“三軟”煤層大傾角工作面回采技術(shù)與應(yīng)用

【摘 要】本文分析了在頂軟、底軟、煤軟的“三軟”條件下，煤層傾角大于35°的工作面管理的難點(diǎn)、重點(diǎn)及操作要求。某礦4330工作面在初放及回采期間，沒(méi)有發(fā)生冒頂、推棚、傷人事故，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為類似條件工作面的安全開采提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】大傾角；“三軟”煤層；頂板管理

0 前言

在頂軟、底軟、煤軟的“三軟”條件下，煤層傾角大于35°的炮采工作面，在生產(chǎn)管理和安全管理上難度很大。首先是煤、矸的自溜性強(qiáng)，沖擊力大，易于發(fā)生飛塊傷人、沖倒支架、老塘竄矸、堵塞下出口等事故。其次是煤層頂板正壓力小，下滑力較大，支架穩(wěn)定性差，易造成推棚冒頂。另外工人的操作、行人、運(yùn)料也十分不便。以下介紹某礦實(shí)現(xiàn)“三軟”煤層大傾角工作面安全回采的經(jīng)驗(yàn)。

1 概況

某礦4330工作面位于礦井一240m水平43采區(qū)上部。該工作面水平標(biāo)高-164～-94m，垂高70m，煤層厚度在0.26～3.5m之問(wèn)，平均煤厚1.88rn，煤層傾角在30—40°之間，平均35°；工作面走向長(zhǎng)790m，傾斜長(zhǎng)度100m，直接頂為泥巖、粉砂巖，平均厚7.26m，底板為泥巖粉砂巖，平均厚3.25m。工作面采用走向長(zhǎng)臂后退式回采，全部垮落法管理采空區(qū)，工作面以風(fēng)鎬、手鎬落煤為主，放炮落煤為輔，刮板機(jī)運(yùn)輸，此面屬典型的“三軟”大傾角工作面。

2 支護(hù)原則

支護(hù)參數(shù)和支護(hù)形式滿足“護(hù)”、“穩(wěn)”、“控”3個(gè)方面的要求：

護(hù)：頂板管理l二采取“支”、“護(hù)”相結(jié)合，以“護(hù)”為主的措施最大限度地消除片、抽、漏、冒事故。

穩(wěn)：使支架有足夠的穩(wěn)定性，支護(hù)系統(tǒng)保持必要的剛度，支柱具有良好的增阻性能，杜絕推垮型冒頂事故的發(fā)生。

控：控制支柱鉆底量，控制頂板離層和底板下滑，使頂?shù)装逄幱诹己玫谋恢螤顟B(tài)。

3 管理方法

3.1 工作面支護(hù)

（1）工作面基本支架采用2.5m單體支柱配合1.2rn金屬鉸接頂梁后定位走向直線棚“三、四”峒管理，棚距（500±50）mm。

（2）工作面在初次放頂時(shí)在末后兩排支柱中間加打1排順山挑棚（半圓木作梁，2.5m單體支柱作腿，1梁3柱）加強(qiáng)支護(hù)。挑棚要打成直線，排列嚴(yán)密，上下挑棚梁?jiǎn)栍免Z釘釘成整體，上、中2根挑棚腿垂直頂?shù)装逯гO(shè)，最下1根挑棚腿向上得持5°的迎山角，以增加挑棚抗頂板下滑的能力。正常回采期間，不遇特殊條件（傾角>45°、構(gòu)造、頂板破碎、周期來(lái)壓）不支設(shè)挑棚。

（3）工作面采用800mm×400mm的竹笆片，長(zhǎng)I400mm，Φ50mm的塘材棍過(guò)頂，要求每棚≥6根塘材棍，雙竹笆片過(guò)頂，竹笆片間壓茬 ≥100mm，并且要過(guò)均勻。

（4）支設(shè)支柱前要先在底板上挖出深度≥200mm柱窩，在柱窩里放上巾Φ300mm柱鞋后，方可在柱鞋上栽設(shè)支柱，以減少升柱時(shí)柱根和底煤的下滑。

（5）為方便行人和防止底煤松軟下滑，沿工作面推進(jìn)方向每2棵支柱之問(wèn)用塘柴捆或方木設(shè)置腳手板。

（6）單體支柱必須棵棵穿00In/n的鐵鞋，在裝面和初放期間及正常生產(chǎn)期間，要求單體支柱初撐力90kN/棵。

3.2 煤壁頂板管理

（1）工作面初采五峒嚴(yán)禁放炮，全部手鎬、風(fēng)鎬落煤，初次放頂期間只放震動(dòng)炮，正常生產(chǎn)情況下工作面上半幫煤體較軟仍以風(fēng)鎬落煤為主，下半幫以爆破落煤為主，每次起爆5m。要控制打眼角度，裝藥量≤0.5kg/眼，以減少放炮對(duì)頂板的震動(dòng)，保持頂板的完整性。

（2）放炮后根據(jù)頂板條件及時(shí)維護(hù)頂板，由上向下掛梁，支設(shè)臨時(shí)點(diǎn)柱，在每茬的最下一棚臨時(shí)點(diǎn)柱處用竹笆板從底向上設(shè)置護(hù)身板，護(hù)身板從底向上排嚴(yán)，防止煤矸下滑傷人。

（3）放炮后及時(shí)扶正被炮崩歪的支架。

（4）加強(qiáng)煤壁管理，發(fā)現(xiàn)煤壁有片幫跡象要及時(shí)超前管理，確保煤壁頂板完好，杜絕掉頂事故的發(fā)生。

3.3 老塘側(cè)頂板管理

（1）回柱時(shí)掛單層大笆，將大笆從底到上掛嚴(yán)，防止老塘竄煤、矸。

（2）回出的支柱要全部帶壓打在末排支柱的棚檔中間，實(shí)現(xiàn)全承載，以增加工作面支柱的整體支撐力和防止老塘煤、矸石竄人工作面。

（3）拉茬時(shí)打好拉茬柱，采用粗塘柴配合竹笆設(shè)置拉茬笆。’

（4）回柱時(shí)在本茬最上一棚用竹笆擋嚴(yán)設(shè)置護(hù)身板，防止上茬滾落矸石傷人。

3.4 上、下出口管理

（1）下出El傾斜長(zhǎng)3.5m，超前工作面2.4m，采用2.5rn單體支柱和1.2m限位梁，1梁1柱走向直線棚進(jìn)行管理，過(guò)頂、護(hù)底要求同工作面基本支架。

（2）上出13傾斜長(zhǎng)2.5m，超前工作面1.2m，支護(hù)要求同下出口相同。

（3）加強(qiáng)風(fēng)、機(jī)巷與工作面交界處底煤管理，底板要鋪底梁，防止底煤松散、塌落。

（4）工作面放炮時(shí)，確保機(jī)巷車不能停止運(yùn)轉(zhuǎn)，防止放炮落下的煤堵塞下出口。

3.5 刮板機(jī)的管理

（1）移刮板機(jī)時(shí)，按從下向上的順序移車。

（2）N板機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾使用防滑戧柱。

（3）工作面每15節(jié)中部槽使用單體液壓支柱打1棵戧柱，移刮板機(jī)時(shí)輔助使用戧柱防滑。

3.6 安全設(shè)施與安全管理

（1）“三板一繩”：①閘煤板：長(zhǎng)度1.4m，寬度400mm，從煤壁向老塘沿走向設(shè)置，每20m設(shè)l塊，以緩沖下滑煤塊的沖擊力和控制放煤時(shí)的煤量。②護(hù)身板：采煤時(shí)每茬的最下一棚在煤壁側(cè)支設(shè)l棵臨時(shí)支柱，用長(zhǎng)竹笆板從底到頂擋嚴(yán)，以防煤矸下滑碰傷下茬作業(yè)人員；老塘側(cè)回柱時(shí)在本茬最上一棚設(shè)置護(hù)身板（從底至上排嚴(yán)），防止上茬滾落矸石碰傷下茬作業(yè)人員。③腳手板：采用半圓木或塘柴捆沿工作面走向設(shè)置，以利于行人和有效護(hù)住底煤。④防倒繩：要求全部支柱都要用麻繩系在張緊的上下端頭的鋼絲繩上實(shí)現(xiàn)有效防倒。

（2）強(qiáng)化煤幫管理，遇構(gòu)造、頂板破碎、片幫時(shí)及時(shí)超前管理，避免發(fā)生煤壁掉頂事故。

（3）強(qiáng)化礦壓監(jiān)測(cè)，不合格棚及時(shí)進(jìn)行整改和次補(bǔ)液，確保支柱初撐力符合要求。

（4）單體支柱人井前必須棵棵試壓檢測(cè)，不合格支柱嚴(yán)禁人井使用。

（5）實(shí)行工程質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)交接班制度，班班驗(yàn)收工程質(zhì)量，不合格處及時(shí)整改。

4 操作技術(shù)

4.1 采煤操作

（1）采煤前要備好材料，觀察好后路及周圍環(huán)境，由上向下掛梁、支設(shè)支柱，正常情況下掛雙梁后，必須支一柱，頂板破碎或來(lái)壓時(shí)要隨時(shí)掛梁隨時(shí)支設(shè)單體支柱。

（2）采煤時(shí)上下茬要互相配合，采煤時(shí)，下茬不設(shè)好護(hù)身板，上茬不準(zhǔn)干活。

（3）注液槍及風(fēng)鎬管路從人行道頂板敷設(shè)，嚴(yán)禁設(shè)在溜槽上。

（4）采煤時(shí)鉸接頂梁的連接圓銷要打緊，嚴(yán)禁脫銷。工作面的水平銷配齊，為防止因傾角過(guò)大鉸接頂梁梁頭向下調(diào)斜，使用時(shí)水平銷要從下向上打緊。

（5）采高控制在2.2m，嚴(yán)禁超高回采。

4.2 回柱操作

（1）打好拉茬柱，清理好后路，不合格支柱補(bǔ)液整改，排除不安全隱患后，方可進(jìn)行回柱操作。

（2）回收支柱和梁子前，必須要先拴牢拉緊后，方可回收，以防回下的鐵料竄下傷人。

（3）回柱時(shí)如遇到頂板來(lái)壓，要立即停止作業(yè)，待壓力穩(wěn)定后方可繼續(xù)回柱工作。

（4）回柱不準(zhǔn)和打眼、裝藥等工序平行作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

采用以上管理方法實(shí)現(xiàn)了“三軟”煤層大傾角工作面的安全回采，為其它礦井在類似采礦條件下開采管理提供了經(jīng)驗(yàn)。4330工作面已安全實(shí)現(xiàn)初次放頂并順利回采近600m，回采煤炭20多萬(wàn)t，最高月產(chǎn)2.8萬(wàn)t，初放及回采期間，沒(méi)有發(fā)生冒頂、推棚、傷人事故，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]