应用ZH2000/16/24Z型悬移支架放顶煤法开采急倾斜不稳定巨厚层鸡窝煤

高文平

【摘 要】昂州煤矿北矿矿区位于昂州倒转向斜近轴部的昂州河煤矿区内。因受区域性断裂带的影响，多年来沿用木支柱、木顶梁，小块段工作面高落式回采。此种方法存在回采掘进率高，坑木消耗高，工作面管理困难，单产低、工效低、回采率低，劳动强度大，安全状况不好等不利因素，为了改革这种采煤方法，达到高效低耗、安全生产的目的，应用悬移支架放顶煤采煤法，开采急倾斜不稳定巨厚煤层。

【关键词】应用 采煤方法 极复杂地质 急倾斜 不稳定巨厚层 鸡窝煤

1 矿井概况

1.1 历史沿革

昂州煤矿北矿始建于70年代初期，因煤层不清、构造复杂，只是探索性采掘，采煤方法落后，未形成规模，最终停产；1993年由地方国有企业重新建井，1994年投入生产，设计生产能力为6万吨/年，2003年9月由四川省国土资源厅换发了采矿许可证；2004年该矿山依法转制，并于2006年10月23日依法取得四川省国土资源厅换发的采矿许可证； 2011年7月取得四川省国土资源厅颁发的采矿许可证，有效期2011年7月12日至2021年7月12日，矿区范围由1-8号拐点坐标圈定，矿区面积1.2462km2，井田范围内批准开采A、B、C煤层，批准开采深度+2500m—+2055m。

1.2 矿井交通位置

交通位置：矿区位于天全县城区268°方向，平距39.51km处。隶属于雅安市天全县紫石乡管辖。该矿山处于昂州河煤矿区北段。区内有矿山公路与318国道相接于两河口处，公路里程约23km；从两河口至天全县县城38 km，至进藏要塞～二郎山公路隧道约25km。矿山公路雨季易垮塌、冬季易积雪而不畅，交通不甚方便。

2 矿井地质条件

2.1 资源条件

（1）矿井主要开采的A、B、C煤层，矿区内煤层厚度变化较大、质量和层位极不稳定。水文地质条件复杂的矿床，属复杂Ⅱ类型。（2）矿井为瓦斯矿井，所采煤层无煤尘爆炸危险，煤层自燃发火倾向性为Ⅲ级，属不易自燃煤层。（3）井田面积及储量：井田面积1.25km2，开采深度+2500m～+2055m标高，拟开采A、B、C煤层。

2.2 地质构造与含煤地层

（1）矿区位于昂州倒转向斜近轴部的昂州河煤矿区内。因受区域性断裂带的影响，区内构造极其复杂，断层、褶曲发育，地层产状变化很大。出露地层主要为三叠系上统须家河组，矿区主采煤层A、B、C煤层均产于三叠系上统须家河组第二段地层中。（2）本区主要含煤地为三叠系上统须家河组（T3xj2）中段。厚166.95m，为一套由粉砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩、泥岩、页岩为主，次为中粒砂岩、细粒砂岩和煤组成，属内陆山间小型湖盆～沼泽相含煤沉积。含煤多层，其中A、B（主要可采煤层）、C（可采煤层）、D煤层局部可采，单层最大厚度（B煤层）达33.17m。最大累计厚度74.68m，平均累计厚度35.53m，含煤系数21%。

3 采煤方法选择

3.1 矿井开采现状

（1）工程概况：矿井2013年开始按照扩建技改初步设计进行技改建设，完成首采区回风、人行、运输上山，完成B煤层首采2211-1工作面回风巷，运输巷及切眼的掘进及采面安装工作，完成了C煤层首采2311工作面回风巷，运输巷及切眼的掘进，按照批复的安全专篇，具备了试生产条件。（2）揭露水文地质情况：在二石门钻探探测A煤层施工至A煤层老底即三叠系须家河组下段含水层，且为逐渐增大，掘进巷道1344.3米，均揭露煤层顶底板，局部出现滴、淋水。

3.2 采煤方法选择

（1）顶底板情况：B煤层老顶为石英为主，含黑色岩屑，致密，不均一，局部夹细砂岩条带，厚15.77m左右；页岩、粉砂泥岩或泥质砂岩中富含菱铁矿结核或砂枕，厚3.1m；伪顶主要为砂质泥岩、泥岩；底板为泥岩、砂质泥岩或细粒砂岩，裂隙、节理发育，抗压、抗拉及抗剪强度低。（2）采煤方法：工作面采用走向长壁后退式炮采放顶煤采煤法，沿倾向布置工作面，采高2.0米；使用北京蓝畅机械有限公司生产的ZH2000/16/24Z型支架支护，采用全部垮落法管理顶板。

3.3 架型选择

选型依据，根据工作面地质条件、煤层赋存条件，选用炮采放顶煤架型；支柱高度选择2.2m，支柱行程0.8米，支架高度1.6～2.4米；该支架是炮采放顶煤架型，循环进度为0.8米，顶梁体长度选用2.7米；选择φ125mm 双向液压支柱，所选择支柱工作阻力为500KN/根，每架四柱；考虑该工作面底板较软，需增加支柱底盘，选用360×360mm柱鞋。

3.4 工作面支护

采用北京蓝畅机械有限公司生产的ZH2000/16/24Z型整体顶梁组合液压支架。支架中心距1000mm，架间隙40mm。（1）上、下端头支护：采用ZH2000/16/24Z型整体顶梁组合液压支架维护管理端头。（2）上、下两巷超前支护：超前工作面10m范围内在巷道内采用双排单体液压支柱配合∏型钢梁支护，10～20m采用单排单体液压支柱配合∏型钢梁进行支护，一梁两柱，并保证巷道高度不低于1.8m。两道中的人行道宽度不小于0.7m。

3.5 安全评估

（1）“物”的安全性：组合支架工作面所使用支护设备的安全性有以下优点：一、支架护顶面积大，顶部不容易出现漏顶现象。二、支架由托梁机构将整个工作面支架有效地连为整体，不倒架，不歪扭。三、支架结构简单、紧密、牢固。四、支架操作空间大，作业方便。五、端头部位由端头支架控制顶板，安全可靠。六、支架支撑力大，对于初采、末采、初次来压、周期来压能有效控制。（2）“人”的安全性：整体顶梁组合液压支架移架简单，对人的要求低，从环节上减少了事故发生的可能性。

4 结语

通过在实际中运用，采用ZH2000/16/24Z整体顶梁组合液压支架开采现有煤层在技术上可行，安全上可靠，经济上合理且效益明显。运用过程中应探讨与改进的问题：由于受矿区地质构造影响B煤层煤质松软、结构纹乱，受采动影响致工作面两巷支护压力显现，今后的开采中应加强两巷支护方式的改进探索，加强顶板动态压力观测，同时，加强工作面水患管理，确保开采安全。

参考文献：

[1] 四川省天全县昂州河煤矿区昂州煤矿北矿资源储量核实报告.

[2] 四川省天全县昂州河煤矿区详查地质报告.

[3] ZH2000-16-24Z支架说明书.