蒼村煤業(yè)輕型綜采支架的應(yīng)用

孫海潮　王向陽(yáng)　馬飛　秦文利

【摘 要】在地質(zhì)條件復(fù)雜，周邊是風(fēng)氧化帶的老礦井，通過(guò)對(duì)煤層賦存和礦山壓力分布及頂?shù)装迩闆r進(jìn)行論證，成功應(yīng)用了輕型綜采支架，提升了回采工藝，提高了生產(chǎn)效率，保障了采面的安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】蒼村煤業(yè)；綜采支架；應(yīng)用

0.引言

蒼村平峒位于黃陵縣店頭鎮(zhèn)，始建于1970年，1990年改（擴(kuò)）建，形成30萬(wàn)噸/年生產(chǎn)能力。2003年3月組建新公司后，核定生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/年。2008年西安科技大學(xué)對(duì)生產(chǎn)能力進(jìn)行了重新核定，核定為45萬(wàn)噸/年，井田面積9.31km2。2012年核定為60萬(wàn)噸/年。

蒼村煤業(yè)公司今年5月前采用高檔普采工藝采煤，由于煤層直接底板為灰黑色泥巖及沙質(zhì)泥巖，松軟；煤層頂板以黑色泥巖為主，厚6-9米左右，采煤工作面常常出現(xiàn)支柱鉆底、頂板破碎和切斷下沉現(xiàn)象，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效益低，礦井安全生產(chǎn)管理困難；現(xiàn)開(kāi)采的1607工作面煤層頂板5米以上為棕黃色砂質(zhì)泥巖，且頂板5米以上有含水層，若采用高檔普采工藝，開(kāi)采難度大，也會(huì)給安全管理帶來(lái)重重困難，因此我公司根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合我礦煤層賦存條件，選擇了一套適合薄煤層開(kāi)采的輕型綜采支架，現(xiàn)使用正常，支護(hù)效果良好，可推廣應(yīng)用。

1.地質(zhì)情況及工作面設(shè)計(jì)

1.1地質(zhì)情況

1607工作面煤層賦存穩(wěn)定，頂板以黑色泥巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，厚度12-14m，一般13m左右。直接頂下有一層偽頂為薄層粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，厚度最大0.4m，隨采隨落，為破碎型頂板。

老頂以塊狀灰白色中細(xì)粒石英砂巖為主，稱七里鎮(zhèn)砂巖，為本井田K2標(biāo)志層，有時(shí)相變?yōu)榉?、?xì)砂巖互層或粉砂巖，厚0.9-21.87m，一般2-3m，層位較穩(wěn)定，堅(jiān)硬，不易垮落。

底板為灰黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖為主的根土巖，該層遇水易膨脹，松軟。

水文地質(zhì)劃分為以裂隙為主，屬簡(jiǎn)單型。

1.2 1607綜采工作面設(shè)計(jì)

1607綜采面沿煤層傾斜布置，北鄰上常村保護(hù)煤柱，西側(cè)為井田上邊界，即風(fēng)氧化帶邊界，南側(cè)為未開(kāi)采區(qū)，東側(cè)為六采區(qū)軌道巷。1607綜采面回風(fēng)順槽通過(guò)橫川風(fēng)橋與六采區(qū)回風(fēng)大巷連通；運(yùn)輸順槽與六采區(qū)皮帶運(yùn)輸大巷連通。運(yùn)輸順槽長(zhǎng)650米，回風(fēng)順槽長(zhǎng)630米，切眼長(zhǎng)100米。形成工作面總工程量為1530米。工作面平均煤厚2.4m，儲(chǔ)量20萬(wàn)噸。

1.3工作面設(shè)備選型

采煤機(jī)：型號(hào)：MG2X100/480-WD（1臺(tái)），交流電牽引，適應(yīng)采高1.2-2.4米；煤質(zhì)硬度f(wàn)≤4；截深0.6米。煤質(zhì)硬度f(wàn)≤4。

工作面基本支架：（79架）

型號(hào)：ZY3600/10/24

架型 兩柱掩護(hù)式

高度 1000～2400mm

支護(hù)寬度 1180～1350mm

中心距 1250mm

初撐力（P=31.5MPa） 2616KN

工作阻力（P=43.4MPa） 3600kN

控制方式 電液控

工作面過(guò)渡支架：（2架）

型號(hào)：ZYG3600/10/24 2架

架型 兩柱掩護(hù)式

高度 1000～2400mm

支護(hù)寬度 1180～1350mm

中心距 1250mm

初撐力（P=31.5MPa） 2616kN

工作阻力（P=43.4MPa） 3600kN

控制方式 電液控

刮板運(yùn)輸機(jī)：型號(hào)：SGZ730/264 鋪設(shè)長(zhǎng) 103米

1.4液壓支架支護(hù)強(qiáng)度校核

1607工作面選用ZYG-3600/10/24型過(guò)渡支架2臺(tái)，機(jī)頭和機(jī)尾分別安裝1臺(tái)，作為端頭支架使用，工作面中部選用ZY-3600/10/24型中間支架79臺(tái)，全工作面共計(jì)使用支架81臺(tái)。

頂板壓力預(yù)算：

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，頂板支護(hù)強(qiáng)度按煤層頂板8倍采高巖石重量計(jì)算：

Q1=M×K×R

=2.4×8×2.3

=44.16t/m2

式中：Q1─預(yù)測(cè)壓力

K─增載系數(shù)取8

R─頂板巖石容重2.3t/m2

M─最大采高至2.4m

支架最小支護(hù)強(qiáng)度

Q2=N÷（L1×L2）

=261.7÷（4.25×1.25）

=49.26t/m2

式中：Q2─支架最小支護(hù)強(qiáng)度

N ─液壓支架初撐力261.7t

L1─液壓支架最大空頂距4.25m。

L2─液壓支架寬度1.25m。

支架最小支護(hù)強(qiáng)度49.26t/m2>預(yù)測(cè)頂板壓力44.16t/m2，因此，工作面液壓支架適合本工作面支護(hù)。

2.采煤工藝及勞動(dòng)組織

2.1采煤工藝及頂板控制

1607工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部垮落法控制頂板的綜合機(jī)械化采煤工藝。

工藝流程：準(zhǔn)備工作→采煤機(jī)下（上）行進(jìn)刀割煤→順序移架→推直刮板輸送機(jī)→采煤機(jī)反向上（下）行割三角煤→采煤機(jī)空刀返回→順序移架→順序推刮板輸送機(jī)→采煤機(jī)下（上）行割煤→順序移架→順序推刮板輸送機(jī)。

2.2勞動(dòng)組織及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

1607綜采工作面采用“三八”制作業(yè)制度，邊采邊整的采煤方式，每班作業(yè)8小時(shí)。

作業(yè)方式：工作面分茬綜合作業(yè)，崗位工種固定崗位作業(yè)。每班有1名跟班隊(duì)長(zhǎng)、班長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織安全生產(chǎn)，配有質(zhì)量驗(yàn)收員、采煤機(jī)司機(jī)、輸送機(jī)司機(jī)、維修工、支架工、泵工、電工等工種的操作人員若干名，全隊(duì)合計(jì)90人。

3.結(jié)論

（1）我礦通過(guò)采煤工藝的升級(jí)，輕型綜采支架的應(yīng)用，改變了礦井技術(shù)面貌，提高礦井安全生產(chǎn)管理水平和煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。（2）我礦原高檔普采工作面人員配備150人，每班采煤2刀，現(xiàn)綜采工作面人員配備90人，每班可采4刀，原煤生產(chǎn)方面提高了產(chǎn)量、人工工效，節(jié)約了材料、勞動(dòng)資源，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）我礦七采區(qū)煤層賦存較薄，平均厚度1.2-1.6米，礦井后續(xù)開(kāi)采較困難，此套綜采設(shè)備的選型是根據(jù)薄煤層開(kāi)采設(shè)計(jì)的，所以綜采工藝的應(yīng)用為我礦后續(xù)開(kāi)采薄煤層奠定了基礎(chǔ)。 [科]