薄煤層炮采π型鋼梁支護工藝實踐

賀艷東

（霍州煤電集團團柏煤礦綜采一隊，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團團柏煤礦井田賦存可采煤層從上往下依次為二、三、四煤層。三煤賦存比較穩定，儲量355.6萬t，三煤層上距二煤2.0m，下距四煤24m，其上部的二煤及其下的四煤均已開采完，均為采空區。為延長礦井的服務年限，決定對三煤層進行開采。

1 工作面開采技術條件

1437及1436試采工作面位于14采區軌道上山同一區段的南北兩翼，兩個工作面東以風巷標高-123m為界，南以唐垅第一斷層（H=30m）為界，西以機巷-161m標高為界，北以F3（H=3m）斷層為界。兩個工作面的三煤煤層賦存比較穩定，為復合煤層、復雜結構，煤層厚度1.8～0.9m，平均煤厚1.31m。1437工作面走向長530m，傾向長80m，煤層傾角28°，儲量8.3萬t。1436工作面走向長170m，傾向長80m，煤層傾角28°。

上方的二煤1427、1428工作面于2010年已采，該區二煤與三煤之間較近，僅為1.5～2.5m的層間距，采空區積水下滲，涌水量約3～8m3/h。工作面瓦斯相對涌出量5.56m3/t·d，煤塵爆炸指數為35.93%，煤層不易自燃。

2 采煤方法及回采工藝

2.1 采煤方法

由于礦井規模較小，且三煤層較薄，煤層厚度變化較大，選用炮采工藝是比較經濟可行的。1436及1437工作面均使用炮采，單一煤層走向長壁后退式采煤法，采高1.3～1.8m，采用“三三”控頂方式。

2.2 工作面支護與配套設備

工作面采用π型鋼梁配DZ -2.2型單體液壓支柱支護頂板。π型鋼梁每兩根一組，間距0.2～0.1m，沿煤層走向垂直煤壁排列布置。π型鋼梁長2.0m，π型鋼梁與頂板之間鋪設長1.2m，寬0.2m的木板皮和擋矸簾支護頂板，擋矸簾用Ф20mm雜木棍制作，長1.0m，寬1.5m，棍間距0.1m，工作面支柱排距0.9m，柱距0.7m，π型鋼梁主梁實行一梁二柱，主、副梁循環交替，邁步前進。

工作面上、下端頭使用“三對六梁”配單體液支柱支護，梁長2.6m，兩根一組，一梁二柱，沿煤層走向排列，超前工作面煤壁一排。開采過程中工作面上、下順槽20m內使用DZ-1600型單體液壓支柱配160mm×2.0m圓木抬棚支護。距工作面煤壁10m以內雙棚支護，10～20m范圍內單棚支護。工作面以及下順槽均使用SGW- 40型刮板運輸機。π型鋼梁支護示意圖如圖1所示。

圖1 π型鋼梁支護示意圖

2.3 工作面回采工藝

工作面采煤工藝為：打眼→裝藥連線→放炮→裝煤→推移刮板運輸機→架棚回柱。

2.3.1 落煤運輸

工作面采用人工打眼爆破落煤，炮眼布置成三花眼，炮眼深度1.0m。頂眼距頂板0.3～0.5m，頂眼眼距1.3～1.5m，仰角3°～5°；底眼距底板0.2～0.3m，底眼眼距1.2m，俯角10°～15°。頂眼、底眼水平角70°～80°。采用毫秒爆炮技術，爆破時大部分煤炭落入刮板運輸機，煤炭以爆破自裝為主，輔以人工裝煤。使用刮板運輸機運輸。

2.3.2 移運輸機

工作面放完炮后，及時打好靠幫臨時支護，將工作面余煤攉盡，然后由下往上推移刮板運輸機，移進1.0m，將副梁補打一根支柱。

2.3.3 移梁背頂

移完刮板運輸機后，先將副梁補打一根支柱，形成一梁三柱，副梁變成主梁；松動原主梁的三根支柱，將原主梁向煤壁移進0.9m，移原主梁過程中及時使用木板皮背好頂板。木板皮沿傾向鋪設，與下面π型鋼梁搭接，頂板凹凸不平處，使用坑木等材料接頂填平。最后將原主梁的兩根支柱升緊打牢。原主梁變為副梁、在開采過程中，主、副π型鋼梁循環交替，邁步前進。

2.4 大傾角安全措施

（1）保證支架的穩定。由于工作面傾角較大，支柱工作阻力應保證90kN以上，漏液支柱及時進行二次注液，工作面兩排支柱使用防倒繩連鎖，沿傾向每三根一組，防止倒柱傷人。

（2）工作面刮板運輸機防滑措施。工作面刮板運輸機機頭使用四根單體液壓支柱打好壓柱，每邊兩根；機尾支設兩根壓柱，每邊一根。移運輸機時由下而上進行，機頭移到位固定后再逐段上移。移動過程中禁止機頭、機尾同時移動。

3 實踐效果

π型鋼梁支護相比傳統的單體液壓支柱配鉸接頂梁支護而言，整體性更加突出，對于破碎頂板的管理，效果更加明顯。1436及1437工作面采用炮采、π型鋼梁支護工藝，簡化了作業工序，降低勞動強度，保證工作面的作業空間，1436及1437工作面從開采到收尾，無垮頂和漏頂事故的發生。

三煤的試采成功，可以有效延長礦井的服務年限，具有非常大的經濟意義和社會意義。