苍村煤业轻型综采支架的应用

孙海潮　王向阳　马飞　秦文利

【摘 要】在地质条件复杂，周边是风氧化带的老矿井，通过对煤层赋存和矿山压力分布及顶底板情况进行论证，成功应用了轻型综采支架，提升了回采工艺，提高了生产效率，保障了采面的安全生产。

【关键词】苍村煤业；综采支架；应用

0.引言

苍村平峒位于黄陵县店头镇，始建于1970年，1990年改（扩）建，形成30万吨/年生产能力。2003年3月组建新公司后，核定生产能力为45万吨/年。2008年西安科技大学对生产能力进行了重新核定，核定为45万吨/年，井田面积9.31km2。2012年核定为60万吨/年。

苍村煤业公司今年5月前采用高档普采工艺采煤，由于煤层直接底板为灰黑色泥岩及沙质泥岩，松软；煤层顶板以黑色泥岩为主，厚6-9米左右，采煤工作面常常出现支柱钻底、顶板破碎和切断下沉现象，职工劳动强度大，生产效益低，矿井安全生产管理困难；现开采的1607工作面煤层顶板5米以上为棕黄色砂质泥岩，且顶板5米以上有含水层，若采用高档普采工艺，开采难度大，也会给安全管理带来重重困难，因此我公司根据实际情况，结合我矿煤层赋存条件，选择了一套适合薄煤层开采的轻型综采支架，现使用正常，支护效果良好，可推广应用。

1.地质情况及工作面设计

1.1地质情况

1607工作面煤层赋存稳定，顶板以黑色泥岩为主，局部为砂质泥岩或粉砂岩，厚度12-14m，一般13m左右。直接顶下有一层伪顶为薄层粉砂岩或砂质泥岩，厚度最大0.4m，随采随落，为破碎型顶板。

老顶以块状灰白色中细粒石英砂岩为主，称七里镇砂岩，为本井田K2标志层，有时相变为粉、细砂岩互层或粉砂岩，厚0.9-21.87m，一般2-3m，层位较稳定，坚硬，不易垮落。

底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩为主的根土岩，该层遇水易膨胀，松软。

水文地质划分为以裂隙为主，属简单型。

1.2 1607综采工作面设计

1607综采面沿煤层倾斜布置，北邻上常村保护煤柱，西侧为井田上边界，即风氧化带边界，南侧为未开采区，东侧为六采区轨道巷。1607综采面回风顺槽通过横川风桥与六采区回风大巷连通；运输顺槽与六采区皮带运输大巷连通。运输顺槽长650米，回风顺槽长630米，切眼长100米。形成工作面总工程量为1530米。工作面平均煤厚2.4m，储量20万吨。

1.3工作面设备选型

采煤机：型号：MG2X100/480-WD（1台），交流电牵引，适应采高1.2-2.4米；煤质硬度f≤4；截深0.6米。煤质硬度f≤4。

工作面基本支架：（79架）

型号：ZY3600/10/24

架型 两柱掩护式

高度 1000～2400mm

支护宽度 1180～1350mm

中心距 1250mm

初撑力（P=31.5MPa） 2616KN

工作阻力（P=43.4MPa） 3600kN

控制方式 电液控

工作面过渡支架：（2架）

型号：ZYG3600/10/24 2架

架型 两柱掩护式

高度 1000～2400mm

支护宽度 1180～1350mm

中心距 1250mm

初撑力（P=31.5MPa） 2616kN

工作阻力（P=43.4MPa） 3600kN

控制方式 电液控

刮板运输机：型号：SGZ730/264 铺设长 103米

1.4液压支架支护强度校核

1607工作面选用ZYG-3600/10/24型过渡支架2台，机头和机尾分别安装1台，作为端头支架使用，工作面中部选用ZY-3600/10/24型中间支架79台，全工作面共计使用支架81台。

顶板压力预算：

根据经验公式，顶板支护强度按煤层顶板8倍采高岩石重量计算：

Q1=M×K×R

=2.4×8×2.3

=44.16t/m2

式中：Q1─预测压力

K─增载系数取8

R─顶板岩石容重2.3t/m2

M─最大采高至2.4m

支架最小支护强度

Q2=N÷（L1×L2）

=261.7÷（4.25×1.25）

=49.26t/m2

式中：Q2─支架最小支护强度

N ─液压支架初撑力261.7t

L1─液压支架最大空顶距4.25m。

L2─液压支架宽度1.25m。

支架最小支护强度49.26t/m2>预测顶板压力44.16t/m2，因此，工作面液压支架适合本工作面支护。

2.采煤工艺及劳动组织

2.1采煤工艺及顶板控制

1607工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法控制顶板的综合机械化采煤工艺。

工艺流程：准备工作→采煤机下（上）行进刀割煤→顺序移架→推直刮板输送机→采煤机反向上（下）行割三角煤→采煤机空刀返回→顺序移架→顺序推刮板输送机→采煤机下（上）行割煤→顺序移架→顺序推刮板输送机。

2.2劳动组织及经济技术指标

1607综采工作面采用“三八”制作业制度，边采边整的采煤方式，每班作业8小时。

作业方式：工作面分茬综合作业，岗位工种固定岗位作业。每班有1名跟班队长、班长负责组织安全生产，配有质量验收员、采煤机司机、输送机司机、维修工、支架工、泵工、电工等工种的操作人员若干名，全队合计90人。

3.结论

（1）我矿通过采煤工艺的升级，轻型综采支架的应用，改变了矿井技术面貌，提高矿井安全生产管理水平和煤矿企业经济效益。（2）我矿原高档普采工作面人员配备150人，每班采煤2刀，现综采工作面人员配备90人，每班可采4刀，原煤生产方面提高了产量、人工工效，节约了材料、劳动资源，降低了职工的劳动强度。（3）我矿七采区煤层赋存较薄，平均厚度1.2-1.6米，矿井后续开采较困难，此套综采设备的选型是根据薄煤层开采设计的，所以综采工艺的应用为我矿后续开采薄煤层奠定了基础。 [科]