輕型綜采放頂煤作為一種在厚煤層中的綜采工藝，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造具有輕便、靈活的優(yōu)越性。現(xiàn)將輕放工藝在東榮三礦30層中的引進(jìn)、改造和推廣過程中的一些問題的研究和解決情況介紹如下：

一、30#層煤發(fā)育情況

輕放的工藝主要推廣應(yīng)用在東八采區(qū)。現(xiàn)將東八采區(qū)的煤層發(fā)育情況介紹如下：

東八采區(qū)位于井田的東南部，淺部至30煤層露頭，深部到－500標(biāo)高，北到F40斷層，南部到井田邊界斷層F48。東西傾向長(zhǎng)1.6km，南北走向長(zhǎng)2.6km。該采區(qū)為單斜構(gòu)造，是福山背斜的東翼。根據(jù)地震、鉆探、測(cè)井綜合手段確定斷層19條，落差均大于7m，落差大于30m的斷層只有F41、F44、F48，上山采區(qū)有19條斷層，其中查明可靠的有6條，即F65、DF78、DF84、F41、F44、F48，其余的均為推斷。推斷的斷層位置、方位、落差變化較大，均不可靠。該采區(qū)回采30#煤層，煤層厚度2.75～7.43m，平均4.5m，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傾角9～30°。全區(qū)經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量1436.6萬噸。煤層頂板為粉砂巖，底板為細(xì)砂巖和粉砂巖與細(xì)砂巖互層。

二、東榮三礦30#層煤開采情況

東八采區(qū)30#層地質(zhì)儲(chǔ)量1700萬噸；其中使用一次采全高開采的塊段儲(chǔ)量270萬噸；輕放開采的塊段儲(chǔ)量117.2萬噸；未來可開采的塊段儲(chǔ)量430萬噸；儲(chǔ)量合計(jì)547.2萬噸，儲(chǔ)量上是合理的。

東榮三礦30#是我礦投產(chǎn)煤層，也是唯一投入回采的煤層。由于地質(zhì)條件復(fù)雜、塊段小，搬家頻繁；斷層多、頂板破碎、頂板控制極其困難，導(dǎo)致我礦原設(shè)計(jì)的ZZ-6000型支架無法滿足回采要求。

30#層重型支架回采指標(biāo)，經(jīng)過歷史總結(jié)回采率在79%～80%，平均月產(chǎn)3.65萬噸，最高月產(chǎn)10.00萬噸。只有最高月產(chǎn)指標(biāo)一項(xiàng)與輕放工藝相仿。

如果進(jìn)行分層開采，則多開掘準(zhǔn)備巷道巷道一倍，同時(shí)資金多占用30%，而分層開采對(duì)于破碎頂板的適應(yīng)性并不用于一次采全高的回采工藝。

經(jīng)過以上對(duì)比性研究和國(guó)內(nèi)調(diào)研，我們于2002年10月確定了以輕放支架為主的回采工藝改造方向。并最終確定輕放支架選型為ZFS-2400型支架，于2003年7月在東八二片投入試生產(chǎn)。截至2004年1月我礦的旱采方式已經(jīng)全部改造為輕放支架回采。

三、放頂煤開采工藝的研究

我礦采用的ZFS-2400型支架是一種在厚煤層中采用的低位放頂煤支架；前采后放；采放比1.2以上，適用煤層厚度4～8m;放煤步距為一個(gè)循環(huán)一放;放煤標(biāo)準(zhǔn)為“見矸即止”

2003年7月我礦第一套輕放支架在東八二片進(jìn)行試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)期間我們?cè)跂|八二片回采期間主要遇到以下問題：

1、頂煤過硬，礦壓顯現(xiàn)不明顯，造成頂煤放出率過低，（綜合采高3.45m）；頂煤初放步距過大（初放步距114m）。

2、頂煤塊度大，造成后輸送機(jī)過載和斷鏈、燒電減的事故率高。

3、工作面小規(guī)模的冒頂依然時(shí)有發(fā)生。

4、工作面沿走向全程發(fā)育兩道巖墻（由四道斷層組成一道地壘和一道地塹），造成工作面形態(tài)不正和推進(jìn)速度慢。

由于以上問題，輕放設(shè)備在東八二片并沒有發(fā)揮出生產(chǎn)能力，平均月產(chǎn)2.2WT，平均采高3.45m，回采率73.18%。

針對(duì)以上情況，我礦從2004年2月起，對(duì)東八二片、東八四片組織了現(xiàn)場(chǎng)寫實(shí)，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的生產(chǎn)問題進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)行了理論分析。具體情況如下：

1、頂煤放出率低問題。

1）我礦頂板的結(jié)構(gòu)為硬度較低的厚復(fù)合頂板，基本頂在煤層以上15.8m的一層3.0m的粗砂巖（如柱狀），而且受到高密度斷層的不斷切割、破壞，板狀結(jié)構(gòu)不完整，采空區(qū)充填條件好。同時(shí)上下兩巷沿頂板施工，在采空區(qū)兩側(cè)人為留設(shè)了一個(gè)11m寬的支撐煤柱，減小了采空區(qū)面積。在這種頂板條件下頂板不可能提供足夠破碎頂煤的支撐壓力。

2）提高頂煤的破碎程度必須發(fā)揮支架自身強(qiáng)大的破煤作用。

3）采用煤體注水，進(jìn)一步解決頂煤放出難問題。

2、頂煤塊度大，造成后輸送機(jī)過載和斷鏈、燒電減的事故率高。

我們分析、總結(jié)了后輸送機(jī)的事故，發(fā)現(xiàn)除一小部分為機(jī)電檢修問題外，以下三個(gè)方面，嚴(yán)重影響后輸送機(jī)的工作狀態(tài)。

1）對(duì)工藝環(huán)節(jié)理解不深，工藝控制不嚴(yán)格。

2）采高不均勻，后輸送機(jī)運(yùn)行空間不足。

我們發(fā)現(xiàn)局部采高不足，后輸送機(jī)與尾梁之間的高度小于600mm時(shí)，較大的煤塊就極易卡住。根據(jù)以上狀況我們統(tǒng)一要求了工作面采高必需在2.2m以上（同時(shí)保證支架頂梁仰角小于3度）。

我們經(jīng)過工程類比發(fā)現(xiàn)，我們?cè)跂|八二片時(shí)采用單體配走向梁維護(hù)工作面頭部時(shí)，斷鏈?zhǔn)鹿拭黠@低于采有過渡支架這種方式。經(jīng)過進(jìn)一步寫實(shí)發(fā)現(xiàn)工作面頭部由于有電減等設(shè)備，有效過貨空間在采高2.2m時(shí)只有450mm，而采用單體配走向梁則可以達(dá)到650mm。在工作面其他部分過貨空間足夠的時(shí)候，所有大塊均在此處卡住并造成堆積，成為工作面斷鏈的重要原因。

根據(jù)這種情況我們調(diào)整了采放比，從原來的1.78（采1.8m，放3.2m）調(diào)整為1.27（采2.2m，放2.8m）。同時(shí)，我們又統(tǒng)一規(guī)定工作面頭部(1～5#支架)采高不得低于2.4m。

采取以上措施，并進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)電檢修力度后，兩個(gè)綜采工作面的后輸送機(jī)事故率為零。

3、工作面過斷層和由于斷層產(chǎn)生的巖墻。

由于這套輕放設(shè)備，具有的輕便靈活的特征，在工作面出現(xiàn)巖墻時(shí)，只要及時(shí)掌握巖墻的發(fā)展趨勢(shì)，可以非常靈活的將工作面抬起。1.0m以下巖墻無需爆破施工；落差較大的巖墻也可以最大限度的降低爆破施工量。同時(shí)我們已經(jīng)摸索出一套巖墻爆破施工的工序配合、設(shè)備維護(hù)的有效辦法。

東八左四片工作面位于東八采區(qū)中下部，上臨DF91斷層，落差3~6米，下臨DF41斷層，落差0~47米，兩個(gè)斷層間距138米，該工作面長(zhǎng)118米，走向長(zhǎng)1040米，沿走向整個(gè)工作面為兩道背斜、一道向斜構(gòu)造，上下巷共揭露落差1.5米以上斷層21道；兩巷為全巖狀況巷道4處，累計(jì)137米，半煤巖巷道3處，累計(jì)97米；經(jīng)實(shí)際揭露，工作面長(zhǎng)期賦存2～3道上下巷均未揭露的隱性走向斷層，并賦存有底鼓、基底不平等其它災(zāi)害性地質(zhì)構(gòu)造；同時(shí)中部有掘進(jìn)時(shí)期遺留下的沿傾向貫穿工作面的掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)巷，工作面必須跨巷回采。該工作面在全國(guó)綜采開采史上也是罕見的地質(zhì)條件、回采條件惡劣的工作面。

8月份綜一隊(duì)在如此惡劣的地質(zhì)條件下月產(chǎn)47，345T保證了較的回采高效率；9、10兩個(gè)月通過了包括兩道背斜構(gòu)造、11道2～８m斷層、19道0.8～2m斷層、39m全巖巷道、33m半煤巖巷道、一條中部掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的走向長(zhǎng)度119m回采條件最惡劣的區(qū)域，平均月產(chǎn)32，214T。11月份回采條件開始好轉(zhuǎn)，雖然下旬工作面又進(jìn)入半煤巖巷道區(qū)，月產(chǎn)依然達(dá)到了67，000T的極高水平。

我礦于04年8月末加大采煤工作面全面工程質(zhì)量管理和建立工程控制體系的工作力度，使我礦的輕放工作開始納入全面規(guī)范化、全面正規(guī)化的管理軌道，我礦的輕放生產(chǎn)開始進(jìn)入良性循環(huán)，具體情況如下：

2005年01月綜采一隊(duì)回采的東八四片工作面完成10.2184WT；2004年9月綜采一隊(duì)回采的東八四片工作面，全月在斷層區(qū)內(nèi)回采，上、下巷過全巖、下巷頂板極其破碎、工作面巖墻始終在12m以上的條件下，完成33，764T，取得了較好的效果。

為了進(jìn)一步分析輕放工藝的特性，我們對(duì)20個(gè)月來的輕放生產(chǎn)進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)并初步統(tǒng)計(jì)情況如下表：

輕放生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)表

05年01月，回采東八四片時(shí)，最高月產(chǎn)達(dá)到，10.2184萬噸，平均月產(chǎn)4.9125萬噸；最高班產(chǎn)6.0個(gè)循環(huán)2377T；最高原班產(chǎn)量12.0個(gè)循環(huán)4754T。

我礦在30#層輕放生產(chǎn)的回采率和回采效率已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，東八四片在國(guó)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜工作面的回采率和回采效率也已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

輕放支架在東榮三礦30#層如此惡劣的回采條件下，盡管遇到各種各樣的問題，但依然取得了使用成功，進(jìn)一步證明了輕放工藝先進(jìn)性和強(qiáng)大的生命力。