厚煤層放頂煤開采技術的實踐應用

苗勝利

（汾西礦業兩渡煤業，山西 靈石 031302）

1 概況

兩渡煤礦位于山西省靈石縣兩渡鎮，為低瓦斯礦井，水文地質條件比較簡單，日涌水量約為50～300m3，屬煤巖層裂隙水與孔隙水。礦井采用綜合機械化放頂煤開采，一井一面，井下輔助運輸采用無軌膠輪運輸。工作面開采水平為1010～1045m，開采深度在500m左右，地面為黃土丘陵。8103工作面煤層厚度在10～27m，平均厚度17.5m，煤層傾角2°～4°。

8103工作面設計長度為230m，采用一進二回三巷布置方式，見圖1所示。8103工作面上部為專用頂板回風巷以及5103回風巷，左側的1070皮帶運輸巷、1070回風巷沿3～5號煤層底板布置。

2 回采工藝

2.1 工作面主要設備配置

兩渡煤礦綜合機械化放頂煤開采的主要設備配置如表1所示。

2.2 回采工藝

采用單一走向長壁后退式綜合機械化低位放頂煤開采的采煤方法。開采初期頂煤垮落不充分期間，作業方式為“兩刀一放”，采煤機截深取0.8m，放煤步距取1.6m；頂板正常來壓后，須改變進刀方式，變“兩刀一放”為“一刀一放”，采、放煤步距均取0.8m。

根據公式“最大控頂距=液壓支架的頂梁長度+端面距+截割深度”來計算8103工作面最大控頂距為6564mm，支架中心距1750mm，端面距369mm，最小控頂距5764m。

工藝流程：采煤機斜切進刀→割煤→移架→推前溜→放頂煤→拉后溜。

SL-500采煤機采用雙向割煤法，往返一次為兩個循環；進刀方式采用端頭斜切割三角煤進刀，追機作業方式及時支護；拉移支架的操作方式為本架操作，拉架滯后底滾筒3～5架；如發生倒架咬架現象，在移架過程中要及時利用側護板進行調整。

2.3 支架選擇

根據對8102工作面礦壓觀測數據的分析，頂煤、直接頂和基本頂初次垮落步距分別為14.8m、14.8m和45.75m，周期來壓步距離介于10～25m之間，如圖2所示。開采過程中共有41根立柱壓壞，發生過片幫、漏頂事故，立柱突然下縮，有的位置還有臺階下沉現象出現。

針對這一情況，在8103工作面選擇液壓支架時，調整為工作阻力提高到13000kN的ZF13000/25/38型支架。從當前的開采實踐來看，工作面頂板穩定性較8102工作面有很大改觀，不過礦壓顯現依然比較強烈，在今后的支架選型上，有必要將支架工作阻力提高到15000kN。

圖1 8103工作面巷道布置示意圖

表1 8103工作面的主要機電設備配置情況

圖2 8102工作面周期來壓步距分布

2.4 超前支護

在兩巷超前工作面煤壁40m范圍內支設超前支護。支柱采用DW28-250/100X型單體液壓支柱與金屬鉸接頂梁配合，梁與巷幫垂直布置。正常情況下運輸巷超前工作面煤壁30m內支雙排支柱，柱距1200mm。在轉載機兩側支設雙排支柱，非采煤幫一側支一排單體柱，距巷中2500mm，另一排單體柱支設在轉載機旁，兩排單體柱排距4700mm。頂板壓力大時，超前支護加強支護。

3 實踐效果

針對兩渡煤業8103工作面厚煤層放頂煤開采的特點，通過以往礦壓觀測分析，對工作面支架進行了合理選型，配置配套的工作面主要機電設備。生產實踐表明，該綜合技術應用情況良好，有效實現了兩渡煤業厚煤層高產高效安全開采。