“三软”煤层采用普采和炮采生产工艺及顶板管理探究.docx

“三软”煤层采用普采和炮采生产工艺及顶板管理探究摘要：文章介绍在“三软”煤层条件下的高档普采工艺与炮采工艺相结合的采煤方法，加强顶板管理、预防顶板事故的安全技术措施。关键词：“三软”煤层；高档普采和炮采相结合；顶板管理工艺探究山东泉兴集团枣庄矿业有限责任公司下二迭山西组3层煤平均煤层厚度4.0m，采用分层开采。上分层采用高档普采，采高2.0m，下分层采用炮采，采高2.0m。工作面初采时，支护工艺为单体支柱配合1m铰接顶梁进行支护，采煤机滚筒截深为1m，但由于上部2层煤的开采、3层煤体自身松软以及两层煤层间距小等原因，造成采场煤质软、顶板软、底板软，加之采煤机割煤时空顶面积大、时间长，经常造成工作面顶板漏、冒事故，对安全生产影响极大。为了解决这一问题，切实达到提高工效、安全生产的目的，结合高档普采在大兴公司实施多年的生产经验，于是在3202高档普采工作面进行工艺深改造研究。采区高档普采和炮采相结合的生产工艺经过近3个多月的实践试验，的确达到了安全、高产、高效、低耗、低成本的开采效果。1.工作面概况3202工作面位于-482水平，煤层平均采高为2.0m，煤层倾角20°～40°，走向长680m，倾斜长140m；煤层顶板伪顶为泥岩有0.42m左右，直接顶为深灰色细砂岩，局部有泥岩夹层，钙质胶结。因为两煤层间距仅11m，在2层煤开采后对3层煤顶板产生较大的压力影响，造成顶板特别破碎，易冒落。根据矿压观测资料，该面顶板周期来压明显，但不强烈。初次来压步距26m，周期来压步距11.7m。2.生产工艺及配套设备3202工作面采用走向长壁倾斜后退式采煤法，全部垮落式管理顶板，采高为2.0m。2.1落煤方式采用MG160/390-WD型采煤机落煤，双向割煤，端部斜切进刀。采煤机窝及上、下缺口人工爆破落煤。2.2装运煤采用螺旋滚筒配合工作面SGZ630/220型可弯曲刮板输送机所带的铲煤板自动装运煤，采煤机窝及上、下缺口采用爆破装煤和人工装煤相结合。工作面运煤采用一部SGZ630/220型刮板输送机。运输顺槽配备1部YDB22-2-6380胶带输送机及1部SGW-40T型刮板输送机运煤。2.3工作面支护工作面使用DZ-2200、DZ-2500、DW-2800、DW-3150型液压支柱，不同型号支柱分段集中使用，HDJA-1000型金属铰接顶梁配套支护顶板，上、下端头使用6趟双楔铰接顶梁支护顶板。3.工艺过程及作业方式3.1支护该面支护形式采用齐梁直线柱，中悬臂支护，排距1.0m，柱距0.6m，支护密度1.3～2.22棵/m2，“三、四”硐档管理顶板，最大控顶距5.0m，最小控顶距4.0m，端面距200mm，放顶步距1.0m。3.2采煤采用MG160/390-WD型采煤机落煤，双滚筒采煤机双向割煤；螺旋滚筒配合工作面SGZ630/220型可弯曲刮板输送机运煤；3202运输顺槽采取SGB620-40T刮板输送机运煤；工作面单体液压支柱支护顶板。工艺流程：双滚筒采煤机割煤(放炮落煤)自动装煤(人工装煤)刮板输送机运煤推移刮板输送机打临时正规支柱挂网挂梁打永久正规支柱打贴帮支柱回料清理整改。3.3采煤机窝施工工作面构造复杂，裂隙及断层较多，顶板比较破碎，加之采煤机机身长13m,回机长度13m，造成26m长顶板维护滞后，空顶面积大时间长，极易引起顶板冒落事故。为解决空顶问题将采煤机窝13m采取炮采的方式提前施工维护好，并将溜子移设到位做好一切准备工作，使采煤机直接开进预定的位置，不需要回机有效地缩短了空顶距离及空顶时间。4.主要技术问题的分析4.1支护密度选择的依据试验和矿压观测结果表明：该面顶板较破碎，顶板管理的重点是护顶，必须选择适当的支护密度来管理顶板。4.2计算支护密度用估算法计算支护强度P为：P=k·m·γ式中，P为支护强度，kN/m2；k为载荷系数，取k=6～8；γ为顶板岩石平均密度，取γ=2.3～2.5t/m3；m为工作面采高，m=2.0，故算得支护强度P=7×2.0×2.4=33.6kN/m2。支护密度按下式确定：G=P/nP1式中，G为支柱密度，棵/m2；P1为支柱的额定工作阻力，P1=300kN/棵；n为支柱工作阻力实际利用系数，单体液压支柱取n=0.85，计算得支柱密度G=33.6÷（0.85×300）=0.132棵/m2。4.3支护密度校验工作面支护密度为1.3～2.22棵/m2，支护强度平均为33.6kN/m2，满足计算要求。为了达到护顶的目的，保持顶板的完整性，回采时每棚穿枇子一块，金属网护（下转）顶，整个试验期间没有发生过冒顶事故。4.4控制端面距及支柱钻底采用高档普采和炮采相结合中悬臂梁布置形式，工序简单、便于操作，且端面距小（200mm），能及时支护顶板，收到了较好的效果。由于该面底煤松软，支柱钻底量超过100mm，在回采中