懸移支架在大傾角三軟煤層應用研究

王向航

（義煤集團義絡煤業公司，河南 洛陽 471600）

1 采區概況

三采區位于南山礦井田南部，采區走向長1300m，傾斜長300m，采區上部境界標高+50m，下部境界標高－90m，開采深度250～390m，主采18 號煤層。18 號煤層厚度12～18m，中間夾矸0～4m，該夾矸將18 號層自然分為18—1 和18—2層。兩層煤厚分別為0～6m 和10～14m，18—1 層平均厚度4m，18—2 層平均厚度12m。18—1 層采用高檔普采，已經采完，綜采放頂煤主要開采18—2 層。18 號煤層，煤種為氣煤，硬度系數F=0.8～1.5。18—1 層頂板為白色粗砂巖，屬2 類頂板，厚度50m；18—2 層底板為白色粗砂巖，厚度45m，煤層自然發火期為6 個月（最短只有31 天)，煤層瓦斯相對涌出量3.5m3/t，煤塵爆炸指數50.2%，有煤塵和瓦斯爆炸的危險。該區18 號煤層地質構造復雜，有多條斷層通過。煤層賦存條件不穩定，受構造影響，煤層走向、傾向、傾角及厚度變化較大。目前圈定的綜放開采范圍，平均走向長100m，傾向斜長240m，傾角20o－35o，煤厚12m，可采煤量400×104t。區段巷道布置方式為沿傾斜布置三個綜放面。其中，試驗面走向長140m，傾斜長40m，傾角15o，平均厚度12m，可采煤量9.07×104t。1 號工作面走向長780m，傾斜60m，傾角23o～28o，煤厚13m，可采煤量82.1×104t；2 號工作面走向長920m，傾斜長60m，傾角25o～28o，煤厚13m，可采煤量為968×104t。3 號工作面走向長1100m，傾斜長60m，傾角22o～28o，煤厚13m，可采煤量為115.8×104t。

2 支架架型確定

目前，綜放工作面支架架型主要為兩柱掩護式放頂煤支架和四柱支撐掩護式放頂煤支架 2 種。上述兩種架型各有特點與適應性，前者支撐效率高、伸縮比大、容易實現自動化，缺點是底座比壓大、平衡千斤頂容易損壞；后者穩定性好、底座比壓小、行人空間大，缺點是前后立柱受力不均、伸縮比小。從目前全國綜放工作面使用情況來看，約90% 的綜放工作面采用四柱支撐掩護式支架，特別是大傾角綜放工作面還沒有采用過兩柱掩護式支架。另外，焦煤公司 4 號煤層較軟，兩柱式放頂煤支架只有 1 排立柱，若支架后方空頂，比四柱更易發生支架傾倒、下滑及低頭現象。因此，綜合考慮，采用四柱支撐掩護式支架。

3 綜放面懸移支架在大傾角三軟煤層的應用

三采區應用綜放開采技術，主要設備選型時，受資金限制沒有選用大角度配套綜放設備，以礦務局現有設備為主。

3.1 工作面生產工藝

（1）工作面割煤：選用MDY－150 型單滾采煤機，采用“∞”型割煤法，一次進刀深度0.5m。采煤機在工作面中間插幫，從中間向下割頂煤，返回時割底煤；過插幫點向上割頂煤，返回時割底煤；割透后推移運輸機和支架后，再進行第二循環。

（2）上下缺口落煤：使用打眼放炮開缺口，超前兩刀開出，上缺口長6m，下缺口長2m，深1.5m，每日兩循環開一次缺口。

3.2 工作面裝煤

工作面割煤后，大部分直接進入前部運輸機，剩余的少量浮煤在運輸機前移時鏟入運輸機。為減小控頂距，將原波蘭鏟煤板改成國產小鏟煤板，減小控頂距0.1m。工作面后部放下的松散煤體，直接落進后部運輸機。運輸時溢出的浮煤和拉架時漏下的煤，由人工裝入后部運輸機。為解決后部運輸機溢煤和大塊刮檔板及四聯桿問題，在運輸機上安裝軟擋煤板，即用0.35m 高的皮帶和0.25m 高的5mm 厚的鋼板，用螺絲擰在后部運輸機邊上，大塊煤通過時擋煤板傾倒，過后立即復位。該措施有效地防止漏煤和擋煤板損壞，減輕了工人的勞動強度，提高了運輸能力。

3.3 綜放面運輸

工作面使用兩臺刮板運輸機運輸，前部運輸機為波蘭銳布尼克－73 型。后部為改造的SGW－40T 型（150 型中間槽，SGW－40T 型頭尾)，40 型頭尾小，150 型槽有對接聯結螺絲，經改造合成的運輸機體積小，維修方便。順槽使用SGW－40T型刮板運輸機，SZ－80 型，SDJ－150 型皮帶接力運輸，運輸距離平均800m，系統運輸能力250t/h。按每日兩循環，出煤1500t，實測運輸時間長10h。大班2h，過午班4h，夜班4h。由于出煤不均勻，不能連續滿載運輸，實測運輸能力只有150t/h。

3.4 工作面支護

工作面使用ZFSSA4000—1.6/2.6 型回柱支撐掩護式支架，其中1 號面使用40 架，2 號面使用39 架。工作面最大控頂距4.26m，最小控頂距3.66m，放頂步距0.5m，支架間距1.5m，工作面第一架與溜子道上幫一齊，最后一架靠到回風道上幫。工作面上下缺口采用1.0m 長木板梁，單體液壓支柱支護，兩根一組交替前移，柱距1.0m，排距0.5m，每根梁下必須打兩根支柱。兩巷超前維護，用木梁加單體液壓支柱超前20m 打好，其中單排15m，雙排5m。兩巷U 型支架超前5m 替換下，運出放在指定地點。端頭支架后部空間小，拉架時經常碰壞電機，更換支架也比較困難。因此改為靠近溜子道處空出兩架，用4m 長工字鋼單體液壓支柱維護頂板，排距0.5m，柱距1.0m，沿走向兩根一組交替前移，空出部分頂煤由工字鋼梁后部和順槽運輸機收尾放出。

[1]王鎖鋒，董正坤.綜采放頂煤技術在“三軟”大傾角厚煤層開采中的應用[J].煤炭技術，2009（02).

[2]王本勝，鮑杰.懸移支架放頂煤在大傾角、中厚煤層中的應用[J].煤炭技術，2006（01).

[3]張義勇.三軟大傾角采煤工作面頂板管理的實踐與認識[J].水力采煤與管道運輸，2007（04).

[6]竇功思.淺析“三軟”煤層大傾角工作面回采技術[J].煤礦現代化，2005（04).