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悬移支架在厚煤层孤岛煤柱放顶煤中的应用

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悬移支架在厚煤层孤岛煤柱放顶煤中的应用
摘 要 通过对悬移支架在厚煤层孤岛煤柱放顶煤中的应用探讨，分析控制顶板应力集中的
一些措施；实施沿空送巷使工作面躲开了应力集中区，降低了巷道维修费；通过对巷道保护
煤柱的回收，提高了资源回收率。
关键词 孤岛煤柱开采 顶板 保护煤柱 应力集中区

3420放顶煤工作面位于四采区的中部，是该采区走向长壁和倾斜长壁工作面的间隔煤
柱，南北相邻四采区的南北翼采空区，东到3401变电所保护煤柱，属于孤岛工作面开采。
3420工作面开采的煤层为二叠系山西组3下煤，赋存稳定，构造简单，开采厚度2.0~6.4m，
平均厚度4.2m。

1 顶板管理
矿井分层开采时的矿压观测表明，下分层工作面支柱的初撑力工作阻力要比上分层工
作面支柱初撑力工作力低，是由于下分层工作面顶板来压步距及强度较上分层顶板小，且顶
板自身胶结强度低，稳定性差，所以支柱初撑力过大，会把顶梁压入顶板，破坏顶板的整体
性，并且撕破金属网，造成局部冒顶。但支柱初撑力过小，会使顶板早期产生过大下沉而离
层失稳，在工作面形成网兜，对开采造成麻烦。合理的支撑力以支撑下分层顶板胶结层百度
岩重和顶板来压时产生的动压增载为原则。用公式计算：
P=kqγ/n
式中：k——不均衡系数，取1.2;
p——单体支撑力；
q——顶板来压时的增载系数，1.25
γ——下分层顶板的容重，2.65t/m3；
n——工作面的反护密度，1.4棵、m3。
将各参数代入得：p＝60kn/棵
由于支柱在工作面的有效初撑力受各种因素的影响，需要的实际初撑力有所增大，所
以将不均衡系数k取大。

2 开采技术应用及效果
根据郭庄煤矿实际情况和地质资料，采用走向长壁铺金属顶网放顶煤开采，选用改造
的悬移支架加0.8m铰接顶梁支护，SGW—150C刮板输送机运煤。在工作面推进中严格按
要求控制支柱初撑力，采高2.2m严禁超高，工作面最大控顶距3.4m，最小控顶距2.6m，
放煤步距0.8m，实行单轮间隔循环放煤，这样对顶板控制有利。
2.1 过老峒措施
3420工作面是块断煤柱，中间有为倾斜长壁工作面服务的老峒子。为减少工作面推进
过程中受老峒影响，采用四根3.2m端头大棚加1m铰接顶梁迈步前进超前工作面1.6m支护
老峒，棚距确定为0.5m。在推采过程中，对同一层老峒采用此支护能很好地控制老峒顶板；
对穿层超高老峒采用此支护时，必须在端头大棚上每隔1m横铺一根钢棚，并在上面装上木
垛接实顶板，这样减少了顶板来压时对工作面的影响，保证了工作面正常推进。
2.2 回收原集中运输巷保护煤柱技术措施
3420工作面原设计利用原采区集中运输巷作为工作面运输巷，对拉工作面回收集中运
输巷靠采空区侧的保护煤柱。在开始回采的时候，发现距离工作面50m以内的集中运输巷
因顶板应力集中，造成巷道变形严重，基本上每隔一个小班就必须对集中运输巷进行一次维
护、清理。这样既增加了工作量，又对运输、行人、通风不利。经过对现场条件分析，改为
靠采空区侧留设3~4m的煤皮，重新掘进补充运输巷，并在两运输巷之间每隔50m掘进一
个联络巷，作为运输、行人、通风之用，把原切眼溜子延伸到补充运输巷，改为一个工作面
生产，这样即减少了端头大棚支护，以增加了工作面长度，保证了工作面连续生产。随着工
作面推进补充运输巷往前掘进，掘进迎头距离切眼溜子头不低于150m，保证了工作面连续
生产，运输巷以可避开压力集中区，保证了溜子头的安全出口，提高了对运输巷保护煤柱的
回收。
2.3 应力集中区的巷道处理
集中运输巷距离工作面50m范围内的巷道央顶板应力集中，巷道变形严重，影响工作
面正常生产。为了防止巷道变形过大，对超前工作面70m范围内集中运输巷实行全封闭维
护，即用金属网把巷道两帮及顶板封闭起来，在原巷道钢棚下支设三棵单体支柱来控制顶板，
对应力集中的地段采用套棚进行维护。为了防止支柱钻底影响支撑力，对维护的单体支柱穿
上铁鞋，并在距工作面70m范围内的巷道两帮各打一排卸压钻孔，钻孔间距深度为5m，随
着工作面的推进定期放出金属网后面的一部分煤，来释放顶板压力。对因压力影响而拱起的
巷道底板，定期起底清理。
2.4 保护煤柱回收时顶板的控制
上分层开采为保护集中运输巷，在上分层运输巷与集中巷之间留设20m的煤柱没有回
采，而集中运输巷另一侧为巷道的保护煤柱，所以集中运输巷两侧各20m范围内保护煤柱
顶板为直接顶。在工作面回采时为了防止放煤后直接顶冒落对工作面悬移支架造成冲击，威
胁工作面安全生产，采用对集中运输巷两侧的保护煤柱实行“以循环交错时放煤”，就是每
个循环的放煤口错开，并留下少部分脊背煤来保护工作面，减少了直接顶冒落时对工作面支
架的冲击。
2.5 其它措施
为了提高支柱的初撑力采取提高泵站压力、对工作面支柱穿鞋、二次注液的措施；为
了防止采空区煤层自燃，对工作面回采寺宾地方随时喷洒阻化剂；为了保护上下安全出口的
高度和宽度，除对支柱穿鞋为，还使用四对八架端头大棚支护，并且在老塘侧打密集支柱；
为了降低工作面在开采时的煤尘浓度，在两道超前工作面50m对煤层进行注水，煤层注水
眼深度为10m，宽度为20m，并且随着工作面的推进煤层注水眼往前延伸，以保证煤层注
水工作的正常进行。

3 结论
（1） 厚煤层孤岛煤柱悬移支架放顶煤开采是可行的。
（2） 采取沿空送巷、使运输巷避开了应力集中区，降低了巷道维修费用，减少了运输
环节，提高了生产效率。
（3）通过对集中运输巷实施全封闭维护和打卸压钻孔，有效地控制了顶板应力、降低
了巷道变形程度，缓和了顶板应力的影响。
（4）通过对保护煤柱实施“双循环交错时放煤”，利用少部分脊背煤来控制直接顶冒
落时对支架的冲击，有效地解决了顶板来压。
（5）通过对孤岛工作面实施悬移支架放顶煤，提高了资源回收率。

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悬移液压支架在急倾斜煤层开采中的应用

悬移液压支架在急倾斜煤层开采中的应用


支撑等方式放煤 ， 放煤步距 Ｏ８ 。架子移完一个循 ．ｍ
环后 ， 启 １ 开 个放 煤 口 ， 煤 工不 少 于两 人 ， 放 放煤 间 距 不 少 于 ５组 ， 煤量 由下 往 上 、 放 ３组 架 子 后 放 可
道沿顶板布置。 马家沟煤矿 ４ 。～ Ｏ ５ ５ 。的 １一 ２。 煤层 的工作面长度一般在 １ ～ ０ 上下巷道 的垂距 ５ ２ ｍ ｍ，
ｃ ｎ ｕ ｓ ｗｏ ｄ ｅ ｃ ｐ ｏ ｄ ｙ ｍａ ｎ ｅ ｎｃ ．Ｔｈ ｃ ｖｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｗａ ｉ ｌｆｅ ｎ ｏ ｕ ｔｏ ｅ１ ｏ ｓ ｍｅ ｏ ｘ ｅ ｔｒ ａ ｗａ ｉ ｔｎａ ｅ ｅ ａ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓ ｓｍｐ ｉ ｄ ａ ｄ ｃ ｎｓ ｍｐ ｉｎ ｆ ｌ． ｉ Ｃｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｎ ｎ ，ｒ ｃ ｖ ｒ ａｅ ｎ ｒ ａ ｅ ｂ ｖ ５％ ．Ｔｈ ｔ ｏ ｓ ａｓ ｍｐ ｏ ｅ ｍｐ ｄ ｗｉ ｔ ｅ ｔａ ｉｉｎ ｌｍｉ ｉ ｇ ｅ ｏ ｅ ｙ ｒ ｔ ｉｃ ｅ ｓ ｄ ａ ｏ ｅ ８ ｒ ｈ ｅ ｍｅｈ ｄ ｗａ ｌｏ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｄ ｗａ ｅ ｎ ｓｅ ｐ ｓ ａ ｉｈ ａ ｈｉｖ ｄ ｇ ｅ ｔｂｅ ｆｔ． ｎ ｓｕｓ ｄ ｉ ｔｅ ｅ ｍｓｗｈ ｃ ｃ ｅ ｅ ｒ ａ ｎｅ ｓ ｉ
章通过采用悬移支架壁式采煤法 ， 除巷道维修 外几乎不消耗木料 ， 简化 了回采 工艺、 并 降低 了工耗 ； 它与传统采煤法相 比， 回采 率大大提 高， 可达到 ８％以上。马家沟矿经对悬移支架壁式采煤法的改进和优化 ， ５ 取得 了成功经验； 并在 急倾斜
煤层 开采 中推 广和 应 用 ， 得 了可 观 效 益 。 取
山西煤炭 ＳＨ ＡＮＸ ｌ ＣＯＡ Ｌ
第３１ 卷
煤层悬移支架工作面采煤作业规程设计方案

煤层悬移支架工作面采煤作业规程设计方案

煤层悬移支架工作面采煤作业规程设计方案第一节工作面概况一、工作面位置本工作面为我矿首次采用悬移支架放顶煤采煤法的采煤工作面，位于主井和副井之间，+775水平以下，+760水平以上,东以东轨下山为界,西以暗回风井为界,工作面底板标高为+760----+770米。

距地表垂深达370米,地面以埋石点551点以东350米左右，以南100至180米之间,呈荒漠景观。

二、开采范围：三、煤层情况该采区位于钻孔加2—1孔附近,主采煤层为8—2+3+4,根据井下已揭露的情况来看,该煤层明显分为两层,上分层煤厚11米左右,局部超过20米,下分层3米左右,上下分层有层0.5至2.5米不等,由细砂岩、炭质泥岩组成的夹矸，煤层倾角在5—25度之间，该工作面只采上分层。

详见煤岩柱状图四、地质构造：从已揭露的煤层状况来分析，该采区没有断层，但从采区走向中部开始有一背斜,走向呈东南向西北方向，致使整个采区大部都在这个背斜轴的东部。

导致采区进回风巷局部地段没有跟到底板。

因此该工作面要合理控制移架方向，以防上、下端头暴露面积过大，避免冒顶、漏矸事故的发生。

五、围岩特征：该面直接顶岩性一般为粉砂岩、泥岩，局部为粗砂岩、细砂岩，厚度5米左右；老顶为粗砂岩，伪顶为炭质泥岩、粉砂岩互层，厚度在0.30—1米之间,易冒落,直接顶为2类,老顶为2级。

底板岩性为粉砂岩、局部炭质泥岩。

六、同一煤层邻面矿压参数：根据我矿775水平以上采用巷柱式采煤方法时的观察，一般直接顶的初次垮落步距为15米左右，周期来压步距为10米左右。

改用采煤方法后，尚需通过支柱的压力计进一步观察初次垮落、周期来压的压力，并依此指导矿井的安全生产。

七、水文地质情况根据地质报告，矿井涌水为96.6m3/h，但该工作面涌水较小，只有运输顺槽卧底段有积水，因此要求在该段掘一临时水仓，架设水泵进行排水，同时在下平巷掘进时要防止透水事故。

另该面处在775大巷以下，还要预防775大巷的水沟积水,应采取有凝必探的预防措施。

1303煤柱工作面作业规程(悬移支架)

1303煤柱工作面作业规程(悬移支架)

第一部分地质概况（一）工作面位置：1、矿井中的位置：1303煤柱工作面开采的是二叠系山西组的二1煤层，为我矿的主要可采煤层。

1303煤柱工作面位于我矿13采区中部，地面标高一般为+171 ~ +173之间，第三、第四系冲击层厚度一般为174m ~ 197m。

2、地面位置及地面设施：地面对应位置位于矸石山西南，与矸石山相邻，地形属丘陵阶地，地面高差不大，由于回采范围内为农田和坡地，对地面设施无任何影响。

3、井下位置及四临采掘情况：1303煤柱工作面井下位置位于我矿13采区中部，该工作面北切眼位置，南到设计停采线，西以DF9断层为界，东与1107工作面相邻（已回采）。

（二）工作面煤层情况：1、赋存情况：1303煤柱工作面上顺槽长92m，下顺槽长120m，切眼长42m，工作面长度随向外推采逐渐增加，平均倾角26°，面积4706.6㎡。

1303煤柱工作面开采的是二叠系山西组下部的二1煤层，为我矿的主要可采煤层，该工作面地质构造较复杂，煤层厚度变化较大。

根据工作面上、下顺槽及切眼实测煤厚点，该工作面煤层厚度在 6.8-9.6m，平均煤厚8.0m，煤层结构简单，没有夹矸，可采指数为1。

2、储量计算边界北部以切眼为界，南部以设计停采线为界，西部以上顺槽为界，东部以下顺槽为界。

3、储量计算方法与参数的确定储量计算方法是依据《地质工作手册》中地质块段法和算术平均相结合而计算的。

1）计算公式Q = （S/Cos α )×M×D式中：Q －计算块段内储量（t）S －计算块段的平面积（㎡）M －计算块段内煤层的平均厚度（m）D －煤的容重（采用精查报告提供的1.38t/m³）α－煤层倾角2）储量计算结果Q =4706.6/ COS26°×8.0×1.38 = 5.78万吨1303煤柱工作面地质储量为5.78万吨，回采率按80%计算，工作面可采储量为4.62万吨。

整体组合顶梁悬移液压支架放顶煤工艺在边角煤柱回收中的实践与应用

整体组合顶梁悬移液压支架放顶煤工艺在边角煤柱回收中的实践与应用

程中存在 的问题 ， 并提出解决办法 。
摘要 ： 通过对其经济指标 、 支架性能分析 ， 总结支架的适用条件及使 用过
体， 使得支架稳定性及安全性大 大提 高， 工作面 不会 出现倒架、 扭 该 工 作 面 煤 层 厚 ４４ ， 角 ３～ 。 ， 度 ｆ １５—２ 局 部 夹 矸 架 现 象 。 使 支 架上 方 出现 局 部 空 顶 现 象 （ ．ｍ 倾 ６ 硬 ＝． ， 即 宽度 ≤３ ， ｍ 高度 ≤ １ ） ｍ 或 石 ， Ｏ１ ｍ 左 右 ， 厚 ． Ｏ 节理 、 隙 发 育 ， 轴抗 压 强度 １ ．ＭＰ ， 轴 抗 未 支 撑 好 ， 邻 支 架 将 抬着 该支 架并 帮其 支 护 项板 。 裂 单 ３７ ａ 单 相 拉 强度 Ｏ８ ＭＰ ， 中等硬度煤层 。煤层结构简单 ， ． ４ ａ属 赋存较稳定。工 ２２３ 护顶面积 大， ．． 放顶煤 不用铺 网。该支架顶梁采用整体箱式 作 面 伪 顶 为 炭质 泥 岩 ， Ｏ２ 左 右 ， 易 冒落 ， 接 顶 为 中砂 岩 ， 厚 ．ｍ 极 直 局 结 构 ， ０９ ｍ ， ２６３Ｏ ， 顶 面 积 可达 到 ９ ％ 以 上 ， 顶 板 实 宽 ．６ 长 ． ．ｍ 护 ／ ５ 对 部含粉 砂岩 ， 可以随采 随冒 ， 老顶 为 中粒长 石石英砂岩 ， 地坚硬 ， 现 了全 封 闭 管理 。 碎 顶板 工作 面 不 会 出现 漏 顶 现 象 ， 不 会 出现 分 质 破 也 钙 、 质 胶 结 ， 般 不 易 冒落 ， 层 底 板 为 黑 色泥 岩 或 粉 砂 质 泥 岩 ， 体 式 支 架 的 网兜 现 象。 硅 一 煤 顶 、 板 硬 度 。 顶煤 冒放 性 为 三 类 ， 合 于 放 顶 煤 开 采 。 底 适 ２２４ 对松 软底 板 工 作 面 适 应 性 较 强 。该 支 架在 坚 硬 底 板 工 作 ．． １１ 工 作 面 布 置 ． 面 使 用 时 ， 不用 底 盘 ； 中软 底 板 工 作 面 使 用 时 ， 架 可 两 前 柱 共 可 在 支 工作面走向 ２ ０ 倾斜 ７ ｍ， 角平均 ５ ３ ｍ， ５ 倾 。采 用“ 型 方式布 用一个底盘 ， Ｕ” 两后柱 共用一 个底盘 ； 工作 面底板非常软时 ， 若 支架前 置 ， 运 输 巷 及 回 风 巷 均 为 单 巷 。 全 工 作 面 ７ 架 支 架 ， 配 备 后 ４柱 可共用一 个底 盘 ， ５ 底盘面积 可达 １２ 以上 ， ．ｍ 可有效解 决工 Ｓ ６ Ｏ４ Ｔ型 舌板 机 １ ＧＢ ２ ／０ Ｕ 害。 作 面 支柱 严 重 穿 底 现 象 。 １ 支 护 设计 ． ２ ３存在 问题及解决办法 由于 整 体 顶 梁 悬移 支 架 护顶 面 积 大 ，基 本 取 消 了铺 设 金 属 顶 网 根据矿压理论 ， 工作 面支架承 受的最大压 力为 ４ ８倍 采高顶板 — 岩 石 的重 量 ， 取 ８倍 采 高 的顶板 岩 石 重量 计 算 ： 现 工序 ， 客观上有利于提高后工作面顶煤的回收率 ， 但支架后侧流矸可 Ｐ ＝ｋＸ ｈＸ Ｌ Ｘ ｂＸ ｙ Ｘ ｇ 能会 大量 涌 入 工 作 面 发 生伤 人 安 全 事 故 。