懸移支架放頂煤的成功應用

摘要：通過對淮南礦業集團謝一礦451B11b工作面地質概況的分析研究及對回采方法的比較，在451B11b工作面選擇了懸移支架放頂煤，并通過加強頂板管理、質量管理，取得了懸移支架在中厚煤層放頂煤工作面安全回采的成功經驗，獲得了良好的經濟效益，為以后懸移支架放頂煤在中厚煤層工作面的推廣應用摸索出了一些經驗。

關鍵詞：懸移支架 中厚煤層 放頂煤 頂板管理

0 引言

淮南礦業集團謝一礦位于八公山煤田中部，礦井有著50多年的開采歷史，其井田范圍狹小，開采走向短，地質條件復雜，在不足400m的井田范圍內，由南向北分布了F16—F12—8等17條大中型斜切斷層；礦井開采歷史悠久，系統條件復雜，生產工藝落后，工人勞動強度大，不具備上綜采、綜放等現代化回采工藝，以往的回采工藝主要是普通炮采(采用單體支柱配鉸接頂梁支護頂板，爆破落煤)。為了探索和推廣應用適合我礦地質條件的新的回采工藝，以達到安全、增效的目的，我礦于2003年1月首次在4231A3工作面試用了懸移支架炮采放頂煤工藝，并在4271811b、426288、451811b等十多個工作面進行了推廣應用。該工藝在減輕工人勞動強度，支護穩定，提高單產方面都有很大改善，其中451811b工作面2006年3月份月產達到了67169t，打破了淮南礦業集團礦區炮采單產紀錄，為我礦安全高產打下了基礎。

1 工作面地質概況

451811b工作面的上限標高為-183.0m，下限標高為-313.0m，走向長355m，傾斜長185m，煤層傾角20°，煤層平均厚度為4.2m，煤層賦存穩定，底部發育1層0.2m厚的泥巖夾矸。直接頂為1.5～3.0m厚泥巖，厚層狀，微波狀層里，較為破碎，含化石碎片，其上為煤線層；直接底為0.8～1.5m的細沙巖。

2 回采方案的選擇

傳統的中厚煤層采用分層開采，工作面采用DZ22—30/100型單體支柱配HDJA—1000型金屬鉸接頂梁架設1梁1柱鉸接走向棚支護頂板(棚距0.5m，排距1.0m，最大控頂距5.0m，最小控頂距3.0m，過頂用長×寬=3.0m×1.1m塑料網和0.8m長的搪柴棍)，爆破落煤。工人在操作中需要回雙排柱、梁，破碎頂板處在放炮前要超前掛梁進行臨時支護，支架穩定性差，不利于安全生產：材料消耗大，使之成本高，不適合在中厚煤層中使用。

懸移支架放頂煤工作面采用DZY—H轉向式懸移支架支護頂板，每組2梁6柱(主副梁各3柱，支柱與支架用鋼絲繩連接)。梁長2.66米，行程1.0米，架高1.7～2.4米，支架間距0.42米，中心距1.1米，最大控項距3.66米，最小控頂距2.66米，過頂用長×寬=30m×1.1m菱形金屬網和1.6m長的搪柴棍，爆破落煤。工人操作通過液壓傳動伸前探梁和移架，極為方便省力；懸移支架伸前探梁能夠及時超前護頂，支架穩定較好，支護強度大，安全性高，通過比較，決定在451B11b工作面使用懸移支架放頂煤。

3 頂板管理

3.1工作面支架的布置及規格和間距說明 工作面采用型號×DY—H轉向式懸移支架，梁長2.66米，架寬0.68米，頂梁高度0.25米，單梁高度0.26米，行程1米，每架6柱，支架重量850公斤，支架沿走向方向排列布置，支架間距0.42米，中心距1.1米，最大控項距3.66米，最小控頂距2.66米，架與架之間用細鐵絲連接起來，過頂用長×寬=3.0m×1.1m菱形金屬網和1.6m長的搪柴棍。

工作面上下出口及車窩用8—10排HDJA—1000型金屬鉸接頂梁配DZ25—30/100型單體支柱架設1梁1柱鉸接走向棚，上下端頭的老塘側兩排支架下要架設雙排1梁1柱鉸接順山挑棚來加強支護，每排4棚。

3.2正常情況下的頂板管理 工作面嚴格跟底并按80—100下偽傾方向回采，炮后要及時過網及搪柴棍并伸前探梁進行臨時支護。老塘側采用全部垮落法管理頂板。在移架放項前必須把周邊支架重新整改加固。

3.3破碎頂管理 工作面煤頂局部段較為松軟，炮后極易掉頂，甚至未放炮就出現大面積掉頂。遇到這種情況時，工作面采取先聯網，把煤幫背嚴，用釬子把梁頭的煤一點點找掉，隨之伸探梁跟進護頂，抵住煤幫，直到探梁伸完為止，如此能夠有效的控制掉漏頂；由于頂板破碎壓力大，造成移架困難，有倒架冒項危險，實行帶壓移架，當頂網打兜時則在要移架的上一組支架間用單體支柱配L2.4m×φ18cm半圓木加打1梁3柱走向棚臨時支護頂板后在移架。

3.4采高不夠的頂板管理 工作面難免出現少數采高不夠的支架，這時需要挑頂來解決，挑頂按照先挑每組支架的下梁，下梁挑頂后上梁煤頂由于自重下沉會自然脫落，即省時又省力，為了支架的穩定，每次挑頂不得超過0.2米。

4 保證工程規格質量的方法

工作面在困難條件時，支架規格相應難管理，①在移架過程中，支架容易甩頭，采用拔助器或打坑柱固定老塘側的未移一梁架尾，使支架前移避免甩頭。②棚距不均是工作面較常見的，正常情況都是移完架后再調棚距，由于支架移完后煤幫與老塘來勁把支架頭尾抵住，沒有空間，調整起來極為困難，廢工廢時，針對這種情況采取在移架過程中就開始調整棚距，操作起來非常省事，與移架后相比(調架數相等)時間減少3—5倍，同時勞動強度大大降低。③對于棚當中應老塘來勁鼓起造成支柱倒扎角的，用單體支柱抵平，重新栽設支柱，抵不動的情況下先剪網掏掉煤矸后再處理，確保支柱正規有勁。

5 安全高效

5.1提高回收率 以往工作面上下出口5米范圍內和工作面沿走向初采10米不準放煤，通過實踐，工作面上下出口保持2米不放，工作面推進2—4m后待老塘頂煤及頂板同時冒落的情況下就可以放煤，且不影響支架規格及瓦斯突然增大，從而有效地提高資源回收。

5.2合理放煤 傳統放煤是工作面各茬人員在煤幫多處同時開口一次性放煤，老塘煤放一半時，頂板開始冒落，造成大矸石滾出，把靠近老塘較里的煤大部分埋掉，資源得不到充分回收，影響煤質，矸石還易碰傷人。同時大量放煤容易壓鏈板機開不動，出現機械事故，延緩勞動時間等系列問題。在451811b工作面，我礦采用多輪次間隔放煤。實行低位放煤，放煤口距底板不大于0.3米，剪成V型，規格0.3米×0.3米。局部頂煤較薄低位放不出煤，可適當提高放煤口位置，但眼口距頂梁不小于0.6米，嚴禁放空肩窩，放煤口要掛牌管理。兩個同時放煤口間距不小于20米，同時放煤不得超過4處，使煤均勻放出運走，有效控制放煤量和時間，促使頂板均衡垮落，另外人員放煤全部站在人行道用放煤鐵勾放煤，嚴禁貼近煤幫，從而避免因放煤時大塊煤矸滑傷人，也提高了煤炭回收和煤質。

6 結論

①懸移支架穩定性好，支護強度大，有效的控制了冒頂及推、垮棚事故。②懸移支架采用液壓控制，不需要人工回柱，操作方便，勞動強度小，移架速度塊，安全高效。③工作面跟底回采，減小了支柱鉆底量，保證了支架對頂板的有效支撐，同時也節約了大量柱鞋。④懸移支架也適合煤層厚1.7米以上一次采全高工作面的使用。