李偉

【摘 要】扎煤公司靈露煤礦四采區(qū)57層，煤層厚度1.2-1.6m，平均1.35m，傾角為45°-55°，直接頂為4.7m的細砂巖，底板為11m的粉砂巖。該煤層頂板節(jié)理較發(fā)育，懸頂二刀（2.4m）左右開始冒落，無明顯周期壓力及初次壓力礦壓顯現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】中厚煤層；走向長壁；回采技術(shù)

1.回采工藝的改進

在該煤層的回采中我們先后采用過倉儲式，倒臺階式，穿花垛式等幾種采煤方法，但沒有得到理想的效果。結(jié)合回采煤層頂?shù)装宓木唧w特征，我們采用了走向長壁后退式采煤方法，并且不斷改進，不斷探討取得了很好的效果。

（1）工作面支護采用單體液壓支柱，排距1.2m，柱距0.8m，支柱刨柱窩戴8cm×8cm×600mm木帽支護，三排五柱的支護型式，且靠切頂線兩柱距間加打一顆支柱，支柱向上及向采空側(cè)雙迎山2-3°。

（2）工作面三防措施：由于傾角大，片幫煤及偽頂下落下竄容易傷人，為此把工作面采成仰角8°-10°支柱每10組（每排沿傾斜方向用?9.3mm鋼絲繩聯(lián)結(jié)，防支柱失效下竄，且在人行道每8m上一塊檔矸板，檔矸板采用二寸管焊成的長1.4m，高0.8m的框架用廢舊皮帶固定上面的形式。

（3）由于工作面傾角大，仰角為8°-10°炮后落煤易進入采空區(qū)，因此在切頂柱（即第三排柱）用廢舊皮帶做檔煤板，使炮后落煤不竄入采空區(qū)，提高煤炭回收率。

經(jīng)過近兩年的回采對比，采用走向長壁后退式采煤方法工作面回采率提高了13%，達到了97%，單產(chǎn)提高了11.3%，火藥電管消耗下降了7.6%，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

2.采煤方法及落煤方式及技術(shù)參數(shù)

2.1采煤方法：走向長壁后退式采煤；

落煤方式：爆破落煤，煤電鉆打眼。

2.2頂板管理。

（1）a.頂板管理方法：全部垮落法。

b.支護方式：三排六柱（其中一棵為切頂線加強柱）。

c.支柱型號：DE-1.6型支柱（上、下順槽超前支護支柱為DE-2.5型）。

（2）頂板壓力計算（經(jīng)過礦壓觀測的可用觀測數(shù)據(jù)）：

a.頂板一次冒落高度計算

H=M/（KP-1）=1.45/（1.35-1）=4.14（m）

式中：H—頂板一次冒落高度m；

M—采高（煤層厚度）m；

KP—巖石初始碎漲系數(shù)（觀測數(shù)據(jù)1.35）。

b.頂板壓力計算

P=H×L×a×r×l.3=4.14×100×4.4×2.5×1.3=5920.2（T）

式中：P—頂板壓力T；

H—頂板一次冒落高度m；

L—工作面傾斜長度m；

a—作面最大控頂距m；

r—巖石容重2.5T/m；

1.3—動壓系數(shù)。

c.每平方米壓力計算

P1=P/S=5920.2/（100×4.4）=13.455T/m

式中：P1—每平方米頂板壓力T/m；

P—工作面全部頂板壓力T；

S—頂板總面積m。

（3）支柱布置方式：

a走向排距 1.2m

b傾斜柱距 0.8m

c三排六柱，即從工作面煤壁向采空區(qū)側(cè)布置一、二、三形式（其中切頂線在兩柱距間有一棵加強柱）

d迎山：3-5度 向采空區(qū)迎2-3度

e頂帽規(guī)格450mm×80mm×80mm

（4）平均每根支柱承受力：

P2=P/Z=5920.2/（100÷0.8×6+6）=7.83T/根

式中：P2—每根支柱承受壓力T/根；

P—頂板靜壓力T；

Z—工作面支柱總根數(shù)（756根）。

（5）支護密度：

W=Z/S=756/（100×4.4）=1.72根/平方米

式中：W—支護密度；

Z—工作面支柱根數(shù)；

S—工作面支撐面積。

（6）安全系數(shù)較驗：

K=25×0.9/P2=2.87>2.5

安全系數(shù)滿足要求

式中：K—安全系數(shù)；

25—每根支柱定額工作阻力；

0.9—有效支護系數(shù)；

P2—每根支柱承受壓力；

2.5—安全基本系數(shù)。

3.采后備管理的改進

3.1采后原為留4m×4m煤垛的留巷方式，效果不好，原因是57煤層層理節(jié)理發(fā)育，煤層松軟（普氏系數(shù)f=l.0）要保證留巷的穩(wěn)定性，護巷煤柱最低臨界規(guī)格為5m×8m（經(jīng)觀察考實），即走向5m，傾斜8m，然而工作兩每推進5m，即要掘進8m長2m寬上山眼，工序繁雜（用風(fēng)機等等），煤炭損失量大，工作面回采串低，且提高了萬噸掘進串，其次，隨著放炮振動，風(fēng)化及下貨的沖擊，原2m寬的放煤口在采后封閉帶來了相當(dāng)大的難度。再者，采煤垛常常片落，造成巷道冒頂，留巷比較困難在回采下片煤時又需投人大量的人力，物力進行修復(fù)，浪費了大量的資金。

3.2采后管理下的難點。針對以上問題，為徹底解決57煤層沿空留巷問題，在經(jīng)多方面的實踐后，我們初步設(shè)想采用碼煤矸水泥墻的方法維護采后巷道，同時，也考慮到一些必須解決的難點：

（1）由于煤層傾角大（平均52°）。所以煤矸水泥墻不但要有足夠的抗壓強度，而且要解決巖石下滑沖擊帶來的煤矸水泥墻下滑問題。

（2）由于傾角大，無法打有效的護身支柱，從采空區(qū)取石極其困難。而且不安全。

（3）煤矸水泥墻的養(yǎng)生問題

3.3碼煤矸水泥墻方案：

（1）超前回采工作面碼煤矸水泥墻，但工作面下巷為連續(xù)化運輸，超前碼水泥墻雖然可以解決墻的養(yǎng)生問題，但矸石無法取用。

（2）掘進工作面碼煤矸水泥墻為解決采后碼水泥墻的石料供給，煤矸水泥墻的養(yǎng)生及碼煤矸水泥墻影響生產(chǎn)問題，在采后碼煤矸水泥墻獲得成功后，我們在回采同煤層時，我們進行了掘進工作面為采面碼矸石水泥墻的試驗及應(yīng)用并取得了較好效果。

即在掘進施工巷道上幫煤向上開3.0m，在巷道正常支擴的同時，上幫煤打上1.0m柱距的靠幫柱同時打齊（起臨時支護及護墻作用），另外，根據(jù)具體情況在兩排靠柱中間適當(dāng)打上臨時支護，當(dāng)煤矸水泥墻與掘進工作面距離在15m左右（根據(jù)放炮裝藥藥量大小而定。以不崩倒靠幫柱及臨時支柱為準(zhǔn)）時開始碼煤矸水泥墻（煤粉：矸石：水泥比為1：3：1），這樣，在巷道施工結(jié)束時煤矸水泥墻（墻沿走向每5m留1.5m寬開口，以利于采煤用，開口內(nèi)打好支柱）即可碼好，有充足的養(yǎng)生時間，同時也解決了碼砌中的石料供應(yīng)安全及影響生產(chǎn)等問題。

4.結(jié)論

急傾斜煤層長壁走向長壁后退式采煤方法克服了穿花垛等采煤方法的煤炭回收率低，單產(chǎn)低，火藥電管消耗量大等缺點。

超前采后管理，具有煤炭回收率高，掘進率低，采掘接續(xù)合理，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點。

實踐證明，此種回采工藝，是在特定地質(zhì)條件下。具體分析，具體實踐，在利用以往經(jīng)驗為依據(jù)，本著科學(xué)性和實用性的原則而應(yīng)用的，這個試驗的成功，節(jié)省了資金，多回收了資源，極大的改變了井下安全生產(chǎn)狀況。