從而保證安全生產(chǎn)。

（2）提高了工作效率，降低了勞動強度。未使用過渡支架前，回風(fēng)端頭頻繁移梁、移柱、支棚、回棚，再加上回柱放頂，工作量大，全部由人工實現(xiàn)，工作效率低。使用過渡液壓支架后，端頭支護實現(xiàn)機械化，支架可以邁步自移，其操作靈活簡單，使綜采工作面端頭超前支護工作量大為減少，支護時間大大縮短，既減輕了工人的勞動強度，又節(jié)省了大量人力，提高了工作效率。

（3）提高回采率，增加效益。未使用新型過渡支架進行頂板維護時，上端部留有底三角煤，能使工作面底面傾角變大，易造成液壓支架失穩(wěn)，向工作面下方傾倒。使用新型過渡支架后，可使采煤機一次性割透煤壁，不留底煤，機尾沿回風(fēng)底板推進后，工作面機尾30架范圍內(nèi)的三角煤和回風(fēng)巷2m厚的底煤可以回收，每推進1m比原先沿上層推進可多回采煤量體積為64.5m3，煤的密度按1.4t/m3，工作面可采長度為962m，64.5m3×1.4t/m3×962m=86869t，按每噸煤 500 元計算，86869t×500元/t=43434500元，取得了良好的經(jīng)濟效益。

（4）減少人工及材料費用，實現(xiàn)了降本增效。未使用新型過渡支架進行維護頂板時，回風(fēng)端頭支護工作至少需要5個人完成。使用新型過渡架后，僅需1名支架工即可操作過渡架，每班減少維護人員3人（該采煤隊勞動組織形式為“二九一六”制，一個檢修班、三個小班）。按每人每月10000元工資算，每月需人工費用4×3×10000=120000元；單體柱的租賃費用以及使用π型梁或木梁費用每月按10000元計，每月可節(jié)約120000+10000=130000元。本工作面預(yù)計服務(wù)期限為10個月，總共可節(jié)約130萬元（頂板破碎時注膠費用及人工費用不計）。

綜上所述，8303工作面使用端頭過渡支架可省去人工材料費用130萬元，并增加經(jīng)濟效益4343萬元，總經(jīng)濟效益為4473萬元左右。

（5）降低防滅火投入，節(jié)省成本。使用新型過渡支架可減少采空區(qū)的遺煤，降低了采空區(qū)著火的風(fēng)險，節(jié)省了采空區(qū)注水、灑滅火膠及放置干冰等材料的成本，促進了防滅火工作的管理。

3 結(jié)論

通過對新型端頭過渡支架的使用，有效提高了綜放工作面的產(chǎn)量和回采率，提高了工作效率，減輕了工人的勞動強度，有效地解決了綜采工作面端頭支護強度小、頂板控制困難等諸多弊端，減少了綜采工作面端頭頂板事故發(fā)生，降低了留底煤自燃發(fā)火的風(fēng)險，為綜采工作面實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)提供有力保證，為今后集團公司綜采工作面的全面推廣使用和改進積累了寶貴的理論和實踐經(jīng)驗，應(yīng)用前景廣闊。