单体支柱在急倾斜走向长壁仰伪斜采煤法中的应用

【摘要】在急倾斜煤层中使用单体支柱，并研制出可靠的防丢柱窜柱联锁绳进行走向长壁仰伪斜式回采，工作面支护可靠，顶板易于管理，安全性能高，经济效益显著，为取消木支护、推广应用钢铁化支护开辟了一条新路子。

【关键词】单体支柱；急倾斜；走向长壁；仰伪斜

0.概述

七台河矿业精煤集团向阳煤矿利用研制成功的防丢柱窜柱联锁绳在十六井装备单体支护进行走向长壁仰伪斜式回采，揭开了推广钢铁化支护的序幕，取得了显著的技术经济效果。

1.工作面基本概况

1.1地质概况

该矿十六井491601采煤工作面为左七片63煤层，煤层厚度为0.7-0.9m，平均0.8m，煤层倾角平均53°，顶底板均为粉砂岩，底板较为坚硬。

其坚固性系数，f=4～5，工作面走向长410m，倾斜长50m，可采储量22960t。

1.2工作面布置

1.2.1工作面使用单体支护前状况

采用面宽8m留设3m×3m带上山刀柱采煤法，木柱支护间排距1.0m不回收、不放顶。工作面下部留设4m×4m煤柱配合间距1.0m木柱、3cm木板联合维护下巷；上部留设3m×3m煤柱防止上片采空区冒落跑仓，矿车运输。

1.2.2使用单体支护后工作面布置状况

工作面在开切眼正倾斜布置逐步调成与走向成35°的仰伪斜形式进行长壁后退式回采。全部垮落法管理顶板，伪斜角度50°左右，四排五柱布置，采用单体支柱最大控顶距5.6m，最小控顶距4.2m，间距0.8m、排距1.2m、木顶帽，搪瓷溜槽溜货。工作面沿伪斜倾每5m设置用皮带及?16mm圆钢骨架制作的防坠、防窜矸窜柱挡板，工作面靠空区布置1排用皮带制作?16mm圆钢制作矩形骨架的挡煤板，每3m设1块，一端制成2钩，挂在支柱上，每对柱距间设防滑木。工作面最后1排柱靠上下端头10m设加强柱，上部柱距为0.4m，下部加密至0.2m挡矸，上巷超前20m设间距1.0m的超前支护。下巷留设4m×4m煤柱，并用锚索钢带配合5cm木板刹煤壁支护。仓口宽1.0m设溜槽放货，下巷矿车运输。

2.采用此法技术上的可行性及应用

针对急倾斜煤层特点，该矿着力从初次来压、采空区窜矸冲击工作面以及工作面支柱防倒防丢柱以及收尾等方面入手研究，取得了较好技术效果。

2.1初次来压的技术管理

首先成立初次来压领导小组，通过回采工作面现场实践和观察发现：

直接顶随着移柱随采随落，冒落矸石逐步堆积至单体支护区下部隅角形成矸石保护带。

随着回采，由于煤层较薄，倾角较大，老顶来压时，直接顶基本能够充满空区，缓解了老顶对支柱的冲击。

为缓解老顶来压时对工作面的冲击，还采取向空区翻矸或在横头密集里部空区仓口打开放入矸石充填下部空区，效果较好。

由此，随着回采初次及周期性来压，顺利地解决了顶板对支护的冲击。

2.2防窜柱、丢柱绳的制作及使用

2.2.1联锁绳的制作方法

（1）主绳制作。采用?9.3mm钢丝绳每12m截成1段，每0.8m（柱距0.8m）用绳卡固定1个环形扣，两头也用绳卡固定成环形扣，然后与建筑保险带挂钩连接。这样每根主绳制成10m长。

（2）辅绳制作。采用?3mm钢丝绳每2m截成1段，两头也用绳卡固定成环形扣，然后同建筑保险挂钩连接。这样每根制成1.6m长。

2.2.2联锁绳的连接方法

主绳一端直少固定在上巷2棵超前支柱上，将辅绳打折穿入主绳环形扣中（双排时）两侧挂钩分别挂在支柱上，（摩擦支柱用M20的螺母焊制固定环，单体支柱直接挂在手柄上，单柱时直接用辅绳、保险钩分别挂在支柱及主绳环中进行联琐，主绳和主绳间用保险钩连接，这样每个支柱都达到了单独联锁。

2.2.3翻打时联琐绳的使用方法

翻打时，翻打工带1根1.5m长辅绳将一端扣在里侧主绳上，再把待翻支柱连接挂钩摘下，把小绳另一端扣在待翻支柱上。翻打工在安全支护区进行翻打支柱，使其卸压倾倒，支柱下滑一小段被绳拖住，翻打工牵小绳拉回支柱即可，这样每翻打1棵柱均能保证联锁，坠柱的可能性极小，翻落的木顶帽通过放仓口可回收部分。

2.3工作面防窜矸技术的落实

由于该工作面煤层倾角达50°，空区矸石冒落易冲入回采空间，因此在靠空区一排柱加密支柱，间距≤0.2m，摘柱时从下至上逐步进行，有效地解决了窜矸问题。

2.4工作面收尾的技术措施

随着收尾，工作面上部找刀逐步形成正倾斜面，工作面软帮柱受冒矸冲击的幅度和长度加大，因此根据情况，软帮采取整排加密柱，加强挡矸，至煤柱线回收眼时逐步将支柱从下至上回收完毕，达到收尾目的。

3.存在的问题及解决办法

3.1存在的问题

（1）使用单体后，采空侧悬顶面积大，不易放顶，初次来压及周期来压不采取措施对管理顶板不利。

（2）由于使用单体支柱后，工作面出煤率加大，而下巷仍采用矿车运输，单产受到很大限制。

（3）使用单体支柱后，工作面空间变小，对应下巷放货口受煤柱留设限制，影响放煤，煤柱尺寸又给采后护巷提出了课题。

（4）使用单体支柱后，入风行人横川易使工作面落煤堵塞，造成堵风。

（5）使用单体支柱后，由于人员素质差，对安全及生产管理不利。

3.2解决办法

将下片盘提前掘出，采煤下巷采用刮板溜槽利用下片盘全煤煤仓实现区域连续化。对放货口尺寸问题可从下巷支护采用锚索支护或锚索（锚杆）加钢带联合支护后，缩小煤柱尺寸，增加仓口数量，同时也提高了采率，加固了采后备。对于入风横川易堵风问题初步可采取分段放炮，加快车皮周转人手，待实现区域或整体连续化后迎刃而解。人员素质问题可进行培训进行解决。对于悬顶问题可采取采空侧加密支柱，悬顶距超规程规定据情况沿倾斜方面加打丛柱或木垛，并往空区侧充矸，必要时按规程要求采取人工强制放顶。

4.结束语

通过单体支柱仰伪斜走向长壁采煤法的应用给该矿采煤法闯出了一条新路子，为该矿今后的安全生产及经济效益以及取消木支护具有重大的实际意义，值得推广应用。　[科]