厚煤层放顶煤开采技术的实践应用

苗胜利

（汾西矿业两渡煤业，山西 灵石 031302）

1 概况

两渡煤矿位于山西省灵石县两渡镇，为低瓦斯矿井，水文地质条件比较简单，日涌水量约为50～300m3，属煤岩层裂隙水与孔隙水。矿井采用综合机械化放顶煤开采，一井一面，井下辅助运输采用无轨胶轮运输。工作面开采水平为1010～1045m，开采深度在500m左右，地面为黄土丘陵。8103工作面煤层厚度在10～27m，平均厚度17.5m，煤层倾角2°～4°。

8103工作面设计长度为230m，采用一进二回三巷布置方式，见图1所示。8103工作面上部为专用顶板回风巷以及5103回风巷，左侧的1070皮带运输巷、1070回风巷沿3～5号煤层底板布置。

2 回采工艺

2.1 工作面主要设备配置

两渡煤矿综合机械化放顶煤开采的主要设备配置如表1所示。

2.2 回采工艺

采用单一走向长壁后退式综合机械化低位放顶煤开采的采煤方法。开采初期顶煤垮落不充分期间，作业方式为“两刀一放”，采煤机截深取0.8m，放煤步距取1.6m；顶板正常来压后，须改变进刀方式，变“两刀一放”为“一刀一放”，采、放煤步距均取0.8m。

根据公式“最大控顶距=液压支架的顶梁长度+端面距+截割深度”来计算8103工作面最大控顶距为6564mm，支架中心距1750mm，端面距369mm，最小控顶距5764m。

工艺流程：采煤机斜切进刀→割煤→移架→推前溜→放顶煤→拉后溜。

SL-500采煤机采用双向割煤法，往返一次为两个循环；进刀方式采用端头斜切割三角煤进刀，追机作业方式及时支护；拉移支架的操作方式为本架操作，拉架滞后底滚筒3～5架；如发生倒架咬架现象，在移架过程中要及时利用侧护板进行调整。

2.3 支架选择

根据对8102工作面矿压观测数据的分析，顶煤、直接顶和基本顶初次垮落步距分别为14.8m、14.8m和45.75m，周期来压步距离介于10～25m之间，如图2所示。开采过程中共有41根立柱压坏，发生过片帮、漏顶事故，立柱突然下缩，有的位置还有台阶下沉现象出现。

针对这一情况，在8103工作面选择液压支架时，调整为工作阻力提高到13000kN的ZF13000/25/38型支架。从当前的开采实践来看，工作面顶板稳定性较8102工作面有很大改观，不过矿压显现依然比较强烈，在今后的支架选型上，有必要将支架工作阻力提高到15000kN。

图1 8103工作面巷道布置示意图

表1 8103工作面的主要机电设备配置情况

图2 8102工作面周期来压步距分布

2.4 超前支护

在两巷超前工作面煤壁40m范围内支设超前支护。支柱采用DW28-250/100X型单体液压支柱与金属铰接顶梁配合，梁与巷帮垂直布置。正常情况下运输巷超前工作面煤壁30m内支双排支柱，柱距1200mm。在转载机两侧支设双排支柱，非采煤帮一侧支一排单体柱，距巷中2500mm，另一排单体柱支设在转载机旁，两排单体柱排距4700mm。顶板压力大时，超前支护加强支护。

3 实践效果

针对两渡煤业8103工作面厚煤层放顶煤开采的特点，通过以往矿压观测分析，对工作面支架进行了合理选型，配置配套的工作面主要机电设备。生产实践表明，该综合技术应用情况良好，有效实现了两渡煤业厚煤层高产高效安全开采。