卫广生

摘要:霍州煤电集团回坡底煤矿9#煤层厚度不稳定,局部变化大,煤顶易冒落,煤壁易片帮,煤层底版松软,为典型的“三软”不稳定难采煤层。回坡底煤矿通过采用两柱掩护式放顶煤支架放顶煤工艺,在9#煤首采面1193工作面取得了较好的效果。

关键词:综采;地质煤矿;顶煤

中图分类号:TD82 文献标识码:A文章编号:1673-0992(2009)12-194-01

一、工作面情况

(一)地质煤矿

1193综采工作面所采煤层为9#煤层,呈黑色煤末状,煤体松软,硬度低,是回坡底煤矿第一个采用两柱掩护式支架的综采房顶煤工作面。煤层赋存不稳定,煤层结构复杂,大面积存在夹矸。煤层倾角均12°。顶底板情况如下:

直接顶:粉细纱岩,平均4.89m,以粉砂岩为主,含细砂岩,薄～中厚层状,夹层状或椭球状菱铁质结核,易相变,不稳定。

伪顶:砂质泥岩,平均1.63m黑灰色,含碳及团块状黄铁。

直接底:铝土质泥岩,平均5.59m深灰色,含铝土质,含较多炭化植物化石,中部夹一层厚度平均的粉砂岩。

老底:粉细砂平均13.32m,灰～深灰色,钙泥质胶结,薄～中厚煤层状含菱铁质结核。

(二)采煤方法

采煤方法为走向长壁后退式开采,综采放顶煤一次采全高,全部跨落法管理顶板。采煤工艺为综合机械化放顶煤工艺。回采工艺过程:

开缺口→机尾返刀→移机尾→下行割煤→移架→移前溜→到机头返刀→吃刀→移机头→放顶煤→拉后溜,完成一个循环。

放顶煤步距确定:

煤层平均厚度为5.5m,采高2.0m,因此该面的采放比为1:1.75,为取得较大的资源回收率,确定采用一采一放,放煤步距为0.6m,放煤方式为单轮,顺序,单口进行,实际回收率达到85%以上。

二、综采放顶煤中存在的问题

随着我国才没技术的不断发展,综采放顶煤开采也得到迅速发展,主要原因在于它能实现高产高效,同时还解决了其它采煤方法无法解决的技术难题。应用综采放顶煤开采后,不仅提高了资源回收率,并且在回采过程中冲击矿压明显减弱,确保了安全生产,经济效益显著。但综采放顶煤业存在以下问题:

(一)初采强制放顶煤问题

在工作面初采时,煤壁对顶煤的支撑在顶煤及顶板达不到垮落极限时,呈现出支撑梁作用。若不及时垮落,会造成有害气体超限和风量低、相对风速,不但影响工人的工作环境,而且当顶煤、顶板初次垮落时对支架造成破坏和形成冲击波的危害。

(二)顶煤难以放出问题

由于工人只有靠反复升降支架,在支架和顶板的反复作用下破碎顶爆,甚至采取2架或3架同时升降来破碎顶煤,致使煤壁和顶煤超前破碎,煤壁片帮深度增大,顶煤在控顶区内冒落,给安全带来隐患。

三、综采放顶煤的控制措施

支护方式:工作面上下端头各装ZFG3400-16/26型综放过渡液压支架,以便有足够的后部空间来放置后部输送机机头部,中间架采用ZF2800-15/24两架掩护式放顶煤支架支护顶板,同时采用超前擦顶带压移架和跟机拉架即使支护等顶板管理方法,再加上采煤机割煤对顶板振动小,液压支架支糊强度大且具有朝向煤壁方向的水平力,使得工作面推进速度与顶板管理之间形成良好循环。采煤工艺循环作业方式应由“两采一放”改为“一采一放”采、放分区平行作业改为跟机平行作业,从而可延长放煤时间,有利于顶煤放尽,提高工效。对于顶煤太厚、夹矸层强度和厚度较大的工作面,因为顶煤破碎主要依靠支承压力和支架反复支撑卸载来实现,顶煤太厚,上部顶煤破碎不充分,破碎块度大不易放出。应采取震动放炮等辅助方法来促进顶煤放出。

(一)工作面初采

工作面初采及正常放顶煤时,顶煤不垮落或呈铰链状而放不出,因此进行强制放顶,即沿切顶线布置单排眼。而初采为确保支架的稳定性,必须丢弃部分顶煤,其丢煤量为使冒落的顶煤能够充填支架高度空间。

工作面切眼沿顶布置,工作面初采时要逐步托顶煤,沿底推进:

1.受推移杆影响下山角度不宜过大,工作面支架附采角度在10°左右。

2.托顶煤期间支架必须超前支护,以防止工作面大面积偏帮。

3.初采期间时刻注意工作面压力表情况,发现矿压变化马上采取措施。

(二)工作面仰采

由于工作面采上山煤帮极易造成片帮事故,煤壁片帮后导致顶煤脱落,随之直接顶跨落,顶板很难控制。针对现场实际和该支架的结构特点采取以下措施并取得了较好效果:

1.合理控制工作面采高,严格要求机组司机和支架工把采高控制再2.0～2.2m范围内,一处超高按违章处理。

2.加大支架撑力,采取带压移架和随拉架随收前探梁措施,对顶板及时进行支护。

3.在前探梁上插1.5米长2寸管并背料,对顶板进行超前维护。

(三)工作面俯采

俯采期间支架尾部流碴,容易造成溜子链绊断和压瘤子事故,要保证支架后尾梁及时回收,后尾梁插板处于打开状态,放煤时插板慢缩,见碴后立即停止并打开插板。

(四)工作面调采

1.提前画调采示意图,井下画出调采起始位置。

2.调采时采用小比例调采,1:2或1:3进行调采。

3.工作面支架调整每班必须作为一道工序,防止挤架、咬架。

4.严格工作面单向顶拉顺溜序。

(五)破碎顶煤

由于煤厚不稳定,局部变化大,煤顶易冒落,煤壁易片帮,煤层底版松软,造成顶煤的破碎度大而难以放出,可以采取升降邻架的方法来破碎,但放顶煤支架必须达到初撑力且放煤口不得敞开,同时加强注水湿润煤体。注水一是可以使顶煤软化;二是降尘;三是裂隙进水,有利于顶煤破碎,减少因操作支架而造成的煤壁片帮空顶等。

随着才没技术的发展,综采放顶煤技术在现代煤矿中广泛应用,对综采放顶煤工作面中出现的问题,必须高度重视并进行分析研究。综采放顶煤时必须加大对综采放顶煤技术的综合研究,并努力创造条件开展好探煤厚工作,加强放顶煤过程中的控制,选择好适合放顶煤采出量的计算方法。总之,煤炭资源是不可再生的宝贵能源,必须想方设法把资源管理好,尽量避免出现浪费煤炭资源的现象。