浅述伪斜柔性掩护支架采煤法存在问题

浅述伪斜柔性掩护支架采煤法存在问题

李朝清

李朝清泸西县煤炭经贸有限总公司652400

摘要：在我国煤炭产业快速发展的今天，煤矿采煤技术的进步与完善是现代科学技术发展的一个重要内容。在大力发展现代化煤矿采煤工艺技术的同时，改进和完善更多层次化、多样化的采煤工艺技术，并创立一种具有我国特色的煤矿采煤技术的理论逐步成为采煤技术方法成熟的体现。本文通过对伪斜柔性掩护支架采煤法进行分析，并对该采煤法在煤矿应用中出现的一些问题展开探讨。

关键词：伪斜柔性掩护支架采煤法；煤矿；采煤技术；探讨

1伪斜柔性掩护支架采煤法的系统原理及工艺特点分析

1.1伪斜柔性掩护支架采煤法的系统原理

伪斜柔性掩护支架采煤法的工艺技术原理是将开采工作面的布置设计为伪斜直线，通过利用一定的结构部件形成掩护支架，实现对回采工作空间的遮掩，从而保证开采施工不受空间顶部冒落碎石的影响。伴随着煤炭回采工作面沿开采走向的不断推进，掩护支架在其结构自重和冒落碎石之间相互压力的作用下跟进回采工作面的过程。伪斜柔性掩护支架采煤法是我国在开采急倾斜煤层过程中目前广泛应用具有经济合理、安全可靠和操作简单等特点的一种煤矿采煤工艺方法。也是近年来被我国煤层赋存复杂地区有关煤矿安全监察局重点推广的工艺方法。鉴于目前我国在煤矿采煤中屡屡出现一些生产安全事故和经济压力过大的情况，伪斜柔性掩护支架采煤法将在未来很长一段时间内将作为开采急倾斜煤层的首选工艺。

1.2伪斜柔性掩护支架采煤法的系统构成

1.2.1巷道的布置及开采系统。开采急倾斜煤层的矿井，通常采用斜井开拓方式，以水平集中运输大巷、采区石门、煤层运输大巷、沿煤层伪倾斜方向打30°～35°的上山，布置伪倾斜柔性掩护支架采煤工作面，与煤层的回风平巷、回风石门、总回风巷相通，形成全负压通风系统。回采工作面的布置形式可根据矿井实际情况，以矿井的服务年限、生产能力、煤层走向长度等确定采区石门数量，布置单个回采工作面或双翼回采工作面，通常宜采用双翼回采工作面。双翼回采工作面的区域倾斜长度主要取决于两个相邻水平工作面之间的高度，一般可控制在85～165m以内。随着我国在煤矿采煤生产领域的技术发展与市场生产集约化的供需要求，进一步加大双翼回采工作面的走向长度与倾斜长度以提高作业效率的做法已成为趋势。急倾斜煤层工作面的区域巷道布置可分为单层和联合两种形式，首采工作面沿着煤层的伪倾斜方向掘进3～5个上山眼，必要时可加设若干个小眼。需要强调的一点是，煤层开采运料上山要确保设置在石门的两侧位置，运料上山需直通回风水平，上山眼的间距也应依照开采煤层的硬度、厚度以及相关维护工作量和通风安全设施的布置情况进行严格确定。

1.2.2柔性掩护支架实施过程。伪斜柔性掩护支架采煤法的回采工作面不同区域的高度主要取决于煤层水平倾角的大小、沿倾斜方向的变化情况、开采工艺技术条件、开采队伍的素质以及生产管理水平等一系列影响因素。在开采工作面上，运输平巷和回风平巷掘进至边界线后，即可在距离其边界线5m处掘进一条开切眼，溜煤眼与人行眼之间的间距控制不超过8m，同时沿着开采工作面水平倾斜的上坡方向每隔15m（或小于15m）采用联络平巷予以贯通。开切眼贯穿于工作面回风平巷后，即可以从工作面回风平巷边界线位置开始铺设和布置掩护支架构件，然后通过利用开切眼逐步实现将水平铺设的掩护支架构件放置与水平工作面呈现30°～35°夹角的伪斜位置，从而形成最终的煤矿采煤工作面。

1.2.3掩护支架结构。伪斜柔性掩护支架采煤法的掩护支架结构一般可分为四种，即平板型掩护支架、多根钢梁组合平板形掩护支架、八字形掩护支架和“（”形掩护支架，如下图1、2、3、4。

平板型掩护支架结构较为简单，一般由长度比开采煤层厚度小0.3m左右的直型钢梁和钢丝绳组成系统。直型钢梁的排列密度可由现场的煤层厚度灵活确定，其规格的选择也是根据开采煤层厚度确定。多根钢梁组合的平板掩护支架则是在开采煤层厚度大于四米的情况中适用，通常由两根以上的钢梁结构实现联接，从而形成此种掩护支架结构。八字形掩护支架适用于开采厚度在1m至3m之间的煤层，主要是因为其掩护支架结构可以在断面较小的地沟中进行操作。“（”形掩护支架结构是在煤层推进方向倾斜坡度夹角不大于60°的情况下适用，此支架结构可以有效增大掩护支架下的开采空间，且可以向下移动。

1.3适用条件

煤层赋存稳定，倾角和厚度变化较小，夹矸层较薄，煤层厚度在1．1～8m的急斜煤层。

1.4煤矿采煤的生产工艺

在扩巷和地沟均挖好后，即可进行对掩护支架的安装。第一根掩护支架应该从距离开切眼5m的位置进行铺设，直型钢梁与水平面具有3°～5°的夹角。钢丝绳、掩护支架及方枕木利用螺栓夹板进行连接形成整体，然后铺设于竹笆之上。在工作面采煤阶段，除了铺设安装掩护支架外，必需在工作面上出口回风平巷内加设一定数量的支架，工作面的下端掩护支架的放平位置则拆除部分不重要的支架。正常的落煤工艺一般可选用爆破方式和风镐方式两种，回采工艺为：破煤（包括打眼、装药、爆破）、铺设溜槽出煤和调架工作。完成工作面内的采煤工作后，拆除掩护支架应始终保持掩护支架的落平部分与工作面的运输平巷具有三个以上的溜煤眼贯通，以保证工作面通风、行人、运料和拆架等生产需要。

2伪斜柔性掩护支架采煤法存在的问题及处理措施

伪斜柔性掩护支架采煤法在生产应用中往往容易出现的问题有：

2.1支架下放时产生扭斜

分段开采时，开采深度不统一或开采推进速度不协调。铺设掩护支架时掩护支架未能安装紧固或下放次数过多，系统钢丝绳构件在结构中受到反复的拉伸力造成连接钢梁的螺栓、绳卡的松动，从而导致部分掩护支架的侧向移动，脱离柔性的系统整体出现局部扭斜。

相应的处理措施：及时发现并通过有效办法去除系统结构顶板或底板的局部碎石，外部加大掩护支架的切入端下放距离，使得结构系统逐步恢复正常状态。

2.2支架悬空

煤层变厚，煤质变软，发生顶底煤片帮，造成支架失去支撑，悬空。

相应的处理措施：利用立柱、撑木支柱支架及顶底板空间，逐步将支架下放到正常位置

2.3窜矸

当工作面顶底板破碎或煤层增厚、煤质松软时，支架顶端的煤炭垮落后，支架顶部与顶板间会出现部分空隙，支架上部顶板侧采空区矸石会大量窜入；或由于爆破时炮眼布置不当、装药量过大、崩坏地沟两侧煤帮和顶底板。

相应的处理措施：及时用斜撑支住支架，用方木、木板、笆片做成假顶，堵塞孔洞，防止继续漏矸，如下图5所示。

2.4断绳

操作及管理不当，支架下放时产生扭斜、褶皱，使钢丝绳受张力过大；绳卡松动、脱落，致使支架扭斜受力不均。

相应的处理措施：发生断绳后，必须立即停止采煤，迅速用8～10m的短钢丝绳和8～12个绳卡将断脱两端连接好。在生产过程中，要注意检查绳卡，螺栓是否拧紧；严重锈蚀、断丝超过规定的钢丝绳必须及时更换，并尽量保障全工作面开采深度的统一性。

2.5支架过断层或煤层变化带

掩护支架通煤层断层或变化带时均可能引发以上四方面的问题。

相应的处理措施：当断层断距大于1m，使煤层完全断脱时，只能撤架重新铺设掩护支架。若断层断距小于1m，褶曲、煤厚变化不大，可适当挑顶、破底，借助于留顶煤或底煤，调大支架仰角或俯角，经多次调整，可使支架处于正常位置。

3结束语

采煤工艺技术的先进性和安全性，是社会经济和煤炭产业发展对矿产开采业提出的新的必然要求。综上所述，伪斜柔性掩护支架采煤法的应用既可以提高煤矿采煤生产效率，又可以保证生产作业过程的安全可靠性。笔者通过分析伪斜柔性掩护支架采煤法的系统原理及工艺特点，着重阐述了伪斜柔性掩护支架采煤法在实际生产中存在的诸多问题。希望能够对今后我国煤矿采煤事业提供有效依据和帮助。

参考文献

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[3]曾凡萍，兰世财，吴凤萍；柔性掩护支架采煤法在我矿的试用[J]；江西煤炭；（03）.

[4]张文胜；大倾角伪斜柔性掩护支架长壁后退式采煤法的应用[J]；科技咨询导报；2006（20）.