單體支柱在急傾斜走向長壁仰偽斜采煤法中的應(yīng)用

【摘要】在急傾斜煤層中使用單體支柱，并研制出可靠的防丟柱竄柱聯(lián)鎖繩進(jìn)行走向長壁仰偽斜式回采，工作面支護(hù)可靠，頂板易于管理，安全性能高，經(jīng)濟效益顯著，為取消木支護(hù)、推廣應(yīng)用鋼鐵化支護(hù)開辟了一條新路子。

【關(guān)鍵詞】單體支柱；急傾斜；走向長壁；仰偽斜

0.概述

七臺河礦業(yè)精煤集團向陽煤礦利用研制成功的防丟柱竄柱聯(lián)鎖繩在十六井裝備單體支護(hù)進(jìn)行走向長壁仰偽斜式回采，揭開了推廣鋼鐵化支護(hù)的序幕，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果。

1.工作面基本概況

1.1地質(zhì)概況

該礦十六井491601采煤工作面為左七片63煤層，煤層厚度為0.7-0.9m，平均0.8m，煤層傾角平均53°，頂?shù)装寰鶠榉凵皫r，底板較為堅硬。

其堅固性系數(shù)，f=4～5，工作面走向長410m，傾斜長50m，可采儲量22960t。

1.2工作面布置

1.2.1工作面使用單體支護(hù)前狀況

采用面寬8m留設(shè)3m×3m帶上山刀柱采煤法，木柱支護(hù)間排距1.0m不回收、不放頂。工作面下部留設(shè)4m×4m煤柱配合間距1.0m木柱、3cm木板聯(lián)合維護(hù)下巷；上部留設(shè)3m×3m煤柱防止上片采空區(qū)冒落跑倉，礦車運輸。

1.2.2使用單體支護(hù)后工作面布置狀況

工作面在開切眼正傾斜布置逐步調(diào)成與走向成35°的仰偽斜形式進(jìn)行長壁后退式回采。全部垮落法管理頂板，偽斜角度50°左右，四排五柱布置，采用單體支柱最大控頂距5.6m，最小控頂距4.2m，間距0.8m、排距1.2m、木頂帽，搪瓷溜槽溜貨。工作面沿偽斜傾每5m設(shè)置用皮帶及?16mm圓鋼骨架制作的防墜、防竄矸竄柱擋板，工作面靠空區(qū)布置1排用皮帶制作?16mm圓鋼制作矩形骨架的擋煤板，每3m設(shè)1塊，一端制成2鉤，掛在支柱上，每對柱距間設(shè)防滑木。工作面最后1排柱靠上下端頭10m設(shè)加強柱，上部柱距為0.4m，下部加密至0.2m擋矸，上巷超前20m設(shè)間距1.0m的超前支護(hù)。下巷留設(shè)4m×4m煤柱，并用錨索鋼帶配合5cm木板剎煤壁支護(hù)。倉口寬1.0m設(shè)溜槽放貨，下巷礦車運輸。

2.采用此法技術(shù)上的可行性及應(yīng)用

針對急傾斜煤層特點，該礦著力從初次來壓、采空區(qū)竄矸沖擊工作面以及工作面支柱防倒防丟柱以及收尾等方面入手研究，取得了較好技術(shù)效果。

2.1初次來壓的技術(shù)管理

首先成立初次來壓領(lǐng)導(dǎo)小組，通過回采工作面現(xiàn)場實踐和觀察發(fā)現(xiàn)：

直接頂隨著移柱隨采隨落，冒落矸石逐步堆積至單體支護(hù)區(qū)下部隅角形成矸石保護(hù)帶。

隨著回采，由于煤層較薄，傾角較大，老頂來壓時，直接頂基本能夠充滿空區(qū)，緩解了老頂對支柱的沖擊。

為緩解老頂來壓時對工作面的沖擊，還采取向空區(qū)翻矸或在橫頭密集里部空區(qū)倉口打開放入矸石充填下部空區(qū)，效果較好。

由此，隨著回采初次及周期性來壓，順利地解決了頂板對支護(hù)的沖擊。

2.2防竄柱、丟柱繩的制作及使用

2.2.1聯(lián)鎖繩的制作方法

（1）主繩制作。采用?9.3mm鋼絲繩每12m截成1段，每0.8m（柱距0.8m）用繩卡固定1個環(huán)形扣，兩頭也用繩卡固定成環(huán)形扣，然后與建筑保險帶掛鉤連接。這樣每根主繩制成10m長。

（2）輔繩制作。采用?3mm鋼絲繩每2m截成1段，兩頭也用繩卡固定成環(huán)形扣，然后同建筑保險掛鉤連接。這樣每根制成1.6m長。

2.2.2聯(lián)鎖繩的連接方法

主繩一端直少固定在上巷2棵超前支柱上，將輔繩打折穿入主繩環(huán)形扣中（雙排時）兩側(cè)掛鉤分別掛在支柱上，（摩擦支柱用M20的螺母焊制固定環(huán)，單體支柱直接掛在手柄上，單柱時直接用輔繩、保險鉤分別掛在支柱及主繩環(huán)中進(jìn)行聯(lián)瑣，主繩和主繩間用保險鉤連接，這樣每個支柱都達(dá)到了單獨聯(lián)鎖。

2.2.3翻打時聯(lián)瑣繩的使用方法

翻打時，翻打工帶1根1.5m長輔繩將一端扣在里側(cè)主繩上，再把待翻支柱連接掛鉤摘下，把小繩另一端扣在待翻支柱上。翻打工在安全支護(hù)區(qū)進(jìn)行翻打支柱，使其卸壓傾倒，支柱下滑一小段被繩拖住，翻打工牽小繩拉回支柱即可，這樣每翻打1棵柱均能保證聯(lián)鎖，墜柱的可能性極小，翻落的木頂帽通過放倉口可回收部分。

2.3工作面防竄矸技術(shù)的落實

由于該工作面煤層傾角達(dá)50°，空區(qū)矸石冒落易沖入回采空間，因此在靠空區(qū)一排柱加密支柱，間距≤0.2m，摘柱時從下至上逐步進(jìn)行，有效地解決了竄矸問題。

2.4工作面收尾的技術(shù)措施

隨著收尾，工作面上部找刀逐步形成正傾斜面，工作面軟幫柱受冒矸沖擊的幅度和長度加大，因此根據(jù)情況，軟幫采取整排加密柱，加強擋矸，至煤柱線回收眼時逐步將支柱從下至上回收完畢，達(dá)到收尾目的。

3.存在的問題及解決辦法

3.1存在的問題

（1）使用單體后，采空側(cè)懸頂面積大，不易放頂，初次來壓及周期來壓不采取措施對管理頂板不利。

（2）由于使用單體支柱后，工作面出煤率加大，而下巷仍采用礦車運輸，單產(chǎn)受到很大限制。

（3）使用單體支柱后，工作面空間變小，對應(yīng)下巷放貨口受煤柱留設(shè)限制，影響放煤，煤柱尺寸又給采后護(hù)巷提出了課題。

（4）使用單體支柱后，入風(fēng)行人橫川易使工作面落煤堵塞，造成堵風(fēng)。

（5）使用單體支柱后，由于人員素質(zhì)差，對安全及生產(chǎn)管理不利。

3.2解決辦法

將下片盤提前掘出，采煤下巷采用刮板溜槽利用下片盤全煤煤倉實現(xiàn)區(qū)域連續(xù)化。對放貨口尺寸問題可從下巷支護(hù)采用錨索支護(hù)或錨索（錨桿）加鋼帶聯(lián)合支護(hù)后，縮小煤柱尺寸，增加倉口數(shù)量，同時也提高了采率，加固了采后備。對于入風(fēng)橫川易堵風(fēng)問題初步可采取分段放炮，加快車皮周轉(zhuǎn)人手，待實現(xiàn)區(qū)域或整體連續(xù)化后迎刃而解。人員素質(zhì)問題可進(jìn)行培訓(xùn)進(jìn)行解決。對于懸頂問題可采取采空側(cè)加密支柱，懸頂距超規(guī)程規(guī)定據(jù)情況沿傾斜方面加打叢柱或木垛，并往空區(qū)側(cè)充矸，必要時按規(guī)程要求采取人工強制放頂。

4.結(jié)束語

通過單體支柱仰偽斜走向長壁采煤法的應(yīng)用給該礦采煤法闖出了一條新路子，為該礦今后的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益以及取消木支護(hù)具有重大的實際意義，值得推廣應(yīng)用。 [科]