前言

采煤工作面遇有軟巖底板時歷來為煤礦支護方面的難題，由于底軟給工作面支柱帶來了承載力小，支柱鉆底，尤其是回撤支柱十分困難，因而造成了工作面循環(huán)進度慢，從而造成了工作面頂板抻開、破碎嚴重，也影響了產(chǎn)量。東榮二礦高一隊在回采南翼采區(qū)16層時，即遇到了底軟支護難的問題，為此w雙鴨山市煤炭管理局與東榮二礦合作進行此項底軟支護方面的課題研究，通過高一隊回采南翼采區(qū)16層3面、4面的實際經(jīng)驗，總結(jié)出了一套高檔工作面底軟時的支護方法，應用到回采該16層5面、6面、7面時，取得了較好效果，分別創(chuàng)出了高產(chǎn)。

一、南翼采區(qū)16層簡介

南翼采區(qū)16層1-2面為綜采工作面，3-8面為高檔工作面，由于回采3-4面時遇有底軟問題，嚴重影響了工作面推進度，5面回采時我礦做了改進的嘗試。

（1）5面走向長700米，面長165米，采高1.65米，傾角16°，可采儲量23萬噸。

（2）該面工作面溜子為SGZ-630/220，采煤機為MG-150/375、截深0.8米，工作面內(nèi)每4.5米一個推溜器，順槽為一臺SGB-40T溜子，一臺SSJ-800/2×40皮帶。

（3）原工作面支護為單體配木板帽單柱支護，“四、五排”管理，柱距0.75米，排距0.8米，工作面支護密度為1.17根/米2，采空區(qū)采用全部垮落法處理頂板。

（4）該面煤層直接頂為1.5米中砂巖，底板為0.5-1.0米粉砂巖，且該面突出特點是頂板裂隙多，底板軟。初采時單體支柱鉆底嚴重，工作面出現(xiàn)臺階下沉，回撤支柱十分困難，同時又十分危險，時有冒頂事故的發(fā)生。隨著頂板的下沉、支柱鉆底十分嚴重，造成了工人回撤支柱費力、費時，開機率低、循環(huán)進度慢的惡性循環(huán)。

（5）原回采工藝為：采煤機單向割煤，由工作面頭進刀，上行割頂煤，到尾時下行割底煤并裝煤，從工作面尾開始移溜、打支柱、回撤支柱，每班能生產(chǎn)1刀煤即280噸，月產(chǎn)在2萬多噸。其主要時間用在回撤支柱上，原因就是支柱嚴重鉆底，鉆底量在400mm左右，這種嚴重鉆底的現(xiàn)象，既延長了回柱時間，又消耗了工人的體力、增加了勞動強度。同時由于回柱慢，造成了工作面控頂時間長，頂板下沉量加大，頂板破碎程度也在加大，給工作面正常生產(chǎn)帶來了極大困難。

二、支護改進

修改支護前實測工作面單體支柱承載為8-15噸，其遠沒達到工作面設計要求的24噸，主要原因是該面底板軟，支柱鉆底嚴重，單位面積頂壓大，造成頂板破碎。為此，針對該面的頂、底板條件，我們將五面頂板與四面、三面頂、底板巖性進行了認真的分析總結(jié)：①認為頂板的破碎程度及支柱的鉆底程度除與頂板的裂隙和底板巖石硬度有關外，又主要與頂板的自重和受力后下沉產(chǎn)生的剪切與拉伸破壞有關，所受應力越大，頂板巖層產(chǎn)生的下沉量也越大，同時造成頂板的破碎程度和支柱鉆底量也越大。②認為只有提支柱承載能力、加大單體支柱的支護密度，才能控制住頂板下沉量，才能有效地解決支柱鉆底現(xiàn)象，提高開機率，加快循環(huán)進度。

為提高支柱承載能力，解決支柱鉆底現(xiàn)象，我們提出了幾種方案，一是給支柱穿鞋，二是加大支護密度，三是兩種方案混合使用。經(jīng)過分析論證后認為支柱穿鞋方案中若穿木鞋，易損壞、無法回收，浪費木材，且效果不好。若穿鐵鞋，試驗時鐵鞋非常笨重，不好回收，雖然能提高一些支柱的承載力，但工作量大，工人不習慣作業(yè)。為此，我們采取了第二種方案，即通過加大支護密度，來控制頂板下沉量，從而解決支柱鉆底問題。主要有：

(1)經(jīng)過計算，將原規(guī)程中柱距0.75米單柱支護改為柱距1.0米對柱支護，排距0.8米不變。

(2)將原規(guī)程中“四、五排”單柱管理改為“四排對柱”管理。

(3)工作面有效承載支柱由原1100根提高到1320根。

(4)支護密度由單柱“四、五排”管理的1.17根/米2提高到現(xiàn)在的“四排對柱”管理的1.7根/米2。

(5)支護密度和安全系數(shù)大為提高。

三、修改后支護工藝

修改后采煤機仍然上行割煤、下行裝煤后隨機移溜。距采煤機15-20米后回撤軟幫第四排支柱中的一根支柱，打在溜子邊第一排，形成單柱，此時溜子邊第一排為單柱，第二排為對柱，第三排為對柱，第四排為對柱，第五排為單柱。即形成“一、二、二、二、一”管理。等新排支柱打夠20米后方可回撤軟幫第五排支柱，并打在溜子邊第一排上形成對柱。即形成“四排對柱”管理。

四、應用效果及優(yōu)點

應用效果：

由于加大了支護密度，支柱雖略有鉆底現(xiàn)象，但鉆底量大為減小，普遍在100-200mm左右，工人回撤支柱不困難，同時支柱承載力加大了，實測在18-24噸左右，控制住了頂板下沉問題?？梢钥闯觯朔N情況下，工作面支柱雖有所增加，但其承載力不因增加支柱而減少，反而增大了，正因為單體支柱的承載力的增加，頂板下沉量控制住了，頂板破碎程度減少了。同時工人回撤支柱速度加快，控頂時間變短，加快了循環(huán)進度，提高了開機率。該面產(chǎn)量明顯提升，由原先月產(chǎn)2萬噸左右，提高到月產(chǎn)5萬噸，并首創(chuàng)集團公司高檔工作面單產(chǎn)最高紀錄71518噸。

優(yōu)點：

(1)由于提高了支護密度，解決了支柱鉆底問題，有效地控制了頂板下沉。

(2)回撤支柱速度加快，提高了開機率，加快了循環(huán)進度。

(3)工作面單產(chǎn)大為提高，首創(chuàng)雙礦集團公司高檔工作面單產(chǎn)最高紀錄71518噸。

(4)減少了每循環(huán)工人的打、撤工作量。工作面165米，原單柱支護時，柱距0.75米，每循環(huán)需回撤支柱220根，同時新打支柱220根，累計440根。修改后每循環(huán)需回撤支柱165根，同時新打支柱165根，累計330根。同樣回采一個循環(huán)，工人打撤工作量減少110根支柱，極大地減輕了工人勞動強度。

五、經(jīng)濟效益及社會效益

經(jīng)修改支護后回采，單產(chǎn)由修改前的2萬噸左右上升為5萬噸左右，最高月產(chǎn)71518噸，月多創(chuàng)價值300萬元以上。同時為創(chuàng)建高產(chǎn)高效高檔工作面找到了經(jīng)驗，打下了基礎，在社會中為東榮二礦高產(chǎn)高效礦井建設創(chuàng)造了聲譽。