张冬梅

（七台河技师学院，黑龙江七台河154600）

急倾斜坚硬顶板柔性掩护支架采煤工艺的应用研究

张冬梅

（七台河技师学院，黑龙江七台河154600）

倾斜柔性掩护支架利用支架梁把工作面与采空区分开，利用采空区压力使支架下放，人员在缓倾斜的条件下开采急倾斜煤层。柔性掩护支架在急倾斜坚硬顶板条件下应用，须采用垫层货的方法，提供柔性掩护支架前移的动力——即急倾斜坚硬顶板柔性掩护支架采煤工艺。

急倾斜；柔性掩护支架：采煤工艺

1　新工艺论证

1.1可行性

由于98#煤层是急倾斜煤层、且顶板坚硬，采用的非正规采煤法缺陷多。通过考察调研及工程技术人员认真研究，认为98#煤层可采用柔性掩护支架采煤工艺进行试采。但柔性掩护支架适用于回采顶板破碎的煤层。其原理是利用支架上方顶板冒落的破碎岩石重量产生的一个分力进行移架。针对98#煤层的坚硬顶板，决定采用在支架上方充填垫层的方法解决顶板初次来压步距大、顶板冒落晚、支架无压力难以前移及初次来压冲击工作面支架的问题。并采用走向长壁推进，支护稳定性强、顶板管理可靠、回采工艺简单，具有产量高、效率高、生产系统简单、通风系统稳定、万吨掘进率低、材料消耗少、成本低、资源回收率高、生产安全等优点。

1.2支架原理

该方法主要通过伪俯倾斜布置工作面，工作面与走向成35°夹角，使工作面呈一条直线，安装支架。采用1.8m“八”字型柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下进行作业，沿走向推进。采用充填垫层及顶板自然垮落的方法，爆破落煤后，支架在垫层重力分解的正压力的作用下自行前移。

2　生产工艺

2.1煤层注水

该煤层上巷铺设管路大约1 000m，每30m设一处注水站，3个注水眼，眼长40m左右，扇形布置，实现了煤层超前注水，有效的解决了大倾角工作面在出货、移架等生产过程中煤尘飞扬的问题。

2.2安装

工作面支架安装顺序自下而上，5根支架为一组，采用两根750mm槽钢连接。每组支架采用5根∮31柔丝绳连接成工作面整体支架。共安装122组支架，工期为20d。初采安装支架时，工作面伪倾角为40°，工作面长度为80m，上巷超前下巷60m。实际生产过程中，调整工作面伪倾角至35°，工作面长度为90m，上巷超前下巷72m。

2.3铺设垫层

由于98#煤层顶板坚硬不易垮落，为了保证初采时支架在上方煤岩重力的作用下正常前移及不受初次来压的冲击，支架上方采用短壁仰斜扒垫层覆盖10m厚煤矸，作为缓冲层（即柔掩支架垫层）。

2.4其它工艺

打眼：采用风煤钻打眼。工作面采用三花眼布置，

炮眼间排距0.6m、0.7m，眼深0.8m，顶眼装药量0.3kg，底眼装药量0.3kg。爆破：放炮落煤，采用三段毫秒电管爆破，由下而上逐段爆破，一次开帮长度不超过5m。铺槽：工作面采用搪瓷溜槽下货，溜槽宽度450mm，每节长1.0m。出货：工作面出货方式为自溜滑下，下巷为电瓶车牵引1t矿车运输。移架：先将靠底板侧的煤清净，露出底板，然后将引领柱卸压，支架上支臂沿顶板靠向硬帮。在支架和上方充填垫层的自重分力的作用下，支架向前移动，使支架下支臂沿底板前移。支柱：工作面采用引领柱及戗柱联合支护方式，柱距为1.6m。这样，解决了顶板来压时支架趴架或滑底的问题。采后充填：初次来压前随着柔掩工作面正常向前推进，当垫层厚度不足以推移支架时，采取放上巷煤矸充填的方法加厚垫层。并利用退锚机将上巷柔掩面拐点处上方的锚索拆掉，打开仓口放出上片老塘矸石作为充填层。

3　初次矿压显现观测

3.1测点布置

共布置10个测点。上巷超前支护内布置2个测点，工作面上部布置2个测点，工作面中部布置2个测点，工作面下部布置2个测点，架尾布置2个测点。

3.2综合参数

从采面形成到初次放顶期间，通过矿压观测，成功预报了初次放顶步距在50～60m，为同类型煤层开采，提供了宝贵的经验数据。

3.3初次矿压显现时采取的针对性措施

A.减少一次开帮长度。由10m缩短到5m，炮后及时移架、靠严。

B.加强工作面的下头煤垛的维护，采后备应用沿空留巷，采用补打一组锚索与原有锚索形成交叉的方法来维护采后备，更好的为下片盘采煤做准备。

C.在初次矿压显现期间，工作面采用引领柱及戗柱联合支护方式，柱距为1.6m。这样，解决了支架趴架或滑底的问题，经受住了初次矿压显现的考验。

4　成果和效益

顶板得到有效控制。采煤工作面上端头与上巷超前支护管理得到加强。有利于通风瓦斯、煤尘管理。

提高了工作面的单产。回采工艺简单，大大减轻了工作面作业人员的劳动强度。采后应用锚索护帮技术实现了沿空留巷，降低了万吨掘进率，克服了原来回采该煤层需重新送降段的缺点。急倾斜坚硬顶板柔性掩护支架采煤法回采率达到95%，与原来的仓储采煤法相比回采率提高了45%。

［1］姜福兴.矿山压力与岩层控制［M］.北京：煤炭工业出版社，2004.

［2］七台河矿区新富煤矿生产矿井地质报告［R］.2006.

［3］李建宏，范在良.综采工作面的安全回撤方法［J］.煤矿安全，2011，（7）：17-18.

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ZHANGDong-mei
（Qitaihe Technician College，Qitaihe154600，China）

The use of stents inclined flexible shield beam to face with goaf separated by goaf，pressure to stand decentralized personnel under conditions of gently inclined steeply inclined coal seam m ining.Flexible shield supportdiscussed in steep application under hard roof conditions，proposed method uses cushion goods，powered flexible shield support forwar d-that issteeply inclined hard roof flexible shieldmining processes.

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