DW35型單體液壓支柱在厚煤層炮采工作面的應用

楊建平

（淮北劉東煤礦，安徽 淮北 235000）

單體液壓支柱在炮采工作面應用是一項成熟的支護技術，但通常應用在采高2.5m以下的煤層中，當煤厚在3.0m以上時，一般采取留底煤開采、分層開采等，這種開采方式不能實現一次采全高，造成資源浪費或高成本開采。劉東煤礦近年來在工作面采用DW35型單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護頂板，取得了厚煤層條件下使用單體液壓支柱的成功經驗。

1 工程概況

41001工作面位于該礦西四采區，主采煤層山西組10煤層，工作面走向布置，炮采工藝，傾向長106m，走向長373m，煤厚2.2～4.3m，平均3.3m，煤層結構簡單，煤層傾角22～28°，平均25°，儲量17萬t。工作面直接頂大部分為2～4m厚的泥質粉砂巖，局部為泥巖、粉砂巖、煤線組成的復合頂板；基本頂為13～19m厚的細砂巖，直接底大部分為炭質泥巖，局部為粉砂巖。

工作面煤層煤厚變化大，采用一個型號單體液壓支柱不能實現一次采全高，因此需要使用不同型號單體液壓支柱，最大支柱選用DW35型單體液壓支柱，配套使用DJB1000/300型金屬鉸接頂梁，過頂材料使用塑料笆片、木背板。工作面使用刮板輸送機運輸，“四·五”排控頂，全部垮落法處理采空區，回料后頂板能隨回隨冒。

2 DW35型支柱使用

2.1 回采基本工藝安全要求

（1）打眼、裝藥。采用電煤鉆或風煤鉆打眼，人工裝藥。由于煤層較厚，一般采用三排眼布置，煤層松軟時，也可以使用兩排眼或五花眼布置。要求開切眼過程中炮眼深度上淺下深，使煤壁由上向下呈倒楔形（以后開采過程中始終保持此狀態），保證煤壁具有良好的自立性，防止煤壁片幫；裝藥要求上排眼藥量少于下排眼。

（2）爆破落煤和裝煤。采用爆破落煤和人工裝煤相結合的方法。工作面煤層較厚，爆破后煤炭向采空區方向拋擲距離較遠，因此爆破要求采用毫秒電雷管，下排先于上排啟爆，同時在刮板輸送機后排設置放炮擋煤板，減少煤炭向采空區方向的拋擲距離，減輕人工裝煤工作量。

（3）過頂、掛梁（打臨時支護）。為解決采高較大，人工過頂、掛梁困難等問題，炮后出煤要求不一次出清，出煤過程中控制煤壁處煤堆高度，在人員便于操作時，進行過頂、掛梁工作。作業組之間要用擋煤板隔開，便于作業組之間協調。

（4）支柱。DW35型單體液壓支柱自身重量較大（98kg）、高度較高（最小高度2700mm，最大高度3500mm），使用DW35型單體液壓支柱時：作業時三人一組，兩人將支柱立起，另一人用拉繩拉住支柱上端頭部位，起穩定支柱的作用，待給支柱注液升壓后，系好防倒繩，完成立柱工作。該工序作業時，支柱下方附近不得有人。

（5）回料。采用兩臺拔柱器配合，一臺拔柱器固定住支柱的上端頭部位，另一臺在支柱卸壓后拉出支柱，并移動支柱到預設位置。這個過程中支柱不要倒地。

2.2 支護安全注意事項

（1）使用與單體液壓支柱配套的三用閥（整定值）。DW35型單體液壓支柱額定工作阻力200kN，額定工作液壓25.5MPa，三用閥整定值：開啟壓力25MPa，關閉壓力20MPa。三用閥作為單體液壓支柱核心部件，直接影響著單體液壓支柱的壽命和使用，起著注液升柱、超載溢流、泄載降柱的作用。不同高度單體液壓支柱對應著不同的三用閥整定值。DW35型單體液壓支柱的三用閥整定值較小，如使用整定值較大的三用閥，使支柱工作阻力超過額定工作阻力，會引起斷柱等安全事故。

（2）不同高度單體液壓支柱的正確使用。由于煤厚變化，需要使用不同高度單體液壓支柱。使用過程中要做到以下幾點：①根據煤層厚度選擇適合采高的支柱，防止超行程或伸出量不足，要求活柱行程不小于200mm。②當支柱伸出量不足時，應及時替換，嚴禁出現“死”柱現象。③同一地段、同一高度支柱要集中使用；同一地段、不同高度支柱嚴禁混用。④如果分段范圍內煤層厚度超過支柱支撐高度，要留底煤開采，支柱穿柱鞋。如果分段范圍內煤層厚度小于支柱支撐高度，要破底板刨柱窩立柱。⑤工作面基本支柱、特殊支柱必須使用同一高度支柱。

（3）正確使用塑料笆片。塑料笆片是工作面使用的過頂材料之一，也是使用DW35型單體液壓支柱工作面重點改革內容。傳統采煤工作面采用塘材、竹笆（或柳笆）過頂，不能有效阻止工作面切頂線處采空區矸石竄入采場，造成埋柱、回料困難等不利因素。在使用DW35型單體液壓支柱過程中，改用木背板和塑料笆片過頂。使用木背板增加過頂材料強度，塑料笆片的作用：①封閉，防止頂板漏矸；②支柱上方鉸接頂梁和塑料網及背板，連成一個支護控頂整體，共同對頂板起支護作用；③將采空區與采場隔離開來，有效阻止采空區矸石竄入采場，改善工作面作業環境，方便回料，提高了工作面安全度，同時便于清理浮煤，提高資源回收率；④可協助防止煤壁片幫。

操作方法：過頂掛梁后站在煤堆上，連接塑料網。要求沿網邊每100～200mm用扎繩連接一次，重茬不少于200mm，在金屬鉸接頂梁前方煤壁側留有1200mm以上的余量，以便于下個循環的接茬。

3 結論

（1）劉東煤礦通過在采煤工作面使用DW35型單體液壓支柱，實現了3.4m以下厚度煤層一次采全高的目的，既提高資源回收率，又節約開采成本，取得了良好的經濟效益。

（2）通過加強現場安全管理和職工培訓，職工已經熟練掌握了DW35型單體液壓支柱的使用技能，沒有因使用大采高單體液壓支柱而發生安全事故。

（3）煤厚不穩定煤層，使用大采高單體液壓支柱可以提高資源回收率，節約開采成本，提高回采工效，擴大單體液壓支柱的使用范圍，豐富煤厚不穩定煤層的開采方法。對于同類工作面具有一定借鑒作用。