淺析懸移支架在中泰礦業的應用

摘 要：本文分析了中泰礦業2103A采煤工作面地質條件，闡述了懸移支架在2103A采煤工作面的應用。通過該項技術的應用，降低了安裝拆除成本，提高了噸煤效益。

關鍵詞：懸移支架；支護；應用；噸煤效益

中圖分類號：F416.1 文獻標識碼：A文章編號：1006-4117（2011）07-0351-01

一、問題提出

鶴壁中泰礦業人限公司位于鶴壁礦區北部，本區屬山區向平原過渡的低山丘陵地面貌，相對高差50-60m，海撥高程為178-240m之間。二1煤底板等高線，暫定至龍宮井田-650m水平為界。2007年8月被鑒定為煤與瓦斯突出礦井，礦井絕對瓦斯涌出量：60.09m3/min，相對瓦斯涌出量為22.17 m3/t，礦井CO2絕對涌出量為15.52m3/min，CO2相對涌出量為5.54 m3/t，煤塵爆炸指數為17.07%，具有爆炸危險性，預測本礦區二1煤層有自燃傾向性，最短自燃發火期為50天，近年來已發生四次煤層自燃。

二、工作面概況

2103A炮放工作面位于中泰礦業礦井井田二水平一采區，屬于二疊系山西組二1煤層，厚度大且穩定，穩定性為一類。該工作面煤層產狀：走向NW310°～347°，傾向NE40°～77°，傾角∠3°～12°。上部為采空區，剩余煤厚平均為4.1m，煤層結構2（0.3）2.1m。煤層下部有一層0.3m左右的夾矸比較穩定，距煤層底板2.1m，因受斷層影響，局部已于采空區相透。煤質編號為瘦煤，屬優質動力煤，以亮煤為主，玻璃光澤，易破碎，硬度0.8～1.5，灰分平均12.5％，揮發分13.87～18.94，水分平均1.3％。膠質層厚K=8～29.5mm，y＝0～5.5mm，全硫含量為0.32％，容重1.4，發熱量為29.2MJ/Kg， 煤層瓦斯涌出量為1～3m3/min， 煤塵具有爆炸性，爆炸性指數為16.34%，自燃等級為三級，煤的自然發火期最短為119天。四鄰關系為：東以上順槽為界與邊界斷層4F013相鄰，南以切眼為界，西以下順槽為界，北以設計停采線為界與運輸平巷相鄰。該工作面地質構造較為簡單。2103A炮放工作面長度平均為150m，上順槽長度165m，下順槽長度190m，采高2.1±0.1m，可采儲量為12.9萬噸。該工作面采用傾斜長壁采煤法，炮采放頂煤回采工藝，全部垮落法管理頂板。

三、懸移支架在2103A工作面的應用分析

（一）2103A工作面推進長度較短，可采儲量較少，可采期較短，使用大型液壓支架安裝拆除成本大，使用π型梁加單體支柱支護操作工序復雜，綜合各方因素決定采用重量較輕，安裝方便，操作工序簡單的ZH2000/16/24F型分體頂梁組合懸移液壓支架。該支架采用全液壓集中控制，移架速度快，效率高，采用進回液雙管路，減少乳化液浪費，并且能改善采煤工作面的作業環境。（二)ZH2000/16/24F分體頂梁組合懸移液壓支架主要參數：支架高度1600—2400mm，最小控頂距2600mm，最大控頂距3400mm，頂梁體左、右梁寬度各為420mm，支架中心距1000mm，支柱直徑125mm，支柱數量4根，工作阻力2000KN，初撐力1545KN，支護強度0.8MPa，整架重量1.2噸。（三）懸移支架支護強度驗算：用P=(4～8)MR來估算頂板壓力，式中：P——頂板壓力，t/m2。H——采高，取2.2m。R——頂板巖石平均容重，取2.5t/m3。K1——安全系數，取1.3。每架支架頂板壓力P= 8×2.2×2.5×1.3=57.2 t/m2 =549.72187KPa＝0.54972MPa<0.8 MPa。經驗算，ZH2000/16/24F分體頂梁組合懸移液壓支架完全可以滿足工作面的支護要求。

四、回采工藝

回采工藝流程為：聯、掛網→打眼→裝藥放炮→展網、伸梁護頂→出煤→收回左前伸縮梁提起左梁前后柱前移左梁→收回右前伸縮梁提起右梁前后柱卸載前移右梁（面向煤壁）→放煤→前移托梁→清煤推槽完成一個循環。

（一）落煤方式：采用氣動手持式鉆機人工打眼，使用毫秒電雷管引爆乳化炸藥爆破落煤。炮眼采用三排孔五花眼布置。（二)裝煤方式：裝煤采用爆破及人工裝煤。除爆破時自溜一部分煤外，其余全部采用人工裝煤。(三）運煤方式:工作面及下順槽分別采用SGB-630/132×2型運輸機和刮板運輸機運煤。（四）支護形式:工作面采用ZH2000/16/24F分體頂梁組合懸移液壓支架支護，鋪設人工假頂，假頂為菱形鐵網一層。上、下端頭采用3.5mπ型鋼梁對棚支護，一梁三柱，四對八根。（五）移架方式及其與落煤方式的配合:工作面采用分組間隔交錯式移架方式，每組支架不少于15架，保證工作面具有良好的支護。放炮前，工作面必須聯好頂網并卷起吊掛在頂板上，所有支架初撐力均須達到規定的初撐力1545KN以上。放炮落煤后，由上向下將每組懸移支架左梁的前探梁伸出至煤壁，然后伸出右梁前探梁至煤壁護頂，前探梁前移長度為800mm。護好頂后清煤，清凈煤后，左頂梁收回前伸縮梁，同時將該梁下兩根柱卸載提起前移至煤壁，然后右頂梁收回前伸縮梁，同時將該梁下兩根柱卸載提起前移頂梁放頂。前移后的頂梁梁頭與提前移的頂梁梁頭對齊，并將支柱起緊升牢，達到規定的初撐力。（六）放煤方法:1、待移架結束后，將靠老塘網剪開，開始放煤，放煤采用分段間隔多輪循環放煤法。從下向上在每架間剪放煤口，從下順槽向上順槽方向放煤，放煤口間距15m，堅持低位多輪循環放煤。分三輪將煤放凈，每輪放約三分之一厚度的頂煤，以利于提高煤炭采出率。2、放煤步距0.8m，放煤口規格400×400mm（“門簾”狀），放煤口下邊緊靠槽上沿。放煤時，可將網剪開“門簾”掀起并固定，待頂煤放凈后方可停止放煤，然后用塑料繩將“門簾”聯好，以防止在采動過程中矸石流入運輸機，降低煤質。

五、應用效果

通過ZH2000/16/24F型分體頂梁組合懸移液壓支架在2103A工作面的實踐和成功應用，降低了安裝拆除成本，減輕了工人搬運支柱的勞動強度，增加了工作面支護強度，避免了工作面頂板事故的發生，保證了安全生產 ，改善了工人的作業環境，提高了噸煤效益，為我礦今后開采可采儲量較少，可采期較短，工作面長度變化較大的工作面提供了可靠依據。

作者單位：河南煤化工集團鶴煤公司中泰礦業

作者簡介：肖賓（1975— ），男，河南鶴壁人，技術員，現在鶴煤公司中泰礦業有限公司煤一隊從事技術管理工作。