懸移支架式采煤法在大傾角復(fù)雜煤層的研究與應(yīng)用

劉 磊

（唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)有限公司，河北 唐山 063102）

1 懸移支架采煤法工藝概述

（1）采煤方法。根據(jù)煤層賦存條件以及現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，將長(zhǎng)臂懸移支架采煤法應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。（2）采煤高度。工作面采高：煤層厚度小于等于2.5米的時(shí)候，采煤高度設(shè)定為1.6米至2.5米；如果煤層厚度超過(guò)了2.5米的時(shí)候，將300毫米的加長(zhǎng)節(jié)安裝到工作面現(xiàn)有柱腿上，見(jiàn)頂、底時(shí)，采高設(shè)定為2.7米。對(duì)留底煤進(jìn)行回采的時(shí)候，支柱必須穿上柱鞋。回采工作面循環(huán)步距設(shè)定為1米。（3）回采工藝。落煤方式：先進(jìn)行打眼，然后進(jìn)行爆破方式落煤。

裝煤方式：通過(guò)爆破自裝以及人工攉煤兩者相結(jié)合的方法進(jìn)行。

運(yùn)煤方式：如果煤層傾角超過(guò)了30度，那么將SGB-620/40T型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤安裝到工作面上進(jìn)行；如果工作面不足30度，那么采用搪瓷溜板方式進(jìn)行運(yùn)煤。（工作面采用SGB-420/30型刮板輸送機(jī)出煤。）

采面支護(hù)方式：采面所使用的支護(hù)方式是通過(guò)ZH1600（2000）/16/24Z型和ZH3000/16/24Z整體頂梁組合懸移支架進(jìn)行支護(hù)。

回采工藝流程：首先進(jìn)行安全檢查，將安全隱患予以處理，隨后進(jìn)行打眼，放炮處理，對(duì)梁臨時(shí)支護(hù)頂板進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行攉煤，將轉(zhuǎn)梁、移頂梁及前、后柱進(jìn)行收轉(zhuǎn)，最后對(duì)托梁進(jìn)行移動(dòng)。（工作面采用爆破落煤，人工攉煤至工作面刮板輸送機(jī)，工作面采用SGB-420/30型刮板輸送機(jī)出煤。）

2 各方面的優(yōu)越性對(duì)比分析

（1） 生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)量方面的優(yōu)勢(shì)。懸移支架壁式采煤法工作面長(zhǎng)度通常設(shè)置在80米左右，這樣有助于實(shí)現(xiàn)三班回采循環(huán)作業(yè)，另外懸移支架的操作工具是通過(guò)乳化液進(jìn)行集中控制操作閥，從打柱、移動(dòng)主子及架子直到升柱整個(gè)過(guò)程，員工對(duì)液壓操作閥進(jìn)行操作即可，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，工作面月產(chǎn)超過(guò)700噸，單產(chǎn)超過(guò)10000噸；單柱壁式操作復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，效率低，整個(gè)過(guò)程包括人工回柱、打柱、掛鉸接頂梁，煤層傾角超過(guò)25度時(shí)，扒煤打柱幾乎不可能實(shí)現(xiàn)分段平行作業(yè)，且工作面煤層厚度變化幅度較大，須及時(shí)更換單柱，75米的工作面要想完成一個(gè)循環(huán)至少兩三天，月產(chǎn)能力為400噸。耙裝工作面設(shè)定長(zhǎng)度一般不會(huì)超過(guò)45米，即工作面每推進(jìn)一二十米必須對(duì)耙道進(jìn)行重新開(kāi)通，影響生產(chǎn)效率。所以，懸移支架采煤法在產(chǎn)量方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯。（2） 回采率方面的優(yōu)勢(shì)。懸移支架壁式采煤法工作面的推進(jìn)方式是沿著煤層頂板進(jìn)行的，將加長(zhǎng)節(jié)加裝在支架支柱后工作面最大采高達(dá)到了2.7米，用于單柱壁式采煤法要求工作面的支柱高度一般不會(huì)超過(guò)2.8米，采高一般不會(huì)超過(guò)2.5米；由于煤層頂板直接頂垮落步距一般在10米到20米之間，耙裝采煤法工作面每推進(jìn)10米就必須重新開(kāi)耙道，回采率最低。（3） 掘進(jìn)率方面的優(yōu)勢(shì)。相比起單柱壁式采煤法巷道布置方式，懸移支架壁式采煤法大體相同，通過(guò)沿空留巷方式支護(hù)進(jìn)行上壁工作面的下順槽回采，可用于下壁工作面的上順槽運(yùn)用，要實(shí)現(xiàn)個(gè)班正規(guī)循環(huán)作業(yè)，對(duì)于單柱壁式采煤法工作面，長(zhǎng)度不得大于60米；對(duì)于耙裝采煤法，工作面長(zhǎng)度不超過(guò)45米，不僅要將上下順槽掘進(jìn)出來(lái)，還要將一條或者幾條中順槽進(jìn)行掘進(jìn)，一旦工作面直接頂發(fā)生垮落，必須重新開(kāi)耙道，同時(shí)下順槽很難將沿空留巷方式予以運(yùn)用，萬(wàn)噸掘進(jìn)率相對(duì)比較高。（4） 材料消耗方面的優(yōu)勢(shì)。懸移支架壁式采煤法需要消耗的就是用于響炮的火藥；單柱壁式采煤法不僅需要消耗火藥，還有一些塑料柱鞋或者一些柱帽，這些均用于支柱腳柱安裝或者局部變化帶的支護(hù)頂板，單柱支撐強(qiáng)度不理想，采空區(qū)如果發(fā)生垮落會(huì)導(dǎo)致局部切頂排單體支柱埋壓，很難被取出，損耗一些單柱；耙裝工作面同樣消耗火藥，還需要一些鋼絲繩以及滑輪，這些用來(lái)耙礦絞車(chē)以及導(dǎo)向滑輪使用。總而言之，懸移支架壁式采煤法最節(jié)省材料。

3 近年推廣應(yīng)用過(guò)程中的工藝改進(jìn)

懸移支架是采煤法在生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中，我們對(duì)其施工工藝進(jìn)行了研究與分析，并加以改進(jìn)。具體主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）（我沒(méi)見(jiàn)過(guò)這個(gè)翻轉(zhuǎn)頂梁）加長(zhǎng)翻轉(zhuǎn)梁臨時(shí)支護(hù)頂板。加長(zhǎng)支架翻轉(zhuǎn)梁的長(zhǎng)度，由原來(lái)的60毫米加長(zhǎng)到80毫米，在響炮前把翻轉(zhuǎn)梁予以回收以便對(duì)液壓管路進(jìn)行掩護(hù)，免遭響炮的振動(dòng)毀壞，響炮后扒煤時(shí)將翻轉(zhuǎn)梁升起增加臨時(shí)支護(hù)頂板空間，如果頂板來(lái)壓或者發(fā)生垮落，加長(zhǎng)的支架翻轉(zhuǎn)梁將發(fā)生作用，對(duì)于支架的趴架起到預(yù)防作用。

工作面上下出口加以端頭支架的支護(hù)

端頭支架要比普通支架長(zhǎng)600毫米，它能保護(hù)工作面上運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)裝置，避免響炮后，大量的落煤埋住運(yùn)輸機(jī)電機(jī)裝置，不僅給運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)裝置造成損害，還會(huì)滯后響炮后輸送機(jī)的開(kāi)啟，影響生產(chǎn)效率。它也能很好的控制上下出口的支護(hù)情況，避免上下出口在走架子過(guò)程中，出現(xiàn)垮塌和高度不夠等現(xiàn)象，保障了兩個(gè)順槽跟工作面成一個(gè)整體進(jìn)行推移。（2）固定前柱滑動(dòng)量。原先懸移支架上的支架前柱可以自由滑動(dòng)，這樣會(huì)影響到滑動(dòng)梁，容易引發(fā)安全事故，頂板發(fā)生垮落或者受壓時(shí)，支架容易滑向煤壁，引發(fā)支架趴架傷人，將其固定后可有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。（3）支架托梁滯后。通過(guò)托梁將懸移支架工作面支架聯(lián)系在一起，工作面懸移支架托梁可以算作一個(gè)整體，在面對(duì)頂板垮落或來(lái)壓時(shí)不會(huì)出現(xiàn)局部支架趴架，有效抑制整體支架移動(dòng)量，降低趴架傷人事故。（4）擋矸鏈治竄矸。采煤區(qū)的煤層傾角較大，在初期進(jìn)行回采的過(guò)程中如果發(fā)生頂板垮落，特別是在進(jìn)行移架的時(shí)候會(huì)發(fā)生矸石掉落工作面的現(xiàn)象，對(duì)人身安全帶來(lái)不利影響。對(duì)于此種情況，相關(guān)的技術(shù)操作人員予以研究分析，將22型廢舊電溜子鏈條用螺桿掛在懸移支架擋研板上，形成網(wǎng)狀連接，有效的對(duì)采空區(qū)研石進(jìn)行阻擋。

結(jié)語(yǔ)

在今后的發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中，我們還要繼續(xù)對(duì)懸移支架各方面的采煤工藝和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行研究分析，并不斷改進(jìn)，使懸移支架采煤法不斷優(yōu)化與完善，為全國(guó)的煤炭開(kāi)采做出應(yīng)有的努力，為國(guó)家和社會(huì)創(chuàng)造出更多更好的價(jià)值和效益。

[1]徐永析.煤礦開(kāi)采學(xué)[ M ].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2004.

[2]王海濤.分體頂梁組合懸移液壓支架在新鐵煤礦的應(yīng)用[J].煤礦技術(shù)，2010（1）：47- 49.