伪斜柔性掩护支架采煤法在洛碛煤矿2102急倾斜煤层工作面中的应用

[摘 要]采煤工作面是煤矿生产的中心，采煤方法及采煤工艺的选择是否合理，直接影响整个矿井的生产安全和各项技术经济指标。本文结合洛碛煤矿2102回采工作面各方面的因素，提出了适合本采煤工作面的采煤方法及采煤工艺，且取得了较好的生产实践效果。

[关键词]柔性掩护支架 采煤方法 支护

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0247-01

一、前言

合理的采煤方法及采煤工艺是建设一个高产高效矿井的前提，它不但可以满足矿井的生产能力，而且可以对矿井的安全高效开采有重大影响。影响采煤方法及采煤工艺的因素很多，主要有矿井地质构造、煤层赋存状况、煤层的埋深、煤层的厚度、煤层的硬度、顶底板条件及矿井生产能力等。

近几年在中小型煤矿中，柔性掩护支架采煤方法得到的广泛应用，是急倾斜煤层中运用最成熟、可靠的采煤方法。柔性金属掩护支架采煤方法的特点是：用柔性金属掩护支架隔离采空区和回采工作面，柔性支架靠自重和上部冒落矸石的压力推动而下移，工作面为直线性，按伪斜方向布置，沿走向推进，实现壁式采煤，其主要生产工艺为运输平巷安装支架和回风平巷折卸支架、回采工作面爆破落煤、挖地沟及调整支架。适应煤层主要是在50°以上的急倾斜煤层，煤层厚度在5米-3.5米之间，煤层较稳定且变化不大。

二、 工程概况

重庆市金华能源有限公司洛碛煤矿2102回采工作面地面位于白洋沟以北，地表标高370～450m，地形坡度较大，地面有少量农田以及农房。井下位置位于+260m～315m南1#石门至南2#石门之间，2102工作面上部为+315m以上采空区，南翼边界为2601采空区，下部边界为+210南翼1采区，正在掘进准备。煤层平均厚为1.3m，煤厚较稳定，容重1.4t/m3。煤层倾角（度）60～70°，平均倾角65°，较稳定。矿井开采的中大连煤层顶板均为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、砂岩组成。煤层f=1～2，夹矸f=2～3，直接顶f=3～4，直接底f=2～4。根据2102工作面现有地质资料分析，该工作面煤层较稳定，煤岩产状基本正常，局部地段煤层厚度有一定变化，且煤层走向也有一定的变化。矿区内无大的地表水体，大气降水为地下水的主要补给源。该矿井为低瓦斯矿井，煤层无煤尘爆炸性，不易自燃。

三、采煤方法的选择

根据投产采区开采技术条件和国内采煤技术的发展现状，针对井田内各煤层的赋存特点，在选择采煤工艺时主要考虑了以下原则：

（1）与煤层条件相适应，有利于提高工作面单产，实现矿井生产的集中化，以达到矿井安全、高效的目的。

（2）依靠科技进步，大力提高采煤机械化水平，降低工人劳动强度。

（3）简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率，采区巷道尽可能全煤巷布置。尽量减少煤层之间的联络巷道，降低矸石掘进量。

（4）提高矿井安全生产水平，为工人创造较好安全生产条件。

（5）提高资源回收率，减少资源损失。

四、洛碛煤矿2102急倾斜煤层工作面采煤方法及工艺的选择

4.1、2102急倾斜煤层工作面采煤方法的选择

根据上述原则及投产采区的开采技术条件，参照国内类似煤层的采煤生产经验，结、合《煤炭工业矿井设计规范》的要求、煤矿生产技术和管理水平，对煤层赋存条件进行分析，选择合理的采煤方法及工艺。根据井田内煤层的赋存条件和开采技术条件，结合《煤炭工业矿井设计规范》和国内综合机械化生产矿井的开采技术水平，为了更好适应煤层开采，通过对各种采煤方法的比较，经过多方讨论和其它矿现场观摩，决定采用了柔性掩护支架伪倾斜采方法，顶板管理采用全部跨落法。

4.2、2102急倾斜煤层工作面采煤工艺的选择

（1）回采工艺流程：

工作面：准备采地沟安溜皮采底板煤落底板支架采顶板煤落顶板支架放煤准备。

上巷：支设超前支护采地沟铺柔支回撤金支。

下巷：支设超前支护回撤工作面柔支回撤金支。

（2）采高的确定：因工作面掩护支架的宽度为1.34m，所以采高确定为1.30m。

（3）落煤方式：风镐落采

（4）运煤：工作面煤炭采用铁溜槽或塘瓷溜槽沿工作面伪斜坡度由上往下自溜；下顺槽及大巷采用矿车运输。

4.3、工作面支护形式及参数

（1）工作面采用1.34m多边形柔性掩护支架进行采面支护。柔支每5架为一组，架间距（中-中）0.2m，组间距（中-中）1m，一组支架长1m。每组支架采用槽钢加“U”型卡进行固定，并采用4根φ25主绳将各组支架连成一体，使工作面支架局部刚性，整体柔性，刚柔结合。支架在上顺槽超前铺设，随采面推进逐步下落，下顺槽顶超前眼，工作面架尾柔支在超前眼上回撤，工作面柔支回撤后再回撤下顺槽尾巷金支。

（2）上顺槽铺架：地沟规格：上宽0.5m，下宽0.4m，深0.5m。地沟采出的煤必须倒在顶板侧或工作面内，严禁倒在铺好的支架上。地沟超前架头不少于1m，支架压实长度不少于3m，放顶线至架头不大于2m，不小于1m，超前铺架长度不少于4m。支架组间的槽钢必须用不少于3圈的小钢绳连接，绳卡卡紧。铺架时，顶板侧支架抬高0.3m，并靠顶板铺设，槽钢螺帽、压绳螺帽必须拧紧，每一架柔支上金属网必须用“U”型卡进行固定，每架柔支固定不少于2处，并靠顶板侧铺设，防止金属网在支架下放时脱落，主绳搭接长度不小于4m，每次搭接不少于4个绳卡，并卡紧钢绳。

（3）工作面调架，采用木支柱调架，随时掌控支架，保持与煤层顶底垂直。在煤层变薄区域适度放仰支架。

4.4、采煤及顶板管理措施

（1）每班作业前，班长必须对整个工作面进行一次全面安全质量检查，发现安全隐患必须立即组织处理，确认安全后方可正常作业。

（2）整个工作面布置4个采煤台阶，每个台阶配备2把风镐，2人协同作业，相邻台阶间距15～25m，台阶采深不大于1.5m。工作面伪斜坡度30度，支架迎出角0～3度，溜槽必须安直联牢，坡度保持一至、不得有起伏。

（3）各台阶采煤前，必须先将上方煤扛严，确认安全后才能采煤。各台阶随采随落随支架，台阶采成不大于60度的大斜坡，支架沿大斜坡放缓，严禁采成齐头和支架放成直角。

（4）支架必须沿顶板下放，离顶时必须及时调整支架，若顶板漏矸，必须打好滑杠，进行背护，背护好后，方可进行采煤放架工作，并必须派有经验的老工人进行操作。

4.5、工作面安全出口管理

（1）工作面上、下出口断面要符合规定并保持畅通无阻，支护正规，巷道高度不得低于1.6米。

（2）安全出口超前支护管理规定：

1）工作面上、下顺槽煤壁向外20米范围内必须加强支护，如有坏棚必须及时修理、改正。

2）安全出口必须设专人进行维护，安全出口范围内不得出现支架歪斜、缺柱等现象、无淤泥积水、无杂物废料堆积，保证足够的通风行人运输断面。

3）上下出口采用摩擦支柱、铰接顶梁，一梁一柱进行超前支护，上下顺槽以架头开始，其长度不小于20m，其中内10m为双排，外10m为单排，到老塘段的原超前随时保持完好，铰接顶梁必须全部铰接成整体，摩擦支柱必须打正、升紧，并必须打在硬底上，软底必须穿鞋，下尾巷长度好超前眼后不得超过12m，回撤到位后不超过6米，回撤时间不超过3个班。

五、结束语

煤矿企业要在市场竞争中保持强势的竞争力，我们就必须要采用一种合理的采煤方法和采煤工艺，因地制宜的控制好采煤技术，以高产、高效、高安全及煤炭高回采率为基本原则促进采煤技术的发展。根据本矿井的设计生产能力，综合矿井地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等各方面因素，最终选择了伪斜柔性掩护支架采煤法。经过现场实践应用，达到了高产、高效及煤炭高回采率的良好效果。

参考文献：

[1] 段文粹，王宗鹏.浅析采煤技术与采煤方法的合理选择[J].科技风，2011，（01）.

作者简介：

周诗建（1965），男，本科，重庆市沙坪坝区，采煤副教授，现就职于重庆工程职业技术学院，主要从事煤矿开采，安全管理教学和科研工作。