∏梁支護(hù)工藝安全高產(chǎn)高效技術(shù)

摘 要：本項(xiàng)目隸屬于煤礦開(kāi)采領(lǐng)域，對(duì)岱河礦業(yè)近十二年的∏梁支護(hù)工藝技術(shù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，Π梁支護(hù)工藝能充分適應(yīng)淮北礦區(qū)特殊的煤層賦存條件，作為綜采工藝的有效補(bǔ)充，具有一定的推廣前景。

關(guān)鍵詞：∏梁；高效；工藝

1 概況

岱河煤礦1965年12月25日建成投產(chǎn)。2011年礦井破產(chǎn)改制重組后更名為淮北岱河礦業(yè)有限責(zé)任公司。近些年在儲(chǔ)量減少，采場(chǎng)不斷萎縮、人員支援新區(qū)的情況下，年產(chǎn)穩(wěn)定在80萬(wàn)噸。

2 成果背景

2.1 ∏梁支護(hù)工藝是岱河礦業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇

岱河礦屬濉蕭礦區(qū)閘河煤田，主采三、四、五煤層，于1965年12月建成投產(chǎn)，已回采50多年，所?？煽?jī)?chǔ)量只有500多萬(wàn)噸。由于礦井原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力較?。戤a(chǎn)60萬(wàn)噸），采區(qū)設(shè)計(jì)單翼走向長(zhǎng)度均在500m左右，正規(guī)塊段少，巷道斷面小，工作面大都不等長(zhǎng)布置，難以發(fā)揮綜合機(jī)械化裝備的優(yōu)勢(shì)，實(shí)施綜采工藝不實(shí)際經(jīng)濟(jì)。

以往該礦采用鉸接梁支護(hù)工藝，鉸接梁支護(hù)工藝有簡(jiǎn)單方便、勞動(dòng)強(qiáng)度較低的優(yōu)點(diǎn)，但整體支護(hù)效果一般，在面對(duì)復(fù)雜條件時(shí)存在安全隱患較多，支護(hù)效果難以滿足設(shè)計(jì)需要，已不適應(yīng)當(dāng)前安全生產(chǎn)要求的大環(huán)境，為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保障安全生產(chǎn)，岱河礦業(yè)結(jié)合自身?xiàng)l件，從2004年引進(jìn)∏梁支護(hù)工藝。經(jīng)過(guò)十二年的摸索研究，不斷地管理創(chuàng)新，該工藝在岱河礦業(yè)已成功運(yùn)用，并摸索研究出大量適合該工藝的管理創(chuàng)新。通過(guò)在岱河礦的大量現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)表明，在“三軟”煤層工作面采用Π型支護(hù)工藝，采煤工作面平均工效在16噸/工·天以上，最高日產(chǎn)達(dá)2751噸，最高月產(chǎn)達(dá)5.1萬(wàn)噸，年產(chǎn)量穩(wěn)定在40萬(wàn)噸以上，條件較好的情況下能達(dá)到近50萬(wàn)噸/年·個(gè)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著。多年岱河礦業(yè)年產(chǎn)量均按照局計(jì)劃要求完成，采煤工作面也實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，杜絕了死亡事故。實(shí)踐證明，實(shí)施∏梁支護(hù)工藝是岱河礦業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

2.2 推廣∏梁支護(hù)工藝也是淮北礦區(qū)整體發(fā)展的重要補(bǔ)充

目前淮北礦區(qū)整體發(fā)展規(guī)劃是促向大型機(jī)械化，綜采工藝是發(fā)展主流。但由于淮北礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，多個(gè)礦區(qū)井下煤層分布不均勻，如果全部布置綜采工作面，不僅會(huì)難以發(fā)揮綜采設(shè)備的優(yōu)越性，而且會(huì)造成大量邊角塊段煤層的浪費(fèi)，因此推廣Π梁支護(hù)工藝，具有積極的推動(dòng)作用，同時(shí)對(duì)礦井走向較短、非正規(guī)和不等長(zhǎng)塊段的高效回采提供了有效途徑?！橇褐ёo(hù)工藝應(yīng)該作為淮北礦區(qū)整體發(fā)展的重要補(bǔ)充，在布置綜采工作面的同時(shí)，對(duì)一些走向較短、非正規(guī)和不等長(zhǎng)塊段積極應(yīng)用∏梁支護(hù)工藝，不僅能提高煤炭資源回收率，而且有利于淮北礦區(qū)的長(zhǎng)久發(fā)展。

3 主要成果

3.1 岱河礦業(yè)∏梁支護(hù)工藝流程

其支護(hù)形式為：采用3.3m∏梁對(duì)棚錯(cuò)梁齊柱交替邁步形式支護(hù)，每對(duì)棚為“二梁七柱”；主梁定位：柱距梁尾分別為200mm、1200mm、2200mm、3200mm，副梁定位：柱距梁尾分別為200mm、1200mm、2200mm；主、副梁間距300mm，相鄰棚棚距800mm，對(duì)棚梁錯(cuò)距1000mm，循環(huán)進(jìn)度1000mm。工藝流程為：打眼——回柱——放炮——撅棚——移竄梁過(guò)頂——支設(shè)臨時(shí)支柱——人工出煤——移車(chē)——支柱。放炮前聯(lián)網(wǎng)吊網(wǎng)，放炮后展網(wǎng)移竄梁，移車(chē)后回老塘側(cè)點(diǎn)柱，貼刮板輸送機(jī)老塘側(cè)支工作面第一排柱。（如圖1所示）

3.2 ∏梁支護(hù)工藝的優(yōu)勢(shì)

3.2.1 ∏梁支護(hù)工藝能減少實(shí)際工作棚數(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度

我礦剛引進(jìn)∏梁支護(hù)工藝時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度較鉸接梁支護(hù)工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大，在竄梁過(guò)程中整排單體支柱均需要調(diào)整搬運(yùn)，與綜采操縱開(kāi)關(guān)操作綜采支架更不能相比，很多基層工人不理解，覺(jué)得工作量大，對(duì)該工藝有抵觸情緒。

岱河礦業(yè)通過(guò)精心研究，創(chuàng)新改善工藝，最大化降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)施，目前基層職工已充分認(rèn)識(shí)到該工藝的優(yōu)越性，支持該工藝。

為降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，在竄梁過(guò)程中，我礦創(chuàng)新發(fā)明了新型竄梁托桿，把∏梁落到托桿上向前竄，既省力又安全。以往鉸接梁均采用1m鉸接梁，因此回采進(jìn)寬只能是1m。而∏梁支護(hù)工藝是通過(guò)竄梁來(lái)邁步推進(jìn)，經(jīng)過(guò)支護(hù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，現(xiàn)進(jìn)寬普遍在1.1m-1.2m。鉸接梁棚檔600mm，∏梁支護(hù)工藝棚檔800mm，近些年引進(jìn)大尺寸塘材（寬度1m），要求棚檔基本上在850mm左右，經(jīng)過(guò)革新，以往采煤工一茬（2人）平均每班工作棚數(shù)在15棚以上，現(xiàn)在采煤工一茬（3人）平均每班工作棚數(shù)在10棚左右。由于進(jìn)寬方面的優(yōu)越性，其產(chǎn)量還高于以前15棚的產(chǎn)出。

3.2.2 ∏梁支護(hù)工藝安全系數(shù)高，并且適用于不規(guī)則復(fù)雜工作面

∏梁支護(hù)工藝采用“兩梁七柱邁步交替支柱”，其支護(hù)強(qiáng)度Pr=508kN/m2，鉸接頂梁采用“兩梁四柱”，其支護(hù)強(qiáng)度Pr=416kN/m2，∏梁支護(hù)工藝整體支護(hù)強(qiáng)度大，適用于礦壓大的工作面。

∏梁支護(hù)工藝由于是邁步交替支護(hù)，回柱放頂時(shí)通過(guò)主副梁交替竄梁，鉸接梁則需要去掉水平銷(xiāo)，由于老塘回料期間壓力顯現(xiàn)較快，鉸接梁回料易造成大面積竄矸，∏梁支護(hù)工藝，在回采不規(guī)則復(fù)雜工作面時(shí)，較鉸接梁面更具優(yōu)越性。挑頂逮頂均接料嚴(yán)實(shí)，甩面按線調(diào)整栽柱，以往鉸接梁接頂難以接實(shí)，且甩面調(diào)定位勞動(dòng)強(qiáng)度大，壓力大時(shí)更是會(huì)造成水平銷(xiāo)彈出，安全隱患大。以我礦回采Ⅲ3217外段工作面為例，工作面采上分層、礦壓顯現(xiàn)明顯、大面積甩面，過(guò)頂?shù)卓住⑦^(guò)老峒腰巷，該面如采用鉸接梁支護(hù)，安全隱患非常大。

∏梁支護(hù)工藝更有利于頂板管理，遇破碎頂板時(shí)，∏梁可以一邊扒窩一邊竄梁，能較好地防止掉頂。遇頂板壓力較大時(shí)，可以竄成齊梁齊柱，支護(hù)強(qiáng)度Pr=663N/m2，能防止工作面來(lái)壓造成的切頂垮棚。

3.3 安全高產(chǎn)高效技術(shù)

一是增加實(shí)際采煤人數(shù)。以往一個(gè)基本生產(chǎn)班組人數(shù)在50人左右，出勤率75%，每班僅為38人，開(kāi)車(chē)及機(jī)電人員約5人，其他維護(hù)人員5人，工作面實(shí)際工作人數(shù)在28人左右。2008年經(jīng)過(guò)調(diào)整整合，現(xiàn)在平均一個(gè)基本生產(chǎn)班組人數(shù)在80人往上，工作面實(shí)際工作人數(shù)均在40人。工作面人數(shù)上去，平均分到每個(gè)茬的工作量減少，采煤工有時(shí)間按質(zhì)按量完成工作任務(wù)。

調(diào)整茬數(shù)，以往∏梁工藝都是三人一茬，后經(jīng)研究，在部分段可以實(shí)施兩人一茬，有利于提高勞動(dòng)效率。

二是減少工作時(shí)間。以往采煤班組勞動(dòng)任務(wù)大，基本上都是送人車(chē)上下班，現(xiàn)在經(jīng)過(guò)調(diào)整，礦安排半點(diǎn)車(chē)，要比送人車(chē)早一個(gè)小時(shí)專門(mén)接送采掘職工，在正常安排任務(wù)量的基礎(chǔ)上，基本上能坐半點(diǎn)車(chē)上下班，以往每月月底采煤交接班都需要打聯(lián)勤，由于打聯(lián)勤當(dāng)班職工休息時(shí)間段，人非常操勞疲乏。因此從2010年起我礦取消了采掘打聯(lián)勤制度，改為最后一天中班集體休班，當(dāng)天早班改為第二天中班，夜班該第二天早班，中班改早班，避免了連續(xù)施工人員勞累。

三是針對(duì)不同的煤層厚度安排合適的支柱。近年來(lái)引進(jìn)DWS25-250/110/90支柱，適用支護(hù)范圍分別從1.5～2.5m，在下分層開(kāi)采煤層厚度變化大的情況下，發(fā)揮了顯著的作用。

四是實(shí)現(xiàn)了采煤工作面無(wú)縫對(duì)接。新面投產(chǎn)前，由生產(chǎn)礦長(zhǎng)牽頭，組織預(yù)備及保運(yùn)相關(guān)單位，使工作面及兩巷達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。投產(chǎn)后，保運(yùn)區(qū)要對(duì)工作面出煤系統(tǒng)負(fù)責(zé)15天，并要有跟班人員。采煤區(qū)要求做到合理安排，搬家前后班產(chǎn)量要和日常一樣，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

五是通過(guò)理念創(chuàng)新，實(shí)施了大采區(qū)屬地管理。基層采區(qū)配備機(jī)電、巷修及下料等人員，方便采區(qū)集中調(diào)度管理，提高了工作執(zhí)行力。每天由采區(qū)檢修班對(duì)屬地范圍內(nèi)運(yùn)輸及出煤系統(tǒng)全面檢查一遍，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理，相關(guān)設(shè)備分包到人，極大降低了機(jī)械故障率。

六是積極使用新技術(shù)、新工藝，并鼓勵(lì)職工發(fā)明創(chuàng)造五小實(shí)用成果，提高采煤生產(chǎn)效率及安全系數(shù)。推廣應(yīng)用復(fù)雜條件下無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車(chē)應(yīng)用技術(shù)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)采煤運(yùn)料存在的安全隱患。同時(shí)充分調(diào)動(dòng)基層職工發(fā)揮創(chuàng)新能動(dòng)性，自創(chuàng)研制了適于∏梁支護(hù)工藝的五小成果，例如竄梁拖桿、雙鉤防倒鏈、刮板輸送機(jī)掐鏈裝置等，這些裝備簡(jiǎn)單方便，安全可靠，有效地促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)的安全管理。

4 效果效益分析

岱河礦業(yè)經(jīng)過(guò)十二年的生產(chǎn)實(shí)際，多個(gè)工作面回采證明，在“三軟”煤層工作面采用Π梁支護(hù)工藝，采煤工作面年產(chǎn)量穩(wěn)定在40萬(wàn)噸以上，與相同條件下的炮采工作面相比，每年每個(gè)Π梁支護(hù)工藝工作面可節(jié)約直接開(kāi)采成本750萬(wàn)元。同時(shí)，采煤工作面的單產(chǎn)水平和煤炭資源回收率也大大提高，避免了采煤工作面冒頂和人身傷亡事故，確保了Π梁支護(hù)工藝的安全生產(chǎn)。采用該工藝，也明顯降低了現(xiàn)場(chǎng)職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率和礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)“三軟”煤層、破碎頂板非正規(guī)塊段和不等長(zhǎng)塊段的高效開(kāi)采。

受地質(zhì)構(gòu)造影響，淮北礦區(qū)的大部分礦井的煤層頂板均為“三軟”煤層、破碎頂板，并且存在大量的非正規(guī)塊段和不等長(zhǎng)塊段，綜合機(jī)械化采煤的優(yōu)勢(shì)難以全部發(fā)揮，Π梁支護(hù)工藝的成功應(yīng)用，有力地推動(dòng)了淮北礦區(qū)的高產(chǎn)高效開(kāi)采進(jìn)程。Π梁支護(hù)工藝的成功應(yīng)用能充分適應(yīng)淮北礦區(qū)特殊的煤層賦存條件，作為綜采工藝的有效補(bǔ)充，具有一定的推廣前景。

參考文獻(xiàn)

[1]徐永析.采礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：閆守春（1969-），男，漢族，皖濉溪人，工程師，畢業(yè)北京煤炭工業(yè)學(xué)校采煤專業(yè)，現(xiàn)任安徽省淮北市岱河礦業(yè)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理。