陆鸿涛

(晋煤集团坪上煤业有限公司，山西晋城 048203)

1 引言

随着矿井开采深度的不断加深，巷道围岩及煤壁所受的原岩应力逐渐增大，地压也随之增大［1］。如何控制好三软煤层顶底板及煤壁围岩实现高产高效开采，成为一大难题。为解决这一问题，晋煤集团坪上煤业有限公司采煤方法采用单一走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，三机配套采用MG650/1710-WD型双滚筒采煤机落煤、装煤，截深0.8 m，SGZ1000/1 400中双链刮板输送机运煤，ZY9000/24/50型掩护式电控液压支架支护顶板。通过对三软煤层关键技术的研究，现工作面达到日生产能力万吨，明显提高了公司科技生产的技术含量，实现了巨大的社会效益和经济效益。

2 煤层控制措施

3层合层开采煤层属三软煤层(顶板软、底板软、围岩及煤壁软)，巷道围岩及煤壁属不稳定围岩类型。松散软弱，承载能力差，遇水或吸湿厚极易泥化、风化，造成巷道顶板下沉、底板鼓起、两帮内移，严重破坏巷道的围岩及煤壁稳定性［2］。针对这一难题，采取以下措施。

2.1 对工作面顶底板煤壁控制

(1)严格控制采高在4.3～4.6 m，顶板完好时割煤见顶板，下分层割1.8 m，这样底板为3下煤基本解决软底问题;顶板破碎、掉顶时下分层割煤厚度不变，适当降低采高、把支架顶梁放平。

(2)严格控制好支架初撑力，针对移架后初撑力达到要求后，又因为软底再移周边支架达到初撑力后，很可能原先达到初撑力的支架已低于24 MPa，为解决这一问题，采用二次注液补救措施。

(3)煤机割煤后使用跟机移架，及时打护帮，收护帮不得超前煤机滚筒3个架子。

(4)滞后煤机4～5个架子进行及时推溜，推溜后在片帮掉顶处及时拉超前架维护顶板煤壁。

2.2 对上下巷及端头顶板煤壁控制

(1)受上部采空区的影响，上端头采用单体配铰接顶梁维护顶板。三角处单体排距不大于0.5 m，切顶排加密集支护。超前支护使用三排单体配铰接顶梁支护，确保切度、排直、支护初撑力。

(2)上平巷顶板及两帮受压力及剪切力影响，巷道围岩变形，使用锚索配锚带在上下肩窝补打支护。局部变形量大快超500 mm的地段除上述支护外，采用被动支护使棚进行加强支护。

(3)下端头支护形式为端头架、超前架维护顶板，由于基本只受采动影响，维护好顶板即可，现有支护完全能维护好两帮及顶板。

2.3 溜头推进的控制

针对溜头在正常推进过程中，容易移漂、栽下的现象，导致溜头进尺移不到位这一难题。根据现场实际情况，采取以下措施:

(1)在移架过程中确保溜头支架推拉杆与溜子垂直，支架立柱垂直煤壁不歪斜。

(2)严格盯好煤机司机，在溜头吃刀期间，要把溜头卧平。采取返刀扫浮煤，进刀溜头找平的方法。可适当关闭防尘水，确保装煤效果好，扫出浮煤。

(3)在一号架子底调上，安设单体顶住溜头底座箱作为辅助推溜，成组推溜与单体相互配合，确保溜头进尺。

(4)在1#支架上加装油缸，下端用链子拴在溜头上，根据现场需要紧缩或松链子，这样确保移架时可以适当吊起溜头，可以很容易的完成推溜作业。但是不可常用，很容易移漂溜头。

(5)如果溜头有漂的趋势，首先煤机在溜头吃刀可适当卧下5～10 cm，其次在溜头吃完刀，第二次移溜头时在溜槽上打压柱，再进行推溜作业，确保溜头放平。煤机再到溜头时平推两茬，防止再卧溜头栽下。如果还是飘再重复上述循环作业。

(6)如果溜头有栽下的趋势，当这个趋势不大时，可采用煤机溜头吃刀，适当留浮煤的方法调整。如果趋势明显，必须煤机吃刀时一茬留5～10 cm的底煤，在推溜时要先将溜头用支架使用40T链子吊起，再进行推溜作业。留一茬，平推至少两茬。

2.4 端头与超前支护方面

由于工作面两巷高度较大(净高4.5 m)，传统的超前支护及端头支护方式(使用单体支柱配合铰接顶梁)在操作时非常困难。因单体支柱较高，在支护过程中易歪倒伤人;此外，3.5 m以上单体支柱重量较大，操作时职工劳动强度大，所以不能满足工作面快速推进的需要。为提高工作面两巷超前支护与端头支护效率，消除安全隐患，实现高产高效开采，1 303 N综采工作面设计下超前使用了ZTC39200/23/42型巷道支架。巷道支架又分为端头支架及超前支护支架，将支架布置在下端头及超前支护范围内，彻底改变了传统的支护方式，是工作面实现高产高效的重要保障。超前支护示意图如图1所示。

图1 超前支护示意图

3 巷道支架特点

(1)巷道超前支架为两架一组布置，转载机布置在上帮。

(2)支架支护高度高，能有效减少工作面端头顶煤的损失，提高工作面煤炭资源回收率。

(3)两架顶梁、掩护梁之间分别设置了护顶板、侧护板以防止漏顶。

(4)支架操作简便，只需一人操作阀组、一人监护支架状态，即可实现支架迁移，减少劳动强度，达到减人提效的目的。

传统的端头及超前支护方式，对工作面正常生产带来很大影响，煤机在端头进刀时，单是撤除单体、临时支护等工序就造成职工劳动强度大，而且安全系数低。而超前支架的使用，对传统的单体支护方式进行了质的改进，能实现快速移架，且大大减轻了职工的劳动强度，加强了采煤工作面超前支护管理力度，提高了工作面机械化水平，是高产高效生产有力的保证。

4 工作面防治水存在的问题及解决措施

4.1 出现的问题

因为工作面主要充水源为顶板砂岩水，由1 302 N工作面实测数据，1 302 N工作面正常涌水量60 m3/h，根据水文地质面积比拟法计算得1 303 N综采工作面正常涌水量50 m3/h，最大涌水量120 m3/h。如果工作面治水不力，极易造成采空区涌水和工作面涌水进入转载机，造成转载机和皮带拉水炭，影响胶带正常运输。因在运输巷不能实现自然输水并存在低洼地点，造成排水和清理水炭工作困难，所以改进排水方式亦非常重要。

4.2 解决的措施

(1)在机头端头支架切顶排处和转载机尾，用编织袋装上煤矸，在巷道底板上各打一道挡水堰，并在转载机道下帮贴巷道支架挖设水沟，将老塘涌水及工作面涌水疏排进入水沟中，避免了涌水进入转载机。

(2)在巷道低洼处及不能自然疏水的位置，打设水仓按泵进行接力排水，确保水的正常排放。

(3)可以在巷道下帮吊挂铺设一路6寸PVC管路，管路沿巷道走向布置，在管路一头设置沉淀池，另一头直接排出工作面，使采空区涌水直接跨过低洼点直接进入排水管路内。此方法相当于在低洼点处设置了一路导水桥，且减少了水仓数量，节省水泵用量，达到节能提效的目的。

5 结语

3层煤合层开采采煤工艺的实践成功，不但创造了晋煤集团坪上煤业有限公司高产高效工作面的多项记录，而且取得了显著的经济效益和社会效益。

(1)巷道支架的应用，不但很好地解决了端头支护问题，还大大缓解了职工的劳动强度，加强了采煤工作面超前支护管理力度，提高了工作面机械化水平。

(2)通过防治水技术水平的不断提高，不但使工作面在正常生产过程中摆脱了水患的影响，而且每班可节省专职排水人员1～2人，对工作面高产高效起到了极大的推进作用。

(3)通过3层煤合层开采关键技术的研究，提升了矿井生产的科技含量，确保了工作面稳产、高产，为类似地质条件下机械化采煤工艺的推广开辟了新途径和新思路。

［1］ 钱鸣高，许家林.煤炭工业发展面临几个问题的讨论［J］.采矿与安全工程学报，2006，23(2):1-6.

［2］ 张庆宝，何健波，田海义.结构复杂厚煤层综放开采放煤工艺研究［J］.煤炭技术，2006，25(3):16-18.