淺談走向長壁后退式采煤方法在潤華煤礦6D煤層的應(yīng)用

王開有（黑龍江省雞東縣華盛煤炭有限公司潤華煤礦,黑龍江　雞西　158200）

淺談走向長壁后退式采煤方法在潤華煤礦6D煤層的應(yīng)用

王開有
（黑龍江省雞東縣華盛煤炭有限公司潤華煤礦,黑龍江雞西158200）

摘要：雞東縣華盛煤炭有限公司潤華煤礦6D采煤工作面采用走向長臂后退式采煤方法取得成功，對采場頂板支護(hù)、壓力計(jì)算分析、回采期間的現(xiàn)場管理進(jìn)行總結(jié)

關(guān)鍵詞：頂板支護(hù)；壓力計(jì)算；現(xiàn)場管理

1　概況

雞西市雞東縣華盛煤炭有限公司潤華煤礦2005年改擴(kuò)建后，核定生產(chǎn)能力30萬噸，6D煤層是該煤礦的主采煤層，儲量較大，煤層厚度2米，煤層傾角28度，灰分26.58%，揮發(fā)分36.74%，煤層層理發(fā)育，老頂為細(xì)砂巖厚度4.5米，直接頂為細(xì)粉砂巖及頁巖2米，沒有偽頂，底板為濘灰?guī)r1.3米。6D層屬復(fù)合煤層，純煤厚度1.3m，煤頁巖厚度0.6-0.8m。

2　原開采情況

2005年前由于經(jīng)濟(jì)原因，沒有大量投入有效的支護(hù)材料，工作面頂板支護(hù)強(qiáng)度不夠，不能滿足采后動壓的影響。6D煤層直接頂較厚，頂板在回采中不能隨回隨落，局部懸頂距離走向達(dá)到8米時(shí)才能冒落，對采煤工作面沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生頂板事故。

3　長壁后退式采煤方法的應(yīng)用

2005年改擴(kuò)建后，對西二區(qū)-50右6D采煤工作面進(jìn)行回采，該工作面沿走向布置，走向625m，傾斜95米，煤層厚度2.0米，可采儲量15.29萬噸。

4　支護(hù)方式選擇

（1）工作面使用DZ-25型外注式單體液壓支柱配HDJA-1000型鉸接頂梁帶剎桿支護(hù)，支護(hù)方式齊梁齊柱，懸臂比為1﹕1。采用“四”排管理，排距1.0米、柱距0.5米、炮道0.5米。最大控頂距為5.0米，最小控頂距為4.0米，臨時(shí)柱間距3.0米；（2）工作面架設(shè)單巷一梁兩柱對頭切頂抬棚。端頭支護(hù)采用雙巷，每巷連續(xù)兩架一梁三柱對頭抬棚，抬棚梁使用2米×Φ0.16cm以上的硬質(zhì)圓木，工作面采用自滑槽板運(yùn)輸；（3）必須先支柱后放頂，支柱超前回柱一架棚，備用柱必須打在新切頂線梁下或抬棚下。炮后及時(shí)掛梁，臨時(shí)柱間距3米。工作面采空區(qū)出現(xiàn)走向2米，傾斜5米的懸頂時(shí)，必須停止作業(yè)，采取強(qiáng)制放頂措施后，方可作業(yè)。抬棚不得出現(xiàn)一梁一柱現(xiàn)象。翻抬棚時(shí)，必須隨回隨支；（4）回采過程中，如需要調(diào)整鉸接梁頭長度時(shí)，必須在頂板完整的條件下進(jìn)行，只許后縮不許前抻，不得出現(xiàn)連續(xù)斷梁。如遇地質(zhì)變化帶，支柱不夠高時(shí)，必須用木垛接頂；如頂板破碎時(shí)，必須鋪網(wǎng)支護(hù)；（5）工作面上順槽必須備有50棵單體柱、30棵鉸接梁、1m3剎條、20根抬棚料和足夠的木垛料以做備用。工作面開設(shè)下缺口，傾斜長5米，最大控頂距6米，最小控頂距5米；（6）超前支護(hù)上下順槽自煤壁線起沿走向20米用DZ-25型單體液壓支柱配HDJA-2000型鉸接梁打雙排超前支護(hù)，排距為1.2米，間距為1.2米。

5　采場支護(hù)參數(shù)計(jì)算

（1）工作面支柱的選型計(jì)算：

所需支柱最大高度H大計(jì)算：H大=m大－b=2.0-0.1=1.9米

所需支柱最小高度H小計(jì)算：H小=m小－b－S大－A=1.75米

式中：m大、m小——工作面最大、最小采高，分別取2.0米和2.0米；S大——工作面最大控頂距平均最大下沉量取0.1米；a、b——支柱卸載高度、頂梁厚度，分別取0.05米、0.1米。

根據(jù)支柱規(guī)格及我礦現(xiàn)有情況選用DZ-25型外注式單體液壓柱。

（2）工作面頂板壓力計(jì)算：采場平均壓力P的計(jì)算

式中：h——實(shí)際采高，2.0米；K——頂板巖石碎脹系數(shù)，取1.5；K1——動載系數(shù)，取1.4；K2——懸頂片幫系數(shù)，取1.2；r——巖石容重，取2.5噸/米3。

（3）采場支護(hù)密度N的計(jì)算：N=P/（F×C）=0.84棵/米2

式中：F——選用單體液壓支柱的額定阻力，取25噸；C——單體液壓支柱的性能系數(shù)，取0.8；

（4）采場實(shí)際最大支護(hù)密度N大、N大′及最小支護(hù)密度N小計(jì)算：

式中：L——工作面長度，95米；I大、I小——工作面最大控頂距5.0米、工作面最小控頂距4.0米；R大、R小——最大控頂距排數(shù)4排，最小控頂距排數(shù)4排；R大′——最大控頂距下最小支柱排數(shù)4排；Z——工作面支護(hù)間距，0.5米。

（5）采場支護(hù)安全倍數(shù)＆大、＆大'、＆小的驗(yàn)算：

＆大=N大/N=1.81/0.84=2.15；＆大'=N大'/N=1.81/0.84=2.15；＆小=N小/N=2.26/0.84=2.69

經(jīng)過計(jì)算支護(hù)強(qiáng)度大于或等于2倍，所以滿足采場支護(hù)要求。

6　采場管理

（1）工作面正常回采，推進(jìn)到兩煤壁間距10米時(shí)，若采空區(qū)頂板不充分垮落，此時(shí)開始強(qiáng)制放頂；（2）挑頂時(shí)，沿工作面傾斜方向每1.0米布置一個挑頂眼，眼深1.5米，傾角70°。挑頂眼必須布置在第三、四排柱之間，嚴(yán)禁在采空區(qū)布置挑頂眼；（3）強(qiáng)制放頂冒高達(dá)不到4米以上時(shí)，必須沿走向每推進(jìn)2米進(jìn)行一次強(qiáng)制放頂工作。強(qiáng)制放頂冒高達(dá)到4米以上時(shí)，才能結(jié)束，強(qiáng)制放頂期間，放頂工作必須一次性完成，不準(zhǔn)中斷，其他工序嚴(yán)禁同時(shí)作業(yè)。

7　支護(hù)的效果及結(jié)論

經(jīng)過該采煤方法的嘗試，自開采到結(jié)束，沒有發(fā)生冒頂及推掌子事故，工作面月單產(chǎn)提高了三分之一，提高了煤炭回采率，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，降低煤炭資源的損失。為華盛煤炭有限公司潤華煤礦原煤年產(chǎn)量的提高起到?jīng)Q定性的作用。由于該采煤方法的成功應(yīng)用，為礦井其它類似頂板地質(zhì)條件的煤層開采提供經(jīng)驗(yàn)，也為其它礦井提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn):

[1]徐家林.巖層移動與控制的關(guān)鍵層理論及其應(yīng)用[D].徐州：中國礦業(yè)大學(xué),1999.

[2]王岐成主編.礦山壓力與巖層控制技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2007(09).

[3]牛克洪主編.礦山壓力與巖層控制技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.