柔性掩護支架開采法在急傾斜煤層開采中的實踐

摘 要：以淮南某礦251308工作面為例，從柔性掩護支架采煤法應用、應解決的關鍵問題和回采工藝等方面介紹了柔性掩護支架在急傾斜煤層開采中的應用。開采實踐表明，柔性掩護支架采煤法回采工藝較簡單，簡化了工作面支護作業，取消了采空區放頂，降低了工人勞動強度，有助于采煤工作面綜合經濟效益的提高。

關鍵詞：柔性掩護支架；急傾斜煤層；回采工藝；應用分析

1 工作面概況

淮南某礦251308工作面位于西五采區東翼，西起-480m西五石門，東至-480m四五石門東740m。該工作面上部為251306、241305工作面采空區，西部和東部分別為251307和241307工作面采空區，北部和南部為實體煤。受地質條件影響，風巷在-480m～-410m西五13-1煤生根眼煤眼以東500m段、機巷在煤眼以東400m段范圍內煤層傾角65°～72°；風巷在煤眼以東500m至開切眼段、機巷在煤眼以東400m至開切眼段煤層傾角40°～57°。據工作面掘進資料可知，f25-01和f25-01斷層附近煤層賦存不穩定，煤厚變??；該工作面設計可采走向長度為700m，階段垂高為33.8m；直接頂為均厚4.0m的灰～深灰色、薄層狀砂質泥巖，老頂為均厚3.5m的灰～灰白色、厚層狀細砂巖，直接底為均厚8.0m的灰～灰褐色、厚層狀砂質泥巖，老底為均厚18m的淺灰～灰白色、厚層狀石英砂巖。根據礦井開采經驗，該工作面采用八字形柔性掩護支架偽傾斜開采。

2 采煤方法的應用

2.1 采場支護

2.1.1 支護材料的確定

根據地質說明書提供的煤厚，采場支架選用寬度為2.4m～3.0m的“ ”字型架料。具體選型見表1。2.4m和2.7m支架架下用3組鋼絲繩連結，3.0m支架架下用4組鋼絲繩連結，鋼絲繩直徑均為32～36mm?！癟”字型螺栓的絲扣長度為60mm，直徑為18mm?！?”字型支架架下連接的鋼絲繩必須錯茬搭接，不得出現其中兩組及兩組以上鋼絲繩同時搭接的現象。每組鋼絲繩接頭處搭接長度不小于2.5m，且任意兩組之間錯距不小于2.0m。

2.1.2 支架的安裝

支架沿頂板擺設，安裝時上肢超前下肢0.2m。支架架下鋼絲繩必須保持完好，連接支架和鋼絲繩時，必須擰到鋼絲繩變形。安裝支架時，頂板棚腿隨支架安裝而逐根回撤，并采用單根前探梁對回撤掉棚腿的棚梁進行臨時支護。風巷超前支護架梁隨支架安裝向外回撤，一次回撤最多不得超過2.0m，并及時將回撤的架梁向外延接，確保超前支護長度不小于20m。支架安裝時，上肢應與棚梁平行；支架安裝后在支架上肢與棚梁之間采用木板或老料等接上勁，從而將棚梁托住。架內單體液壓支柱應沿煤層走向支設，風巷平架長度不小于8.0m，不大于30m，壓實碴不小于7.0m，老塘口距離架頭1.0～3.0m之間。

2.1.3 支架的下放

當支架安裝壓實茬長度為15～30m時即可進行初次下放架子，在工作面架尾下放至機巷之前，架尾應保持3.0～5.0m的平架子，允許上翹角度不得超過15°，架尾至少保留2個眼，且不能同時出煤，確保一個小眼管理完好，余煤清理干凈，供通風和上下人使用。工作面初次下放時，開切眼眼口（距離開切眼0～2.0m）作業人員必須佩帶保險帶，且生根牢固。架子正常推進時，工作面偽傾角保持在25°～30°之間，上拐點及分段放炮連接處，偽傾角可適當變大，但不得超過35°。嚴禁出現陡臺階。架子仰角保持在不大于煤層法線方向的10°。平架子地溝高度在1.2～1.5m之間，地溝頂板側打一行單體液壓支柱，沿走向間距不超過2.0m。如頂板破碎易竄矸時，必須將單體液壓支柱間距縮小至1.0～1.5m，并用大板或老料將頂板腰背嚴實。

2.1.4 架頭平架段及斜架管理

架頭平架段浮煤雜物必須經常清理，頂板腰背嚴實，確保斷面符合要求。上拐點頂板暴露處必須采用老料、大板等背實，防止大塊煤矸片落傷人。人員進入工作面時，必須先檢查支架內支柱及頂、底板情況，發現問題及時處理。架下設置牢固的扶手繩，方便行人使用。打眼前必須將自滑溜槽拴牢在架料上，在距離老塘附近（距離老塘口0.5～0.8m），上下各打一根支柱。如支柱損壞或缺少，應及時更換或增補，歪倒的支柱及時扶正并與支架打上勁。

2.2 應解決的關鍵問題

251308回采工作面范圍內煤層傾角變化較大，對工作面回采影響較大，支架是否能夠順利下放是影響該工作面回采的關鍵。為確保工作面支架順利下放，該工作面在-480m西五石門東600處至開切眼范圍內施工了腰巷。工作面回采時，首先回采腰巷上段工作面，暫將腰巷下段工作面進行封閉，待后期進行回收。當工作面推至老開切眼位置時，若工作面煤層傾角可以滿足支架下放條件時，則通過老開切眼將腰巷上方工作面支架下放至機巷；若此時工作面煤層傾角仍不足以滿足支架下放條件時，則繼續向西施工腰巷并每隔5.0～6.0m施工高眼貫通腰巷，繼續推進腰巷上方工作面，直至煤層傾角滿足支架下放條件時，則將工作面支架下放至機巷。

2.3 回采工藝

工作面偽傾斜柔性掩護支架下打眼、裝藥、放炮落煤→人工攉煤至自滑溜槽→刮板輸送機運煤→架下支護→采空區處理。

在回采過程中，采用爆破落煤，人工攉煤至自滑溜槽的裝煤方式，循環進度確定為1.1m。采腰巷上方工作面期間運煤方式為煤由腰尾第2部刮板輸送機轉至腰巷第1部刮板輸送機，通過251308工作面老切眼（煤眼）再轉至機巷第一部膠帶輸送機，經機巷第二部膠帶輸送機至-480m西五采區石門，通過-550～-480m西五13-1煤生根眼（煤眼）進入礦井總運出煤系統；工作面正?；夭善陂g運煤方式為煤由機尾刮板輸送機轉至機巷膠帶輸送機，至-480m西五采區石門，通過-550～-480m西五13-1煤生根眼（煤眼）進入礦井總運出煤系統。

3 結束語

針對急傾斜煤層開采而言，柔性掩護支架采煤法回采工藝較簡單，簡化了工作面支護作業，取消了采空區放頂，大幅度的提高了作業人員的工作效率，降低了工人勞動強度。同時，所用柔性掩護支架拆裝方便，可為作業人員提供較高的安全保障。此外，運用該柔性掩護支架采煤法時可減少大量坑木的使用，有助于提高工作面綜合效益。251308工作面開采實踐表明，運用柔性掩護支架開采急傾斜煤層是可行的，符合煤炭科學發展觀的要求。當然，該開采方法也具有一定的局限性，如對煤層傾角變化適應較差，綜合機械化程度較低，但仍不失為急傾斜煤層小型工作面開采的有效方法。

作者簡介：徐良（1983，12-），男，湖北紅安人，本科，助理工程師，2008年畢業于安徽理工大學土木工程專業，現從事煤礦開采技術管理工作。