應用ZH2000/16/24Z型懸移支架放頂煤法開采急傾斜不穩定巨厚層雞窩煤

高文平

【摘 要】昂州煤礦北礦礦區位于昂州倒轉向斜近軸部的昂州河煤礦區內。因受區域性斷裂帶的影響，多年來沿用木支柱、木頂梁，小塊段工作面高落式回采。此種方法存在回采掘進率高，坑木消耗高，工作面管理困難，單產低、工效低、回采率低，勞動強度大，安全狀況不好等不利因素，為了改革這種采煤方法，達到高效低耗、安全生產的目的，應用懸移支架放頂煤采煤法，開采急傾斜不穩定巨厚煤層。

【關鍵詞】應用 采煤方法 極復雜地質 急傾斜 不穩定巨厚層 雞窩煤

1 礦井概況

1.1 歷史沿革

昂州煤礦北礦始建于70年代初期，因煤層不清、構造復雜，只是探索性采掘，采煤方法落后，未形成規模，最終停產；1993年由地方國有企業重新建井，1994年投入生產，設計生產能力為6萬噸/年，2003年9月由四川省國土資源廳換發了采礦許可證；2004年該礦山依法轉制，并于2006年10月23日依法取得四川省國土資源廳換發的采礦許可證； 2011年7月取得四川省國土資源廳頒發的采礦許可證，有效期2011年7月12日至2021年7月12日，礦區范圍由1-8號拐點坐標圈定，礦區面積1.2462km2，井田范圍內批準開采A、B、C煤層，批準開采深度+2500m—+2055m。

1.2 礦井交通位置

交通位置：礦區位于天全縣城區268°方向，平距39.51km處。隸屬于雅安市天全縣紫石鄉管轄。該礦山處于昂州河煤礦區北段。區內有礦山公路與318國道相接于兩河口處，公路里程約23km；從兩河口至天全縣縣城38 km，至進藏要塞～二郎山公路隧道約25km。礦山公路雨季易垮塌、冬季易積雪而不暢，交通不甚方便。

2 礦井地質條件

2.1 資源條件

（1）礦井主要開采的A、B、C煤層，礦區內煤層厚度變化較大、質量和層位極不穩定。水文地質條件復雜的礦床，屬復雜Ⅱ類型。（2）礦井為瓦斯礦井，所采煤層無煤塵爆炸危險，煤層自燃發火傾向性為Ⅲ級，屬不易自燃煤層。（3）井田面積及儲量：井田面積1.25km2，開采深度+2500m～+2055m標高，擬開采A、B、C煤層。

2.2 地質構造與含煤地層

（1）礦區位于昂州倒轉向斜近軸部的昂州河煤礦區內。因受區域性斷裂帶的影響，區內構造極其復雜，斷層、褶曲發育，地層產狀變化很大。出露地層主要為三疊系上統須家河組，礦區主采煤層A、B、C煤層均產于三疊系上統須家河組第二段地層中。（2）本區主要含煤地為三疊系上統須家河組（T3xj2）中段。厚166.95m，為一套由粉砂巖、砂質泥巖、炭質泥巖、泥巖、頁巖為主，次為中粒砂巖、細粒砂巖和煤組成，屬內陸山間小型湖盆～沼澤相含煤沉積。含煤多層，其中A、B（主要可采煤層）、C（可采煤層）、D煤層局部可采，單層最大厚度（B煤層）達33.17m。最大累計厚度74.68m，平均累計厚度35.53m，含煤系數21%。

3 采煤方法選擇

3.1 礦井開采現狀

（1）工程概況：礦井2013年開始按照擴建技改初步設計進行技改建設，完成首采區回風、人行、運輸上山，完成B煤層首采2211-1工作面回風巷，運輸巷及切眼的掘進及采面安裝工作，完成了C煤層首采2311工作面回風巷，運輸巷及切眼的掘進，按照批復的安全專篇，具備了試生產條件。（2）揭露水文地質情況：在二石門鉆探探測A煤層施工至A煤層老底即三疊系須家河組下段含水層，且為逐漸增大，掘進巷道1344.3米，均揭露煤層頂底板，局部出現滴、淋水。

3.2 采煤方法選擇

（1）頂底板情況：B煤層老頂為石英為主，含黑色巖屑，致密，不均一，局部夾細砂巖條帶，厚15.77m左右；頁巖、粉砂泥巖或泥質砂巖中富含菱鐵礦結核或砂枕，厚3.1m；偽頂主要為砂質泥巖、泥巖；底板為泥巖、砂質泥巖或細粒砂巖，裂隙、節理發育，抗壓、抗拉及抗剪強度低。（2）采煤方法：工作面采用走向長壁后退式炮采放頂煤采煤法，沿傾向布置工作面，采高2.0米；使用北京藍暢機械有限公司生產的ZH2000/16/24Z型支架支護，采用全部垮落法管理頂板。

3.3 架型選擇

選型依據，根據工作面地質條件、煤層賦存條件，選用炮采放頂煤架型；支柱高度選擇2.2m，支柱行程0.8米，支架高度1.6～2.4米；該支架是炮采放頂煤架型，循環進度為0.8米，頂梁體長度選用2.7米；選擇φ125mm 雙向液壓支柱，所選擇支柱工作阻力為500KN/根，每架四柱；考慮該工作面底板較軟，需增加支柱底盤，選用360×360mm柱鞋。

3.4 工作面支護

采用北京藍暢機械有限公司生產的ZH2000/16/24Z型整體頂梁組合液壓支架。支架中心距1000mm，架間隙40mm。（1）上、下端頭支護：采用ZH2000/16/24Z型整體頂梁組合液壓支架維護管理端頭。（2）上、下兩巷超前支護：超前工作面10m范圍內在巷道內采用雙排單體液壓支柱配合∏型鋼梁支護，10～20m采用單排單體液壓支柱配合∏型鋼梁進行支護，一梁兩柱，并保證巷道高度不低于1.8m。兩道中的人行道寬度不小于0.7m。

3.5 安全評估

（1）“物”的安全性：組合支架工作面所使用支護設備的安全性有以下優點：一、支架護頂面積大，頂部不容易出現漏頂現象。二、支架由托梁機構將整個工作面支架有效地連為整體，不倒架，不歪扭。三、支架結構簡單、緊密、牢固。四、支架操作空間大，作業方便。五、端頭部位由端頭支架控制頂板，安全可靠。六、支架支撐力大，對于初采、末采、初次來壓、周期來壓能有效控制。（2）“人”的安全性：整體頂梁組合液壓支架移架簡單，對人的要求低，從環節上減少了事故發生的可能性。

4 結語

通過在實際中運用，采用ZH2000/16/24Z整體頂梁組合液壓支架開采現有煤層在技術上可行，安全上可靠，經濟上合理且效益明顯。運用過程中應探討與改進的問題：由于受礦區地質構造影響B煤層煤質松軟、結構紋亂，受采動影響致工作面兩巷支護壓力顯現，今后的開采中應加強兩巷支護方式的改進探索，加強頂板動態壓力觀測，同時，加強工作面水患管理，確保開采安全。

參考文獻：

[1] 四川省天全縣昂州河煤礦區昂州煤礦北礦資源儲量核實報告.

[2] 四川省天全縣昂州河煤礦區詳查地質報告.

[3] ZH2000-16-24Z支架說明書.