柔性掩護(hù)支架開采法在急傾斜煤層開采中的實(shí)踐

摘 要：以淮南某礦251308工作面為例，從柔性掩護(hù)支架采煤法應(yīng)用、應(yīng)解決的關(guān)鍵問題和回采工藝等方面介紹了柔性掩護(hù)支架在急傾斜煤層開采中的應(yīng)用。開采實(shí)踐表明，柔性掩護(hù)支架采煤法回采工藝較簡單，簡化了工作面支護(hù)作業(yè)，取消了采空區(qū)放頂，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于采煤工作面綜合經(jīng)濟(jì)效益的提高。

關(guān)鍵詞：柔性掩護(hù)支架；急傾斜煤層；回采工藝；應(yīng)用分析

1 工作面概況

淮南某礦251308工作面位于西五采區(qū)東翼，西起-480m西五石門，東至-480m四五石門東740m。該工作面上部為251306、241305工作面采空區(qū)，西部和東部分別為251307和241307工作面采空區(qū)，北部和南部為實(shí)體煤。受地質(zhì)條件影響，風(fēng)巷在-480m～-410m西五13-1煤生根眼煤眼以東500m段、機(jī)巷在煤眼以東400m段范圍內(nèi)煤層傾角65°～72°；風(fēng)巷在煤眼以東500m至開切眼段、機(jī)巷在煤眼以東400m至開切眼段煤層傾角40°～57°。據(jù)工作面掘進(jìn)資料可知，f25-01和f25-01斷層附近煤層賦存不穩(wěn)定，煤厚變薄；該工作面設(shè)計(jì)可采走向長度為700m，階段垂高為33.8m；直接頂為均厚4.0m的灰～深灰色、薄層狀砂質(zhì)泥巖，老頂為均厚3.5m的灰～灰白色、厚層狀細(xì)砂巖，直接底為均厚8.0m的灰～灰褐色、厚層狀砂質(zhì)泥巖，老底為均厚18m的淺灰～灰白色、厚層狀石英砂巖。根據(jù)礦井開采經(jīng)驗(yàn)，該工作面采用八字形柔性掩護(hù)支架偽傾斜開采。

2 采煤方法的應(yīng)用

2.1 采場(chǎng)支護(hù)

2.1.1 支護(hù)材料的確定

根據(jù)地質(zhì)說明書提供的煤厚，采場(chǎng)支架選用寬度為2.4m～3.0m的“ ”字型架料。具體選型見表1。2.4m和2.7m支架架下用3組鋼絲繩連結(jié)，3.0m支架架下用4組鋼絲繩連結(jié)，鋼絲繩直徑均為32～36mm?！癟”字型螺栓的絲扣長度為60mm，直徑為18mm?！?”字型支架架下連接的鋼絲繩必須錯(cuò)茬搭接，不得出現(xiàn)其中兩組及兩組以上鋼絲繩同時(shí)搭接的現(xiàn)象。每組鋼絲繩接頭處搭接長度不小于2.5m，且任意兩組之間錯(cuò)距不小于2.0m。

2.1.2 支架的安裝

支架沿頂板擺設(shè)，安裝時(shí)上肢超前下肢0.2m。支架架下鋼絲繩必須保持完好，連接支架和鋼絲繩時(shí)，必須擰到鋼絲繩變形。安裝支架時(shí)，頂板棚腿隨支架安裝而逐根回撤，并采用單根前探梁對(duì)回撤掉棚腿的棚梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。風(fēng)巷超前支護(hù)架梁隨支架安裝向外回撤，一次回撤最多不得超過2.0m，并及時(shí)將回撤的架梁向外延接，確保超前支護(hù)長度不小于20m。支架安裝時(shí)，上肢應(yīng)與棚梁平行；支架安裝后在支架上肢與棚梁之間采用木板或老料等接上勁，從而將棚梁托住。架內(nèi)單體液壓支柱應(yīng)沿煤層走向支設(shè)，風(fēng)巷平架長度不小于8.0m，不大于30m，壓實(shí)碴不小于7.0m，老塘口距離架頭1.0～3.0m之間。

2.1.3 支架的下放

當(dāng)支架安裝壓實(shí)茬長度為15～30m時(shí)即可進(jìn)行初次下放架子，在工作面架尾下放至機(jī)巷之前，架尾應(yīng)保持3.0～5.0m的平架子，允許上翹角度不得超過15°，架尾至少保留2個(gè)眼，且不能同時(shí)出煤，確保一個(gè)小眼管理完好，余煤清理干凈，供通風(fēng)和上下人使用。工作面初次下放時(shí)，開切眼眼口（距離開切眼0～2.0m）作業(yè)人員必須佩帶保險(xiǎn)帶，且生根牢固。架子正常推進(jìn)時(shí)，工作面?zhèn)蝺A角保持在25°～30°之間，上拐點(diǎn)及分段放炮連接處，偽傾角可適當(dāng)變大，但不得超過35°。嚴(yán)禁出現(xiàn)陡臺(tái)階。架子仰角保持在不大于煤層法線方向的10°。平架子地溝高度在1.2～1.5m之間，地溝頂板側(cè)打一行單體液壓支柱，沿走向間距不超過2.0m。如頂板破碎易竄矸時(shí)，必須將單體液壓支柱間距縮小至1.0～1.5m，并用大板或老料將頂板腰背嚴(yán)實(shí)。

2.1.4 架頭平架段及斜架管理

架頭平架段浮煤雜物必須經(jīng)常清理，頂板腰背嚴(yán)實(shí)，確保斷面符合要求。上拐點(diǎn)頂板暴露處必須采用老料、大板等背實(shí)，防止大塊煤矸片落傷人。人員進(jìn)入工作面時(shí)，必須先檢查支架內(nèi)支柱及頂、底板情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。架下設(shè)置牢固的扶手繩，方便行人使用。打眼前必須將自滑溜槽拴牢在架料上，在距離老塘附近（距離老塘口0.5～0.8m），上下各打一根支柱。如支柱損壞或缺少，應(yīng)及時(shí)更換或增補(bǔ)，歪倒的支柱及時(shí)扶正并與支架打上勁。

2.2 應(yīng)解決的關(guān)鍵問題

251308回采工作面范圍內(nèi)煤層傾角變化較大，對(duì)工作面回采影響較大，支架是否能夠順利下放是影響該工作面回采的關(guān)鍵。為確保工作面支架順利下放，該工作面在-480m西五石門東600處至開切眼范圍內(nèi)施工了腰巷。工作面回采時(shí)，首先回采腰巷上段工作面，暫將腰巷下段工作面進(jìn)行封閉，待后期進(jìn)行回收。當(dāng)工作面推至老開切眼位置時(shí)，若工作面煤層傾角可以滿足支架下放條件時(shí)，則通過老開切眼將腰巷上方工作面支架下放至機(jī)巷；若此時(shí)工作面煤層傾角仍不足以滿足支架下放條件時(shí)，則繼續(xù)向西施工腰巷并每隔5.0～6.0m施工高眼貫通腰巷，繼續(xù)推進(jìn)腰巷上方工作面，直至煤層傾角滿足支架下放條件時(shí)，則將工作面支架下放至機(jī)巷。

2.3 回采工藝

工作面?zhèn)蝺A斜柔性掩護(hù)支架下打眼、裝藥、放炮落煤→人工攉煤至自滑溜槽→刮板輸送機(jī)運(yùn)煤→架下支護(hù)→采空區(qū)處理。

在回采過程中，采用爆破落煤，人工攉煤至自滑溜槽的裝煤方式，循環(huán)進(jìn)度確定為1.1m。采腰巷上方工作面期間運(yùn)煤方式為煤由腰尾第2部刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)至腰巷第1部刮板輸送機(jī)，通過251308工作面老切眼（煤眼）再轉(zhuǎn)至機(jī)巷第一部膠帶輸送機(jī)，經(jīng)機(jī)巷第二部膠帶輸送機(jī)至-480m西五采區(qū)石門，通過-550～-480m西五13-1煤生根眼（煤眼）進(jìn)入礦井總運(yùn)出煤系統(tǒng)；工作面正?；夭善陂g運(yùn)煤方式為煤由機(jī)尾刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)至機(jī)巷膠帶輸送機(jī)，至-480m西五采區(qū)石門，通過-550～-480m西五13-1煤生根眼（煤眼）進(jìn)入礦井總運(yùn)出煤系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

針對(duì)急傾斜煤層開采而言，柔性掩護(hù)支架采煤法回采工藝較簡單，簡化了工作面支護(hù)作業(yè)，取消了采空區(qū)放頂，大幅度的提高了作業(yè)人員的工作效率，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，所用柔性掩護(hù)支架拆裝方便，可為作業(yè)人員提供較高的安全保障。此外，運(yùn)用該柔性掩護(hù)支架采煤法時(shí)可減少大量坑木的使用，有助于提高工作面綜合效益。251308工作面開采實(shí)踐表明，運(yùn)用柔性掩護(hù)支架開采急傾斜煤層是可行的，符合煤炭科學(xué)發(fā)展觀的要求。當(dāng)然，該開采方法也具有一定的局限性，如對(duì)煤層傾角變化適應(yīng)較差，綜合機(jī)械化程度較低，但仍不失為急傾斜煤層小型工作面開采的有效方法。

作者簡介：徐良（1983，12-），男，湖北紅安人，本科，助理工程師，2008年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)土木工程專業(yè)，現(xiàn)從事煤礦開采技術(shù)管理工作。