偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法存在的問題及新技術(shù)的應(yīng)用

謝波 李順 尹向軍

（重慶中梁山煤電氣有限公司礦業(yè)分公司 重慶 400052）

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法存在的問題及新技術(shù)的應(yīng)用

謝波 李順 尹向軍

（重慶中梁山煤電氣有限公司礦業(yè)分公司 重慶 400052）

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法是2007年國家煤礦安全監(jiān)督局重點(diǎn)推廣的一種采煤方法。作為一種廣受推廣的煤礦開采方法偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法具有巷道布置生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、生產(chǎn)成本低、安全保障度高等優(yōu)勢。隨著人們煤炭開采技術(shù)的不斷提高，偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在新技術(shù)的引用方面也開始做出了許多新的嘗試與實(shí)踐。作為一種廣受人們引用的采煤方法偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在存在著許多優(yōu)勢的同時(shí)，也不可避免的存在著一定的缺陷，今天，我們就偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法存在的問題及新技術(shù)的應(yīng)用展開了探討，僅供參考。

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法；存在的問題；新技術(shù)的應(yīng)用；探討

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法是我國急傾斜煤層采煤的一項(xiàng)重大創(chuàng)舉，它已經(jīng)開始慢慢演變?yōu)槲覈饕牟擅悍椒āＣ禾孔鳛槲覈匾氖褂媚茉粗唬藗儗?duì)他的需求逐年增加，作為一種不可再生能源它的使用量不斷增加意味著我們需要在有限能源資源使用范圍內(nèi)提高對(duì)煤礦開采技術(shù)，減少煤礦開始廢棄率增加煤炭的產(chǎn)量使煤礦開采業(yè)在煤炭需求量不斷增加的情況下，能夠源源不斷的滿足人們的需求。

1 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的定義

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法作為一種被人們廣泛運(yùn)用的采煤方法，具有多方面的優(yōu)勢。它通常是采用工作面沿傾向布置成偽斜直線，并且采用一定的結(jié)構(gòu)形式的掩護(hù)支架，將回踩工作面空間遮掩起來，并使之不受冒落巖石的影響，隨著回踩工作面沿走向的推進(jìn)，掩護(hù)支架在其自重和冒落巖石壓力的作用下，并緊隨著工作面移動(dòng)，采煤工作在掩護(hù)支架下進(jìn)行的一種采煤方法。偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在利用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)與采空間，對(duì)采煤掩護(hù)支架的整體性以及穩(wěn)定性提出高要求的同時(shí)對(duì)于保障采煤工人在掩護(hù)支架的保護(hù)下進(jìn)行安全的采煤工作[1]。

2 案例解析

重慶市內(nèi)大部分產(chǎn)煤地區(qū)的煤炭開采環(huán)境十分的復(fù)雜，其地質(zhì)條件多屬于急傾斜煤層。重慶市歷史上對(duì)煤礦開采多沿用傳統(tǒng)斜切爆破、巷柱式、臺(tái)階式等采煤方法，這些傳統(tǒng)的采煤方法存在著諸多，諸如：通風(fēng)條件差、頂板管理難、煤炭資源回收率低、掘進(jìn)工程量大、坑木消耗量大、作業(yè)環(huán)境差、安全保障低等缺陷。竄矸、支架掛頂、哨底、懸空、斷繩等問題時(shí)有發(fā)生。

為了解決這些問題并切實(shí)保障煤炭開采的質(zhì)量以及安全性，其沿用了偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法，偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法對(duì)于解決上述采煤存在的各種缺陷具有非常作用，隨著掩護(hù)支架的不斷改進(jìn)，衍生出的“平板形”、“八字形”、“騎自行”、“四邊形”等多種掩護(hù)支架形式其實(shí)用性特別強(qiáng)，應(yīng)用范圍也十分的廣泛，重慶市在多個(gè)煤礦工作面采用了這種偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法且取得了突出的成效，另外偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法還具有頂板管理簡單、全風(fēng)壓通風(fēng)、安全出口暢通、萬噸掘進(jìn)量小、坑木消耗量大、安全保障等優(yōu)點(diǎn)。例如：在采煤工作面時(shí)常會(huì)發(fā)生竄矸問題，而竄矸問題的發(fā)生通常會(huì)對(duì)工作人員的生命安全以及原煤質(zhì)量造成一定的威脅與影響，而發(fā)生竄矸現(xiàn)象的原因多是由于支架沒有形成有效的保護(hù)空間，因此在采煤過程中移駕、調(diào)架顯得尤為重要，利用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法需要按照程序進(jìn)行下架、移駕、調(diào)架且堅(jiān)決杜絕放頂煤現(xiàn)象，對(duì)于在采煤過程中出現(xiàn)的煤層局部變厚等現(xiàn)象以及支架寬度不夠時(shí)，可以利用木板或其它木料大上斜撐保護(hù)頂板或做成假頂防止竄矸現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

3 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法存在的問題

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法作為一種被廣泛運(yùn)用的采煤方法在使用的過程中雖然具有多方優(yōu)勢，但是不可避免的是同樣具有一些缺陷與問題：

（1）掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)固定且不能夠調(diào)寬，對(duì)煤層的厚度以及傾角等產(chǎn)狀變化的適應(yīng)性較差，尤其是在出現(xiàn)支架刮煤層底板時(shí)，處理較為困難。

（2）受機(jī)械技術(shù)影響，目前，采煤工藝難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，工作面基本上是單點(diǎn)出煤，限制了這種采煤方法各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的進(jìn)一步提高。

（3）炮后支架有所下放，而浮煤不能及時(shí)外運(yùn)，是架內(nèi)空間變得狹小，影響了工作面的通風(fēng)，特別是高瓦斯煤層工作面容易出現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸^限制濃度等現(xiàn)象。

4 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法新技術(shù)的應(yīng)用

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法新技術(shù)的應(yīng)用在這里我們以某煤礦在使用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法新技術(shù)的應(yīng)用舉例說明。某煤礦成功的將柔性掩護(hù)支架與放頂煤采煤技術(shù)向結(jié)合，打破了傳統(tǒng)的單一偽斜柔性掩護(hù)支架開采的框架及巷道布置方式，通過建立全新的采煤系統(tǒng)即：在一個(gè)采取內(nèi)應(yīng)用兩中采煤工藝、采煤方式進(jìn)行合理的巷道布置以及開采[3]，具體工作原理如圖1。

圖1

在開采過程中某煤礦在工作面布置成長40～120m偽斜狀，并且將上下2條運(yùn)輸巷道布置成傾角230左右的斜坡壁紙方式，便于自動(dòng)溜煤工作的開展。為了降低巷道的萬噸掘進(jìn)率（其萬噸掘進(jìn)率僅為245m。陷落法采煤萬噸掘進(jìn)率為465m）和減少設(shè)備投入、電費(fèi)成本以及設(shè)備成本的投入、提高資源采出率通過利用柔性掩護(hù)支架支撐煤層的頂?shù)装寰哂蟹浅：玫男Ч瑢?shí)踐證明其出采率達(dá)到了93.8%與陷落法相比明顯提高了25.8%，同時(shí)也可以幫助工人在有支架的空間內(nèi)進(jìn)行推壁采煤以及放頂煤回采出煤保障了工人施工的安全性。通過實(shí)踐實(shí)驗(yàn)后長溝峪煤礦開采區(qū)利用急親寫厚煤層柔性掩護(hù)支架頂煤采煤法生產(chǎn)煤炭達(dá)到了11.2萬t減少巷道挖掘2464m，超出在傳統(tǒng)方法下煤炭開采2.52萬t[4]。

在實(shí)際實(shí)踐中采用原偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的布置，在接近上水平需要掘平巷。經(jīng)研究顯示在最上1個(gè)溜煤眼以上，不掘煤平巷，掘小于200的斜向，邊掘邊裝，直透上水平采空區(qū)，避免上拐點(diǎn)的扭曲問題。

為了實(shí)現(xiàn)掩護(hù)支架在小于450條件的正常下放，當(dāng)煤層傾角較小，回踩過程中移駕時(shí)，支架極易啃底，為了保證支架正常行走需要在沒每1m處設(shè)置1根邁步支撐，上肢必須緊靠頂板以及保底板；在放架時(shí)需要先放低板炮，扒底煤讓下肢先行移動(dòng)，在放低頂板跑，放上肢使支架走到正常的位置[5]。

5 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法新技術(shù)應(yīng)用后的效果

在實(shí)際開采過程中由于炮眼布置以及裝藥量不當(dāng)，或者是由于頂?shù)装鍍蓭兔嘿|(zhì)硬軟差別太大，使得掩護(hù)支架兩端難以按規(guī)定的的步距下方，造成支架的仰角過大或過小而切入頂板或底板，每層的仰角局部突然變化等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在鋼架翻轉(zhuǎn)的過程中由于掩護(hù)支架工作面?zhèn)蝺A角過大，而鋼梁本身有翻轉(zhuǎn)的趨勢支架上部矸石沿偽斜掩護(hù)支架背面向下翻滾加大鋼梁回轉(zhuǎn)力矩。發(fā)生翻轉(zhuǎn)的另一種原因就是分段處爆破或分段出煤時(shí)，工作面局部出現(xiàn)陡臺(tái)，在該處沒跟鋼梁由高處向低處滑動(dòng)等都是造成翻轉(zhuǎn)的原因。采用柔性掩護(hù)支架與放頂煤采煤技術(shù)為例預(yù)防鋼梁發(fā)生自轉(zhuǎn)，可以用2根編組將每5架固定成一個(gè)整體，當(dāng)分段爆破或分段出煤時(shí)，可用點(diǎn)注控制支架使其保持平直進(jìn)而避免出現(xiàn)陡臺(tái)或者波浪形。在實(shí)際工作過程中會(huì)由于炮眼布置太過靠近頂板或底板，將煤幫和頂板破壞，會(huì)使支架局部不能做實(shí)在煤幫上而出現(xiàn)空洞竄矸。而在掩護(hù)支架進(jìn)過時(shí)由于溜眼煤的頂板側(cè)無煤幫，會(huì)使頂板破壞出現(xiàn)空洞竄矸。在實(shí)際工作中很多時(shí)候支架容易受到破壞，在下放過程中使支架上端或兩端出現(xiàn)空隙、空洞進(jìn)而導(dǎo)致竄矸現(xiàn)象的發(fā)生[6]。

6 結(jié)束語

偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法作為一種新型的且廣受人們追捧的煤炭開采法，然而使用的煤炭開采法具有多方諸如：巷道布置以及生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、頂板管理簡單、全風(fēng)壓通風(fēng)、安全出口暢通、萬噸掘進(jìn)量小、坑木消耗量大、安全保障性能強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)勢。偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在利用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)與采空間，對(duì)采煤掩護(hù)支架的整體性以及穩(wěn)定性提出高要求的同時(shí)對(duì)于保障采煤工人在掩護(hù)支架的保護(hù)下進(jìn)行安全的采煤工作具有非常重要的作用。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步不斷加快，各行各業(yè)對(duì)煤炭使用的需求量也逐年增加，煤炭開采作為一項(xiàng)機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存的行業(yè)，初期基建開采設(shè)備的投入、人工的投入以及后續(xù)開采技術(shù)的引用對(duì)開采企業(yè)都具有非常重大的影響。作為一種實(shí)用性較高的采煤方法，偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法對(duì)于解決通風(fēng)條件差、頂板管理難、煤炭資源回收率低、掘進(jìn)工程量大、坑木消耗量大、作業(yè)環(huán)境差、安全保障低等缺陷。竄矸、支架掛頂、哨底、懸空、斷繩等問題以及提高煤炭采掘質(zhì)量以及產(chǎn)量具有非常大的優(yōu)勢。

[1]居穎.偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在中厚傾斜煤層的應(yīng)用研究[J].江蘇科技信息，2013，16（03）：56～57.

[2]李發(fā)耀，易軍.淺談偽斜四邊形柔性掩護(hù)支架采煤法存在的問題及對(duì)策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，19（11）：47～48.

[3]陳建民，王景輝.俯偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的應(yīng)用與發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，01（11）：43～47.

[4]于先富.偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法在萬順煤礦的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2013，13（06）：34～36.

[5]荀智，伍開雄.偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法在同心煤礦應(yīng)用的可行性分析[J].科協(xié)論壇（下半月），2014，23（07）：47～48.

[6]韓德軍.偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法[J].中州煤炭，2013，24（10）：123～124.

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