急倾斜中厚煤层回采工艺的改进及应用
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摘 要：介绍了急倾斜中厚煤层走向长壁后退式采煤方法及采后管理的具体方法、方案及措施，即急倾斜中厚煤层采用单体液压支柱支护，架子下放到机巷最大限度的回收架外煤的方法，特别介绍了架子下放到机巷的施工方法。
关键词：急倾斜中厚煤层；采煤方法；架子下放到机巷
中图分类号：TD82 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）023(C)-0211-01
概况：国投新集能源股份有限公司新集三矿西四采区13-1煤，煤层厚度2.5―4.8m，平均3.9m，靠近煤层地质顶板（北帮）赋存1―3层煤线，总厚度0.3―1.0m，地层呈单斜构造，整体南倾，倾角为63°―75°，直接顶为2.0―4.0m的砂质泥岩，底板为5―13m的砂质泥岩。该煤层顶板节理较发育，采后回收支柱采用全部跨落法进行顶板管理，矿山压力显现不明显。
一、回采工艺的改进
在该煤层的回采过程中，先后采用过仓储式、倒台阶式等几种采煤方法，但没有得到理想的效果。结合回采煤层顶底板的具体特征，采用了伪倾斜柔性掩护支架走向长壁后退式采煤方法，并不断改进，取得了很好的效果。
（一）工作面原采用2.4―3.2m的“一”字型架料搭接成3.2―4.5m的架宽配合单体液压支柱进行支护，单体液压支柱顶底板侧各支设一根，上平巷段及架尾单体液压支柱间距不大于2m，斜架下柱距不超过2.5m，架尾采用刨漏斗眼的回采方式；现采用3m的“八”字型掩护支架配合单体液压支柱支护，单体液压支柱顶板侧支设一棵，上平巷段及架尾单体液压支柱间距不大于1.5m，斜架下间距不超过2m，架尾直接下放到机巷的回采方式，支柱在压力显现明显段刨柱窝穿500×200×100mm的木鞋支护，支柱在架内退山支设，退山角不大于5°。
（二）工作面四防措施。由于煤层倾角大，片煤矸及伪顶下落下窜容易伤人，为此把工作面采成20―25°的伪倾角；单体液压支柱用双股10#铁丝和6分棕绳栓在掩护支架上做为防倒、防滑伤人保护；斜架下为防顶板侧在放炮后出货片三角煤伤人，采用密集支柱配合大板进行联合支护；在斜架中段和下拐点处设挡板，防出货过速飞煤矸伤人。
（三）工作面倾角大，伪倾角保持在20―25°，不超过30°，架料仰角控制在不超过煤层法线的5°，架尾下放到机巷后与老塘口接触处高度保持在0.5―0.8m，并用废旧皮带配合大板对架尾出货点进行封闭保护，防窜矸影响架尾拆架子作业和老塘里窜煤矸到工作面伤人事故发生。
经过4个面的回采对比，采用伪倾斜柔性“八”字型掩护支架走向长壁后退式采煤方法比其他掩护支架采煤方法回采率高20%，达到95%，单产提高35%，水胶炸药电雷管消耗量下降了18%，实现了低成本、高效率安全生产。
二、采后管理的改进
（一）原采后管理存在的问题。原机巷通过每隔5m施工1个高度为2.5m―3m的漏斗眼进行出货、行人及通风要求，漏斗眼规格为1.0×1.0m木盘支护，木盘直径不小于14cm，架尾最多不超过5个漏斗眼，最少不少于3个漏斗眼，通过回收小眼煤柱出架外煤的方法最大限度的回收资源，此效果对推进安全有一定保障，但施工巷道掘进劳动强度大，资源的回收率低，施工漏斗眼投入的人力、物力、财力大，若机尾压力显现明显，需进行二次修护，将需投入更多的人力、物力和财力。
（二）采后管理的难点。通过刨漏斗眼预留煤皮回采时，煤皮留得厚，架尾拆架松运料安全隐患大，资源回收率低；煤皮留得薄，机尾压力显现明显，机尾棚子变形严重，巷道高度不足，给机尾回棚等相关作业带来了一定的安全隐患。
（三）架子下放到机巷的好处。采用伪倾斜柔性掩护支架长壁后退式采煤方法，将架尾下放到机巷有以下好处：首先，采煤工作面回风巷（风巷）和运输巷（机巷）沿煤层顶板掘进，掩护支架沿底板侧扣放到机巷棚梁上，掩护支架下放过程中与机巷底板侧棚梁保持一定间隙用来出货和上下人，煤层顶板破碎易掉时，用半圆木插入掩护支架顶板侧，在掩护支架和铁梯形棚保护下作业，保障了架下作业安全；其次，掩护支架下放到机巷后，顶板侧压力显现不明显时，不用的铁梯形棚能及时回收出来，减少了对机尾棚子的二次修护投入；顶板侧压力显现明显时，可打架梁（铰接梁配合单体液压支柱）进行超前管理，提前回掉机巷底板侧棚腿，将链板机挪移至底板侧，增大了出货空间；最后，减少了保护煤柱，最大限度的回收了架外煤，提高了工作面回采率和单产。
三、结论
（一）急倾斜煤层伪倾斜柔性“八”字型掩护支架走向长壁后退式采煤方法，克服了“一”字型掩护支架、倒台阶法的煤炭回收率低、单产低、掘进强度高、安全隐患大、架下管理难及水胶炸药和电雷管消耗量大等缺点。
（二）安全出口超前管理20m，采用铰接顶梁配合单体液压支柱或矿用11#工字钢配合木支柱进行“一梁三柱”支护，具有两巷作业安全系数高，提高两巷作业的效率，从而节省了安全投入资金的数目。
（三）超前采后管理，具有煤炭回收率高，采掘持续合理，技术经济显著等优点。
（四）此次试验在本矿13-1煤试验成功，节省了资金，多回收了资源，极大的改变了井下安全生产状况，在实际应用中要确保架子下放到机巷的质量，严格按相关专项措施和工程质量验收标准执行。
作者单位：国投新集能源股份有限公司新三矿
作者简介：张殿飞（1983― ），男，安徽怀远，国投新集公司新集三矿总工办。
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