∏梁支護工藝安全高產(chǎn)高效技術(shù)

摘 要：本項目隸屬于煤礦開采領(lǐng)域，對岱河礦業(yè)近十二年的∏梁支護工藝技術(shù)進行經(jīng)驗總結(jié)。經(jīng)過實踐證明，Π梁支護工藝能充分適應(yīng)淮北礦區(qū)特殊的煤層賦存條件，作為綜采工藝的有效補充，具有一定的推廣前景。

關(guān)鍵詞：∏梁；高效；工藝

1 概況

岱河煤礦1965年12月25日建成投產(chǎn)。2011年礦井破產(chǎn)改制重組后更名為淮北岱河礦業(yè)有限責(zé)任公司。近些年在儲量減少，采場不斷萎縮、人員支援新區(qū)的情況下，年產(chǎn)穩(wěn)定在80萬噸。

2 成果背景

2.1 ∏梁支護工藝是岱河礦業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇

岱河礦屬濉蕭礦區(qū)閘河煤田，主采三、四、五煤層，于1965年12月建成投產(chǎn)，已回采50多年，所剩可靠儲量只有500多萬噸。由于礦井原設(shè)計生產(chǎn)能力較小（年產(chǎn)60萬噸），采區(qū)設(shè)計單翼走向長度均在500m左右，正規(guī)塊段少，巷道斷面小，工作面大都不等長布置，難以發(fā)揮綜合機械化裝備的優(yōu)勢，實施綜采工藝不實際經(jīng)濟。

以往該礦采用鉸接梁支護工藝，鉸接梁支護工藝有簡單方便、勞動強度較低的優(yōu)點，但整體支護效果一般，在面對復(fù)雜條件時存在安全隱患較多，支護效果難以滿足設(shè)計需要，已不適應(yīng)當(dāng)前安全生產(chǎn)要求的大環(huán)境，為降低工人勞動強度，提高勞動生產(chǎn)效率，保障安全生產(chǎn)，岱河礦業(yè)結(jié)合自身條件，從2004年引進∏梁支護工藝。經(jīng)過十二年的摸索研究，不斷地管理創(chuàng)新，該工藝在岱河礦業(yè)已成功運用，并摸索研究出大量適合該工藝的管理創(chuàng)新。通過在岱河礦的大量現(xiàn)場工業(yè)試驗表明，在“三軟”煤層工作面采用Π型支護工藝，采煤工作面平均工效在16噸/工·天以上，最高日產(chǎn)達2751噸，最高月產(chǎn)達5.1萬噸，年產(chǎn)量穩(wěn)定在40萬噸以上，條件較好的情況下能達到近50萬噸/年·個，經(jīng)濟和社會效益十分顯著。多年岱河礦業(yè)年產(chǎn)量均按照局計劃要求完成，采煤工作面也實現(xiàn)了安全生產(chǎn)，杜絕了死亡事故。實踐證明，實施∏梁支護工藝是岱河礦業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

2.2 推廣∏梁支護工藝也是淮北礦區(qū)整體發(fā)展的重要補充

目前淮北礦區(qū)整體發(fā)展規(guī)劃是促向大型機械化，綜采工藝是發(fā)展主流。但由于淮北礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，多個礦區(qū)井下煤層分布不均勻，如果全部布置綜采工作面，不僅會難以發(fā)揮綜采設(shè)備的優(yōu)越性，而且會造成大量邊角塊段煤層的浪費，因此推廣Π梁支護工藝，具有積極的推動作用，同時對礦井走向較短、非正規(guī)和不等長塊段的高效回采提供了有效途徑。∏梁支護工藝應(yīng)該作為淮北礦區(qū)整體發(fā)展的重要補充，在布置綜采工作面的同時，對一些走向較短、非正規(guī)和不等長塊段積極應(yīng)用∏梁支護工藝，不僅能提高煤炭資源回收率，而且有利于淮北礦區(qū)的長久發(fā)展。

3 主要成果

3.1 岱河礦業(yè)∏梁支護工藝流程

其支護形式為：采用3.3m∏梁對棚錯梁齊柱交替邁步形式支護，每對棚為“二梁七柱”；主梁定位：柱距梁尾分別為200mm、1200mm、2200mm、3200mm，副梁定位：柱距梁尾分別為200mm、1200mm、2200mm；主、副梁間距300mm，相鄰棚棚距800mm，對棚梁錯距1000mm，循環(huán)進度1000mm。工藝流程為：打眼——回柱——放炮——撅棚——移竄梁過頂——支設(shè)臨時支柱——人工出煤——移車——支柱。放炮前聯(lián)網(wǎng)吊網(wǎng)，放炮后展網(wǎng)移竄梁，移車后回老塘側(cè)點柱，貼刮板輸送機老塘側(cè)支工作面第一排柱。（如圖1所示）

3.2 ∏梁支護工藝的優(yōu)勢

3.2.1 ∏梁支護工藝能減少實際工作棚數(shù)，降低勞動強度

我礦剛引進∏梁支護工藝時，勞動強度較鉸接梁支護工藝勞動強度大，在竄梁過程中整排單體支柱均需要調(diào)整搬運，與綜采操縱開關(guān)操作綜采支架更不能相比，很多基層工人不理解，覺得工作量大，對該工藝有抵觸情緒。

岱河礦業(yè)通過精心研究，創(chuàng)新改善工藝，最大化降低了勞動強度，經(jīng)過多年的實施，目前基層職工已充分認識到該工藝的優(yōu)越性，支持該工藝。

為降低了職工勞動強度，在竄梁過程中，我礦創(chuàng)新發(fā)明了新型竄梁托桿，把∏梁落到托桿上向前竄，既省力又安全。以往鉸接梁均采用1m鉸接梁，因此回采進寬只能是1m。而∏梁支護工藝是通過竄梁來邁步推進，經(jīng)過支護設(shè)計及現(xiàn)場應(yīng)用，現(xiàn)進寬普遍在1.1m-1.2m。鉸接梁棚檔600mm，∏梁支護工藝棚檔800mm，近些年引進大尺寸塘材（寬度1m），要求棚檔基本上在850mm左右，經(jīng)過革新，以往采煤工一茬（2人）平均每班工作棚數(shù)在15棚以上，現(xiàn)在采煤工一茬（3人）平均每班工作棚數(shù)在10棚左右。由于進寬方面的優(yōu)越性，其產(chǎn)量還高于以前15棚的產(chǎn)出。

3.2.2 ∏梁支護工藝安全系數(shù)高，并且適用于不規(guī)則復(fù)雜工作面

∏梁支護工藝采用“兩梁七柱邁步交替支柱”，其支護強度Pr=508kN/m2，鉸接頂梁采用“兩梁四柱”，其支護強度Pr=416kN/m2，∏梁支護工藝整體支護強度大，適用于礦壓大的工作面。

∏梁支護工藝由于是邁步交替支護，回柱放頂時通過主副梁交替竄梁，鉸接梁則需要去掉水平銷，由于老塘回料期間壓力顯現(xiàn)較快，鉸接梁回料易造成大面積竄矸，∏梁支護工藝，在回采不規(guī)則復(fù)雜工作面時，較鉸接梁面更具優(yōu)越性。挑頂逮頂均接料嚴實，甩面按線調(diào)整栽柱，以往鉸接梁接頂難以接實，且甩面調(diào)定位勞動強度大，壓力大時更是會造成水平銷彈出，安全隱患大。以我礦回采Ⅲ3217外段工作面為例，工作面采上分層、礦壓顯現(xiàn)明顯、大面積甩面，過頂?shù)卓住⑦^老峒腰巷，該面如采用鉸接梁支護，安全隱患非常大。

∏梁支護工藝更有利于頂板管理，遇破碎頂板時，∏梁可以一邊扒窩一邊竄梁，能較好地防止掉頂。遇頂板壓力較大時，可以竄成齊梁齊柱，支護強度Pr=663N/m2，能防止工作面來壓造成的切頂垮棚。

3.3 安全高產(chǎn)高效技術(shù)

一是增加實際采煤人數(shù)。以往一個基本生產(chǎn)班組人數(shù)在50人左右，出勤率75%，每班僅為38人，開車及機電人員約5人，其他維護人員5人，工作面實際工作人數(shù)在28人左右。2008年經(jīng)過調(diào)整整合，現(xiàn)在平均一個基本生產(chǎn)班組人數(shù)在80人往上，工作面實際工作人數(shù)均在40人。工作面人數(shù)上去，平均分到每個茬的工作量減少，采煤工有時間按質(zhì)按量完成工作任務(wù)。

調(diào)整茬數(shù)，以往∏梁工藝都是三人一茬，后經(jīng)研究，在部分段可以實施兩人一茬，有利于提高勞動效率。

二是減少工作時間。以往采煤班組勞動任務(wù)大，基本上都是送人車上下班，現(xiàn)在經(jīng)過調(diào)整，礦安排半點車，要比送人車早一個小時專門接送采掘職工，在正常安排任務(wù)量的基礎(chǔ)上，基本上能坐半點車上下班，以往每月月底采煤交接班都需要打聯(lián)勤，由于打聯(lián)勤當(dāng)班職工休息時間段，人非常操勞疲乏。因此從2010年起我礦取消了采掘打聯(lián)勤制度，改為最后一天中班集體休班，當(dāng)天早班改為第二天中班，夜班該第二天早班，中班改早班，避免了連續(xù)施工人員勞累。

三是針對不同的煤層厚度安排合適的支柱。近年來引進DWS25-250/110/90支柱，適用支護范圍分別從1.5～2.5m，在下分層開采煤層厚度變化大的情況下，發(fā)揮了顯著的作用。

四是實現(xiàn)了采煤工作面無縫對接。新面投產(chǎn)前，由生產(chǎn)礦長牽頭，組織預(yù)備及保運相關(guān)單位，使工作面及兩巷達到質(zhì)量標準化。投產(chǎn)后，保運區(qū)要對工作面出煤系統(tǒng)負責(zé)15天，并要有跟班人員。采煤區(qū)要求做到合理安排，搬家前后班產(chǎn)量要和日常一樣，實現(xiàn)無縫對接。

五是通過理念創(chuàng)新，實施了大采區(qū)屬地管理。基層采區(qū)配備機電、巷修及下料等人員，方便采區(qū)集中調(diào)度管理，提高了工作執(zhí)行力。每天由采區(qū)檢修班對屬地范圍內(nèi)運輸及出煤系統(tǒng)全面檢查一遍，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理，相關(guān)設(shè)備分包到人，極大降低了機械故障率。

六是積極使用新技術(shù)、新工藝，并鼓勵職工發(fā)明創(chuàng)造五小實用成果，提高采煤生產(chǎn)效率及安全系數(shù)。推廣應(yīng)用復(fù)雜條件下無極繩連續(xù)牽引絞車應(yīng)用技術(shù)，解決了長期以來采煤運料存在的安全隱患。同時充分調(diào)動基層職工發(fā)揮創(chuàng)新能動性，自創(chuàng)研制了適于∏梁支護工藝的五小成果，例如竄梁拖桿、雙鉤防倒鏈、刮板輸送機掐鏈裝置等，這些裝備簡單方便，安全可靠，有效地促進了現(xiàn)場的安全管理。

4 效果效益分析

岱河礦業(yè)經(jīng)過十二年的生產(chǎn)實際，多個工作面回采證明，在“三軟”煤層工作面采用Π梁支護工藝，采煤工作面年產(chǎn)量穩(wěn)定在40萬噸以上，與相同條件下的炮采工作面相比，每年每個Π梁支護工藝工作面可節(jié)約直接開采成本750萬元。同時，采煤工作面的單產(chǎn)水平和煤炭資源回收率也大大提高，避免了采煤工作面冒頂和人身傷亡事故，確保了Π梁支護工藝的安全生產(chǎn)。采用該工藝，也明顯降低了現(xiàn)場職工的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率和礦井質(zhì)量標準化水平，實現(xiàn)對“三軟”煤層、破碎頂板非正規(guī)塊段和不等長塊段的高效開采。

受地質(zhì)構(gòu)造影響，淮北礦區(qū)的大部分礦井的煤層頂板均為“三軟”煤層、破碎頂板，并且存在大量的非正規(guī)塊段和不等長塊段，綜合機械化采煤的優(yōu)勢難以全部發(fā)揮，Π梁支護工藝的成功應(yīng)用，有力地推動了淮北礦區(qū)的高產(chǎn)高效開采進程。Π梁支護工藝的成功應(yīng)用能充分適應(yīng)淮北礦區(qū)特殊的煤層賦存條件，作為綜采工藝的有效補充，具有一定的推廣前景。

參考文獻

[1]徐永析.采礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

作者簡介：閆守春（1969-），男，漢族，皖濉溪人，工程師，畢業(yè)北京煤炭工業(yè)學(xué)校采煤專業(yè)，現(xiàn)任安徽省淮北市岱河礦業(yè)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理。