薄煤层炮采π型钢梁支护工艺实践

贺艳东

（霍州煤电集团团柏煤矿综采一队，山西 霍州 031400）

霍州煤电集团团柏煤矿井田赋存可采煤层从上往下依次为二、三、四煤层。三煤赋存比较稳定，储量355.6万t，三煤层上距二煤2.0m，下距四煤24m，其上部的二煤及其下的四煤均已开采完，均为采空区。为延长矿井的服务年限，决定对三煤层进行开采。

1 工作面开采技术条件

1437及1436试采工作面位于14采区轨道上山同一区段的南北两翼，两个工作面东以风巷标高-123m为界，南以唐垅第一断层（H=30m）为界，西以机巷-161m标高为界，北以F3（H=3m）断层为界。两个工作面的三煤煤层赋存比较稳定，为复合煤层、复杂结构，煤层厚度1.8～0.9m，平均煤厚1.31m。1437工作面走向长530m，倾向长80m，煤层倾角28°，储量8.3万t。1436工作面走向长170m，倾向长80m，煤层倾角28°。

上方的二煤1427、1428工作面于2010年已采，该区二煤与三煤之间较近，仅为1.5～2.5m的层间距，采空区积水下渗，涌水量约3～8m3/h。工作面瓦斯相对涌出量5.56m3/t·d，煤尘爆炸指数为35.93%，煤层不易自燃。

2 采煤方法及回采工艺

2.1 采煤方法

由于矿井规模较小，且三煤层较薄，煤层厚度变化较大，选用炮采工艺是比较经济可行的。1436及1437工作面均使用炮采，单一煤层走向长壁后退式采煤法，采高1.3～1.8m，采用“三三”控顶方式。

2.2 工作面支护与配套设备

工作面采用π型钢梁配DZ -2.2型单体液压支柱支护顶板。π型钢梁每两根一组，间距0.2～0.1m，沿煤层走向垂直煤壁排列布置。π型钢梁长2.0m，π型钢梁与顶板之间铺设长1.2m，宽0.2m的木板皮和挡矸帘支护顶板，挡矸帘用Ф20mm杂木棍制作，长1.0m，宽1.5m，棍间距0.1m，工作面支柱排距0.9m，柱距0.7m，π型钢梁主梁实行一梁二柱，主、副梁循环交替，迈步前进。

工作面上、下端头使用“三对六梁”配单体液支柱支护，梁长2.6m，两根一组，一梁二柱，沿煤层走向排列，超前工作面煤壁一排。开采过程中工作面上、下顺槽20m内使用DZ-1600型单体液压支柱配160mm×2.0m圆木抬棚支护。距工作面煤壁10m以内双棚支护，10～20m范围内单棚支护。工作面以及下顺槽均使用SGW- 40型刮板运输机。π型钢梁支护示意图如图1所示。

图1 π型钢梁支护示意图

2.3 工作面回采工艺

工作面采煤工艺为：打眼→装药连线→放炮→装煤→推移刮板运输机→架棚回柱。

2.3.1 落煤运输

工作面采用人工打眼爆破落煤，炮眼布置成三花眼，炮眼深度1.0m。顶眼距顶板0.3～0.5m，顶眼眼距1.3～1.5m，仰角3°～5°；底眼距底板0.2～0.3m，底眼眼距1.2m，俯角10°～15°。顶眼、底眼水平角70°～80°。采用毫秒爆炮技术，爆破时大部分煤炭落入刮板运输机，煤炭以爆破自装为主，辅以人工装煤。使用刮板运输机运输。

2.3.2 移运输机

工作面放完炮后，及时打好靠帮临时支护，将工作面余煤攉尽，然后由下往上推移刮板运输机，移进1.0m，将副梁补打一根支柱。

2.3.3 移梁背顶

移完刮板运输机后，先将副梁补打一根支柱，形成一梁三柱，副梁变成主梁；松动原主梁的三根支柱，将原主梁向煤壁移进0.9m，移原主梁过程中及时使用木板皮背好顶板。木板皮沿倾向铺设，与下面π型钢梁搭接，顶板凹凸不平处，使用坑木等材料接顶填平。最后将原主梁的两根支柱升紧打牢。原主梁变为副梁、在开采过程中，主、副π型钢梁循环交替，迈步前进。

2.4 大倾角安全措施

（1）保证支架的稳定。由于工作面倾角较大，支柱工作阻力应保证90kN以上，漏液支柱及时进行二次注液，工作面两排支柱使用防倒绳连锁，沿倾向每三根一组，防止倒柱伤人。

（2）工作面刮板运输机防滑措施。工作面刮板运输机机头使用四根单体液压支柱打好压柱，每边两根；机尾支设两根压柱，每边一根。移运输机时由下而上进行，机头移到位固定后再逐段上移。移动过程中禁止机头、机尾同时移动。

3 实践效果

π型钢梁支护相比传统的单体液压支柱配铰接顶梁支护而言，整体性更加突出，对于破碎顶板的管理，效果更加明显。1436及1437工作面采用炮采、π型钢梁支护工艺，简化了作业工序，降低劳动强度，保证工作面的作业空间，1436及1437工作面从开采到收尾，无垮顶和漏顶事故的发生。

三煤的试采成功，可以有效延长矿井的服务年限，具有非常大的经济意义和社会意义。