π型钢梁放顶煤技术在急倾斜厚煤层的应用

2011-09-03王延新

黑龙江科学 2011年5期

王延新

（密山市煤炭调运管理办公室，密山市158300）

放顶煤开采技术是厚煤层采煤技术的发展方向，同分层开采相比，具有显著的技术经济优势。但放顶煤技术的推广受到很多因素的制约。π型钢梁放顶煤开采技术在倾斜煤层已获得成功[1]，但在急倾斜煤层中尚未尝试。在研究中稷煤矿急倾斜厚煤层开采方案时，反复论证，大胆创新，最后决定采用π型钢梁放顶煤一次采全高技术实行开采试验。

1 工作面概况

左三工作面位于-200m水平，上限标高-195m，下限标高-230m，走向长372m，倾斜长47m，煤层倾角 45°～53°，煤厚 4.6～7.0m，平均厚度 5.8m，煤层结构简单。除顶层有一层硬煤，煤体较松软，属稳定煤层。直接顶为0.6m厚粘土岩，老顶为8.5m厚中细砂岩，煤层自燃发火期3～6个月，瓦斯含量3m3/t，煤层无突出危险性，煤尘具有爆炸危险性。

2 采煤工艺和技术参数

采煤工作面支护形式采用两梁六柱对棚支护，主副梁均为三柱，支架选用长2.4m的π型钢梁配合DZ22-30/100型单体液压支柱，支架垂直煤壁回采线排列布置，组间距为0.7m(中-中)，最大控顶距为3.6m，最小控顶距为2.4m，采高1.9m，采放比为1∶2，采用多轮次顺序放煤，循环放煤步距为1m。回采工艺：风镐落煤→找顶、铺联网→背顶→移主梁→卧底支柱→自溜出煤→移副梁（放顶）→剪网放煤→补网堵放煤口→清理工作面、漫底[2]。

3 开采试验中采取的主要安全技术措施

3.1 采用伪俯斜开采

根据矿井急倾斜煤层倾斜分层开采和倾斜煤层采用组织钢梁放顶煤开采的经验，确定采用伪俯斜开采。在试验中，通过不断调整伪俯采角度，进行放煤技术效果分析，最后确定工作面伪俯角选择22°～32°较为适宜，最有利于安全管理[3]。

3.2 顶底板管理方面措施

由于煤层倾角大，即便采用伪俯斜开采，工作面倾角仍达40°～46°，作用在支架上压力相对较小，支架稳定性较差，容易倾倒。因此，加强顶底板管理尤为重要。分三班对同单体支柱压力进行监测，对压力达不到50KN的支柱进行二次补压。如仍达不到要求的支柱采取接顶、穿木鞋、增设抗柱及顺山抬棚等有效加强支护措施。支架全部采用一梁三柱支护，采高控制在1.9m以下，所有支柱必须紧跟煤层底板，且矸子柱窝不少于100mm。移梁放顶前对老塘侧支柱进行二次加压增强抗推倒能力。放煤前在放煤口增设一架顺山木棚加强支护。工作面所有支柱拴防倒绳，卸载坏柱及时更换。工作面底板留有不少于300mm厚的余煤护底，且每个栅档内采用塘材制品漫底，防止支柱失脚，工作面抽底。加强工程规格质量，支柱垂直顶底板支护，迎山有劲。对顶空处必须用老料和塘材接顶至实碴，防止冒顶垮棚。

3.3 提高回采率措施

左三煤层顶层有一层厚0.8m左右的硬煤，在移梁时不能及时冒落，且冒落时呈大块状，易堵塞上面软煤，给老塘放顶煤带来一定困难。在开采初期，由于硬煤影响，煤炭回收率仅70%，大量硬煤丢失在老塘，不仅造成资源浪费，而且对防火极为不利。为此，沿走向每隔80～100m从机巷沿煤层顶板按正倾斜方向施工一条马道贯透上风巷，并在上风巷对顶煤实施高压注水。不仅释放了煤体内应力，较好地使煤体预裂破碎，而且湿润了煤体，减少了放煤时煤尘。另外，放煤时对大块矸石和大块煤采用风镐进行破碎。实践证明，这种方法效果良好，回采率达到90%以上。