柔性掩护支架

一、

伪斜柔性掩护支架采煤法的概述

伪斜柔性掩护支架采煤法是把采工作面布臵呈伪斜直线，用一定 结构形式的掩护支架，将回采工作空间遮掩起来，使之不受冒落岩石

的影响；随着回采工作面沿走向的推进，掩护支架在其自重和冒落岩

石压力的作用下，紧随工作面移动，采煤工作在掩护支架下进行的一

种采煤方法。

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 最为经济、安全、操作简单的一种采煤方法，也是 2007 年被国家煤

矿安全监察局重点推广的一种采煤方法。在目前煤矿安全、经济压力

较大的情况下，作为开采急倾斜煤层的矿井更是应优先选用此种采煤

法进行开采。

伪斜柔性掩护支架采煤法一般适用于开采倾角大于 55 0，一般开

采厚度为 0.7～6m, 埋藏稳定煤厚变化不大的急倾斜煤层。 二、

伪斜柔性掩护支架采煤法的发展历史

我国在五十年代自苏联引进倾斜条带式平板形掩护支架采煤方法。

1956 年在淮南矿区大遗煤矿开始进行试验。这种采煤方法在区段范

围内，沿走向划分为宽 26～38 米的采煤条带，在每个条带内掘进 4～6 条相距为 6 米的溜煤眼，贯通区段运输和回风平巷。掩护支架在上

部区段回风巷中安装，其宽度比煤层厚度小 0.5 米，然后，在掩护支

架下面把溜煤眼周围的煤，用风镐或钻眼爆破落煤的方法逐步 采落，采下的煤经溜煤眼自溜到运输平巷的输送机上。随着采煤， 掩护支架靠自重和其上方碎矸石的重量，沿倾斜方向，自动向下移动，

直至把条带摹完。最后，在区段运输平巷上方拆徐掩护支架。 淮南矿区大通煤矿经过十多年的实践，对这种采煤方法进行了不 断的改革，1965 年开始将原来引进的倾斜条带式掩护支架采煤方法

改为沿走向推进的“伪倾斜柔性掩护支架采煤方法”，经过反复试

验，终于获得成功。经过我国煤矿工程技术人员 40 多年的不断努力，

目前这种采煤方法在我国绝大多数开采急倾斜煤层的矿区都得到了

推广采用，且不断推层出新，衍生出了多种伪倾斜柔性掩护支架采煤

方法。伪倾斜柔性掩护支架采煤方法的成功应用，是我国急倾斜煤层

采煤技术方面的一个重大革新。

1、

掩护支架的结构，开始为多层木梁各层互相垂直堆放而成的重形分节

式护架(每节长 6 米) ，以后改为单排木梁的轻形不分节的护架，目前

护架的材料，全部改为钢梁。2、

原引进时为一字形柔性掩护支架，目前有“八字形”、“7 字形”、 “∠形”、“单支撑支架”等多种形式。

为了减少支架的安撤次数，以节省人力和减少材料消耗，可增加区段

高度，加长工作面长度，用伪斜上山或溜煤眼把工作面分段；也可在

不改变原来区段和巷道布臵的情况下，连续下放两个区段，甚至三个

区段；同时还可通过尽可能的延长工作面走向长度，同样也达到

支架安装和拆除次数的目的，同时也达到减少煤柱，节约资源的目的。

目前一般一个工作面的采高为垂高 120 米以内。

一、

伪斜柔性掩护支架采煤法的优点：

1、

这种采煤方法采用伪斜工作面，其倾角不超过 35

0，所以工人实际上

是在倾角不大于 35

0的工作面中进行操作，相当于使急倾斜煤层缓斜

化，；而且工作面的运煤仍能自溜，

2、

工作面沿走向推进，与走向长壁采煤方法相似，所以系统简单，工作

面连续推进的时间长，搬迁次数少，有利于安排工作面交替及均衡生

产，有利于发展机械化，降低掘进率，3、

工人在掩护支架下工作比较安全，特别是简化了支架与顶板管理工

序。大大减轻了繁重的劳动，减少了顶扳事故，也减少了支护材料消

4、

护架安装和回收工作，在空间上是与工作面的正常回采工作分开，三

者可以平行作业互不影响，回采工艺筒单。可实现三班连续出煤，单

产高、效率高。

由于上述基本优点，这种采煤方法的技术经济效果明显高于其它 急倾煤层采煤方法（综采放顶煤除外），是我国开采急倾煤层的一种

主要方法。

二、

伪斜柔性掩护支架采煤法的存在的主要问题：

这种采煤方法的主要缺点是

1、

护架不能适应煤层厚度太大的变化，因掩护支架的结构固定，不能调

宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。

尤其是当煤层中有夹矸时，工作面中无法排除矸石，影响煤质1、 当煤层较薄时工作面空间小，工作环境较差。

因此这种采煤方法最适用的条件是煤层埋藏稳定，倾角及厚度变 化很小，没有厚的夹石，煤层倾角在 55

0以上，厚度为 0.7—6 米的

煤层。

一、

伪斜柔性掩护支架采煤法今后的了展方向

为了扩大伪倾斜柔性掩护支架采煤方法的应用范围，提高其技术 经济效果，今后应注意从以下几方面进行改进：

1、

在煤层倾角为 45～60

0 各种厚度的急倾斜煤层中应用这种采煤方法

时，护架下放容易发生事故，要求具有较高的技术及管理水平，因此

对于这种条件下的护架结构及其下放方式应进一步研究和改进， 2、

对于倾角大于 60

0但煤厚小于 1．3 米及大于 6 至 10 米的急倾斜煤层， 目前使用这种采煤方法也存在一定困难。如煤层太薄，护架下工作空

间小，煤层太厚则架子笨重，安装及拆卸工作繁重，工作面下放架子

也难以控制，因此有待改进，3、

目前这种采煤方法的全部工序都是人工进行，比较繁重。因此无论是

护架的运送，安装和拆卸，还是回采工作面中的落煤及煤的装运工作，

都迫切需要实现机械化，以改善工人的劳动条件。

上述几方面的工作，我国一些矿区都进行过工业性试验，并取得了一

定成效，如开滦矿区应用组合式护架和双地沟方法开采了厚度达8～

10 米的急倾斜厚煤层，四川中梁山煤矿应用“7”字形护架开采了厚

度仅为 0.7 米的急倾斜薄煤层，徐州大黄山煤矿采用了各种“

和

“弓”形护架开采了倾角小于 50

0的煤层，淮南李郢孜一矿采用单腿

支撑式护架开采了倾角小于 40

0的倾斜煤层。此外，开滦和淮南矿区

都进行过在掩护支架下采用地沟机采煤的试验并取得一定成效。因此

伪倾斜柔性掩护支架采煤方法在我国的发展是比较快的，它已成为解

决我国急倾斜薄、中厚及厚煤层开采的主要方法之一。但上述的一些

技术问题仍有待于进一步研究和完善江 苏 宏 安 集 团 莆 河 煤 矿

北采区防灭火设计与救灾预案

二○○七年

莆河煤矿北采区防灭火设计与救灾预案

一、采区概况

本年度主要开采北采区，北采区正常生产布局为一个采煤工作面和两个掘进工作面，日生产

能力 330 吨，北采区工作面平均采高为 2.0 米。根据《莆河矿地质报告》所提供的资料以及

本矿生产期间实测所得的资料。确定该矿为高瓦斯矿井，莆河矿北采区煤层有煤尘爆炸危险

和自燃发火倾向性。回采工艺：1、打眼；2、放炮、3、打柱子 4、攉煤；5、移溜子；6、

清浮煤；7、回料，回采率达到 92%，为更好的预防发火事故，须制定防灭火预案。

二、工作面防灭火预案设计

（一） 采空区防自燃设计

根据矿井实际情况，采用流动注浆设备，工作面结束后，及时在两道出口处，砌两道防火墙，

中间间隔 5 米灌注黄泥浆封闭。

（二）掘进工作面其它方面防火措施

严格执行防灭火预测预报制度，发现异常及时处理，所有电器设备必须完好，杜绝失爆现象。

高冒点统一编号挂牌管理，每 7 天由矿救护队检查一次，加强炸药、雷管管理。

加强掘进供风管理工作，掘进巷道中的风速符合《规程》规定，风量满足要求。

（三）北采区防灭火管理要求。

（1）采区主要管路 75mm；

（2）采区皮带机道 50mm；

（3）采煤工作面两道、掘进巷道 50mm；

（4）掘进工作面、回采工作面两道的防火水管必须到达距离迎头或回采工作面上下出口不

大于 30 米处，并有不少于 30 米的洒水软管，回采工作面内采用高压软管跟面推进，每 20

米设一个三通。

（5）采区防火管路每 50 米设一个三通，皮带机头尾要安设消防栓。

4、其它灭火措施

（1）工作面必须按正常推进度，每月不得小于 30 米，特殊情况需停采或放慢推进度时，必

须报总工程师批准，由通风工区制定特殊灭火措施。

（2）工作面机尾回料滞后切顶线不得超过 1 米，上隅角回料不

得滞后切顶线，回收液压支

架后要角梁全部回静，在上下隅角处要设臵便携式瓦斯报警仪，杜绝上隅角高温或瓦斯超限

作业。

（3）工作面在回采过程中，采煤单位应根据作业规程要求施工，工作面浮煤要清理干净，

减少采空区残煤量。

（4）救护队每周对工作面采空区进行防灭火预测预报，如出现一氧化碳气体要每天检查一

次，每周取样化验一次，根据气体变化情况，采取相应的防灭火措施。

（四）采面两巷及高冒点防灭火设计与措施：

工作面两巷防火（防尘）管路完善，设施齐全，要求机巷或其它巷道管路直径为 50mm，水

量、水压要满足要求。要每 50 米留设一个三通阀门，高冒点附近 10 米留设三通阀门并配备

软管，以便喷洒高冒点。

（五）机械设备防火设计与措施：1、加强两巷掘进巷道工作面内部电器设备管理、检查、维修，保证失效为零；

2、煤面两巷掘进巷道供电线路要做到专线专用，严禁混用，质量符合要求；

3、机巷、溜子的回煤坑清理，链子、溜子槽、勤检查，发现问

题及时处理，严防溜子摩擦

起火；严防皮带摩擦起火。

4、所有电缆严禁使用延燃电缆；

5、工作面两巷掘进巷道必须配备两台干粉灭火器，放臵距工作面不大于 50 米处；

6、每部皮带机头溜子头要配备两台灭火器；

（六）切眼及收作线防火设计与措施

1、切眼放顶前，必须对帮顶四周进行阻化，第一次放顶后必须对切眼向煤进行喷洒阻化剂

阻化；

2、工作面工作时，不得超采应留煤柱。通风部门对收作的工作面煤壁及老塘侧喷洒阻化剂，

巷道的帮顶打钻注胶防灭火剂，及时编写收作后密闭安全技术措施，并及时审批实施，以前

做好密闭材料的准备工作，机电、生产单位把材料回净，通风工区迅速密闭，10 天内完成

全部密闭工作。

四、1410 工作面发生火灾时避灾路线

1410 工作面→1410 下巷→延深下山→主皮带下山→主平硐 五、1405 掘进工作面发生火灾时避灾路线

1405 掘进工作面发生火灾时的避灾路线：1405 掘进工作面→延深下山→主皮带下山→主平

硐

柔性掩护支架工作面的防灭火

淮南李一矿胡乔荣方昌才

【摘要J 李一矿在开采急倾斜煤层时使用柔性掩护支架， 由于巷道布臵不

台理、风量调节不当以及其他一些原因等导致自然发火。本文在分析了柔性掩

护支架I 作面的发火特点基础上找出j 导致发火的原因，然后有针对性地采取

j 八项防治自然发火的措施，有效地控制了掩护支架工作面的发火，保证1安

全生产。

一

、概 述

淮南李一矿设计年产 gO 万吨，于 1957 年投产，可采煤层 I5 层，为煤层群多阶段回采，煤

层赋存情况极为复杂。矿井井田从西至东，煤层由缓斜、倾斜变为急倾斜。过去在急倾斜部

分煤层中曾采用过掩护支架、横式托粱回煤、水平分层、斜切分层及倒台阶等采煤方法。通

过不断摸索改进， 目前只保留了柔性掩护支架采煤法，其年产量约占矿井产量的 40 舾左右。

l 煤层自然发火期为 3=6 个月，并具有煤尘爆炸危险 矿井为高沼气矿井，采用中央对角抽出

式通风方法。投产以来，急倾斜掩护支架部分共发火 l3 次， 给矿井安全生产带来严重危害，

所造成的经济损失也是极其严重的。从发火事故中，我们不断吸取教训，基本上掌握了掩护

支架工作面的发火规律，并通过采取多种综合防范措施． 自 1980 年以来，掩护支架工作面

的自然发火基本上得到了控制，为安全生产开创了新局面。 =、蟊性掩护室架工作面的着火特点

1、按发生在工作面的部位分类如表

1．

2、按煤层槽别分类如表 2

表1发火部位架头}架尾 收作蝶拄

次 数 r 『4 J 2

百分比 ．53〃8 j 3o〃7 l 。〃。

表2

cl3 I 6．5 1 7 53．8

B 。 『 I J 38．4

B7 l 3．5 l l I 7．8

可以看出，柔性掩护支架发火机率最高的是厚煤层ct 3、B8的架头和架尾

三、桑性掩护支架工作面发火愿因

l ， 巷道布臵不合理。同一采区布臵的两个对采工作面共用一套收作眼．两工作面之间无隔离煤柱，

造成一个工作面收作后无法及时封闭 导致漏风量大，引起自然发火．如B8 E掩护支架工作面收作后

未能及时封闭， 引起自然发火，发火后大量浓烟和C O又窜八西头掩护支架工作面，造成被迫将两工

作面一起闭封的后果．大量金属支架及链板机、开关等机电设备被封，经济损失达百万泉元(参见

图1) ．

2， 易产生高温火点。掩护支架架头下放至收作眼时．工作面韵回风流经收作眼进入回风石门， 因

收作风道压力大。断面缩小 通风阻力大， 向架头老塘漏风严重； 且上一阶段隔离煤柱受自重力作

用破碎而浮于架头上方，又因该采煤法的所有小眼、联巷均布臵于煤层底板，受采动影响，对采掩护

支絮共用生根眼布臵图

影响的顶部厚煤层变得松软，破碎，故极易氧化，加上产生的热量不易扩散 1面逐渐产生高温 如

不能及时发现和处理。往往引起自然发火。如图2所示，随着架头下放，上风巷A 和联巷B 处最易产生

高温点和引起煤层发火．

3 没有及时根据掩护支架工作面推进的不同位臵而进行风量调节。在架子下放中期， 工作面产量高

(厚煤层的日产量可达千吨以上) ．可以配备足够的风量，以冲淡瓦斯和加快炮烟排放速度，且

在此期间，由于老塘的漏风路线随着工作面架头的不断前进而向前移动， 故不能造成长期向老塘内

某一处供氧，所以此期间架头处不易发生自燃。当架子下放后期(即回采三角煤时) 产量降低．如不能

及时调节降低风量，降低负压．会增大老塘漏风 加快氧化速度，此时极易造成煤层的自燃。

4 注浆困难。该采煤方法由于不易

采用沿走向埋管注浆和随采随注浆等防灭

图2 随架头下放最易产生高温点处火措施，所以不能阻止煤的氧化。这是掩护支架工作面发火的重要

原因．也是该采煤法的最大歇陷。

5，封闭时间超过自然发火期。由于回收掩护支架吐间过长，造成迟迟不能封闭，往往大大超过煤层

自然发火期．由于此时架尾多采用局扇通风，形成连续供氧条件，因而导致架尾浮煤自燃。我矿1977

年9月一3l2m B8一道顺槽架尾等处产生的高温火点和C O 都是因此而引起的。6漏风。近距离开采相邻

煤层．相互影响，产生漏风。如B 8一B 7煤层间距仅7 m 左右，

曾出现B8掩护支架工作面收作封闭后

两十月即在回风顺槽密闭墙内出现火情，井有烟雾经掩护支巢工作面流出，盘I 图8所示．

四、掩护支架煤层自然发火的防治

l 、合理选择巷道布臵方式．同一煤层采区布臵的两翼工作面严禁共用一套收作系统，两掩护支架工

作面之间要留有10m 隔离防火煤柱，如图4所示。在上下段顺槽之间尽可能不开掘联络眼，以减少漏

风通道．困为即使后期都筑有密闭墙，但由于压力太质量难以保证，还是常有漏风现象

2、适当选择采区走向长度与小阶段高度。如走向长度太长不但盗成拆卸支架运输量大 工作量大，也

导致工作面回采收作时间长， 易发生煤层自燃。经多年实践 我矿选择了采区走向长150—180

in ，小阶段垂高58 m。3、预先安设黄泥注浆管瞎。采用1：2或1：3高浓度泥浆，对架头部位老塘进行少量注浆．以在其上 方形成一条黄泥隔离带，增大老塘漏风阻力． 减少漏风，防止煤层氧化。方法是：①利用上一阶段

的运输石门在其对应煤层位臵铺设一根2英寸注浆管路，@在本工作面上风巷架头位臵顶部(回柱放顶

前) 安设一根2英寸注浆管路 为防止这两种注浆管路在掩护支架下放时被砸环 可在其对应位臵搭设

数个木垛(如图4) 。当架头开始下放时，即开始进行预防性注浆。并根据工作面涌水情况决定注浆量。

当掩护支架收作封闭后，刊用预埋管对采空区大量注浆。如根据具体情况，沿着邻近煤层的顶 底板

向该面打诂 进行大面积注浆，

效果更佳．

5一上一阶爱运输石门一回疑石门择通风参数。根据掩护支而配备相应的风量 在可配备较大风量。在回

采在其回风石n 安设调节风。风量配备以不超限为原则 一般厚层可供风1 50 ms／min ，要对收作眼经

常进行维保证回风断面 降低通风负压，减少向老塘漏风，防止架头高温火点的产生(或控制及消除架

头巳经出现的高温火点) 。在B8架头出现46℃高温点后就是采用此方法有效地阻止了煤层自燃的。该

处温度、瓦斯浓度与工作面通风负压的关系如表3．

5、采用局扇均压控制火点蔓延。一旦高温火点蔓延迅速，采用上述措施难以奏效时，我们剐多次采

用局扇进行均压，对火区进行控制．即在上风巷设臵调节风窗，在链板机巷安设1— 2台11kW 局扇

进行供风。土口风窗调节以工作面不出现烟雾和C0为原则。 6，及时拆除下放至链板机巷的掩护支架。我们在作业规程中明确规定，支架下放至运输巷内沿走向

20m 后． 必须立即同步拆除支架，否则按违章论处，并将其拆架任务列八每月的生产怍业计划， 以

保证实施

7 加强检查．对工作面集头 集尾的气体 温度加强检查．设专职测气员，进行现场交接班，做弼早期

发现早期处理．将高温火点消灭在萌芽之中．

8．利用矿井全鼠压对巳收作封闭的采区进行全面均压．方法是利用布臵在底板岩石大巷或布臵在靠

底板最后一层煤的出煤． 上风眼或挪动以前的风门位臵，使封闭墙处于入风侧之中．做到上下压力

平衡，控制采空区漏风， 防止采空区着火总之，针对我矿柔性掩护支架工作面采煤结构特点，结合

我矿具体实际，在回采过程中的不同时期，不断采取一些相应的防范措施，有效地控制了支架工作面

的发火，为矿井安全生产提供了可靠的安全保障。

应用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的经验

天府矿务局磨心坡矿袁德术

— _ - — — — 一

摘要 冲厚煤层原用平板型掩护支架采煤法，1 989年开始试验伪倾斜柔

性掩护支架 采煤法，1 990年推l 广使用，取得了掘进率低，产量增加，效率提高、消

耗低的效果。

关键词平扳型曲倾斜

——

一 — — 一

1 概述

鹰心坡矿设计能力45)ft ／a ， 核定能力为3O 万t ／．，矿井为煤与高沼气突出矿井，开采急倾斜煤层。

水平澡、煤层多、矿压大、地质条件复杂。开采程序为先采上保护层，最后采突出层的自上而下层层

剥皮式开采。突出层 ：煤层为中厚煤层， 是主采层，其余均为薄煤层。回采工作面配备为四薄一中

厚， 煤层产量占矿井总产量的一半以上。薄煤层为倒台阶采煤法， 中厚煤层为掩护支架采煤法，均

为风镐落煤。根据该矿的实际情况， 只有改革采煤方法， 才是提高工作面生产能力，优化巷道布

臵， 降低掘进率的重要途径。为此，对主采煤层的采煤方法进行了改革。2 原平板壁掩护支架采煤法1989年以前 冲厚煤层采用平板型掩护支架采煤法， 架型为“一字型”，

架宽3-3．2m ，工作面长30m 左右， 为倾斜开采。采区巷遣为单翼布臵形式。先布臵采区石门间的运

输巷和回风巷， 在采区边界开掘组立眼(上山眼) 贯通上下平巷。立眼在3个以上， 即通风眼、运料

眼、溜煤眼、行人眼}沿倾斜间隔20～22m 开掘区段平巷(顺槽) ，立眼间睢7m ，立眼与平巷纵

横贯通。放顶回采， 支架采面前方掘进超前，各区段平巷成台阶状，栗掘平行作业， 独立通风。

平板掩护支架巷道布臵。该采煤方法年产量在l5万t 左右，年需掘进进尺高达1)1m 以上， 掘进率平均

为570m ／万t ， 每米巷道获得煤量为23～26t ／m ，采区回采率低， 工作面之间均需留2～3m 隔离煤

柱， 工人劳动强度大， 作业条件差， 安全系数低，坑本消耗高， 巷道维修工作量大。因此，采煤

方法的改革势在必行。s 伪斜柔性掩护支架采煤法1989年开始先后在两个工作面试验， 通过总结

完善支槊结构，形成具有天然特色的伪斜柔性掩护支架。1990年在一1 0]1l水下北=Ⅳ 采区正

式投入使用。5．1 —10m 水平北二 果区概况一10m 水平北二 ：采区北起井田边界，南抵0 B， 走向长

754m}上至+110 nl 水平，下到一10m 水平， 倾斜臣138m (：亡作面倾斜〃f ：lZ?m) ， 煤层平均厚度3．5m ，

平均倾角60

， 自然发火期3～64" 月， 煤尘爆炸指数为29．3 ，招气绝对涌出量为7．083m 。／min 。

5．2754m ，阶段垂高l20m (工作面实际垂高l15m) ，梧倾斜划分为两个区段。在边界采区石门布臵一组

开切眼(人行、上风、材料和溜煤等hE) ， 开切眼问距7～8m ， 倾斜间隔15～20m 掘一联络平巷， 沿

倾斜中部由开切限开始掘中巷。因是风镐采煤井考虑灌浆水分流， 措走向每隔40～50m 设臵一条伪斜

上山，掘进超前于回采， 以采掘保持分区通风，最后在停采位臵布臵一组收尾眼(行人、材料和馏煤

眼。伪斜柔性掩护支架采煤法采区巷道。 “伪斜”与“平板”支架巷道规格相同，运输巷、回风巷

为梯形金属支架，断面分别为5m 和 ．2m ； 中巷为梯形术支架，断面为5m 。， 伪斜上山为缺圆拱

金属支架(乎扳支架区段平巷即顺槽为缺圆拱金属支架) ，断『 3．46m ， 上山眼、溜煤小眼均为术

支架，断面1．69m 。(均为掘进断面) 。5．5 工作面参数工作面的倾角27。～3O 。， 工作面斜长250

—270m ， 支架为 八 字形， 由矿用u 工字钢形成，架宽3．2m 。支架由短槽铁、钢丝绳、垫术、背

板、金属网、竹筒等构成， 刚柔井济，稳定性能好，适应长工作面的掩护支架， 工作面跨石门整阶

段推进。

5．4 主要经济技术指标伪斜柔性掩护支架与平板掩护支架采煤

法相比， 工作面生产能力增大， 平

均提高产量20 以上，最高日产超过10O0t ， 月产达27t 以上，年产突破20万t 。采区掘进率平均降56 ，

每米巷道获得煤量增加63．78 ， 巷道维修量减少70 ， 坑术平均降耗22 ，劳动生产率提高。

伪斜柔性掩护支架巷道布臵简单，采煤、掘进工作条件均得到改善， 安垒系数提高， 掘进率低，

生产能力增大， 减轻了工人劳动强度， 受到工人的欢迎。 柔性掩护支架采煤方法。文章介绍了支架的结构设计、回采工艺、通风安全措施以及所

取得的技术经济效果。

1 工作面概况 3 支架结构和装配

义安煤矿75202工作面位于一400～一500水平

西翼向斜采区，工作面标高一4．60～ 一524m ，上方 为721工作面采空区，煤层倾角在40—84~之间，

地质构造简单，煤层与夹矸总厚度达5 Om，夹矸

发育不稳定。该面直接顶为泥岩或砂质泥岩，平均

厚I Om，老顶为砂泥互层。直接底为泥岩，瓦斯

含量较高，煤的自然发火期为3个月。回采期间水

主要来自一400水平721工作面老空区，水量稳定

在20 25 ／h ，对工作面生产有严重影响。

75202工作面走向长402—425m ，平均413 5m，

倾向长l12m ，面中部增补I 条腰巷(即二顺) ，分

成上下两个区段。2 采煤方法的确定

义安矿多年来均采用小阶段爆破回采，这种采

煤方法虽然适应性强，但产量低、材料消耗大、安

全系数小。

一字形柔性掩护支架采煤法(即放平板架子) ，

要求煤层倾角大、稳定性好，而75202面煤层倾角

变化大、煤层厚薄不均，容易造成支架啃顶钻底；

煤层中含有1—2层夹矸，夹矸稳定性差，支架下

放必须过夹矸。此外该面老空水较大，刮板输送机

拉水煤运输能力低，给正常回采带来很大困难。

根据上述条件，参照其它局经验，确定在

75202工作面采用八字形柔性掩护支架伪倾斜采煤

法。这种结构形式对煤层倾角、厚度变化适应性

强，便于支架下放，有利于提高煤炭回收率，架下

有足够的空间，便于工人操作。

18

八字型柔性掩护支架，结构形式如图1。支架

所用材料为11 工字钢。

图1 秉性掩护支架

1一支架；2一钢丝绳；3一压板

在工作面装配时，每两根支架中．中间距

200mm ，架问用5根直径大于30mm 的钢丝绳连接

在一起，并甩7块190眦nx 120mmx 60r~a方木填

在每2根工字钢槽问，方木上钉上与支架等长的宽

1COmm 、厚30mm 的术条，用于护顶。．另外，每5

根支架问，在支架的顶底板两肢，各用长Im 的槽

钢将其连接成刚性整体，两肢的槽钢可错开2～3

个支架布臵，槽钢与支架之间用直径16ram 的“u ” 形卡兰固定(见图2) 。

2

圉2 支架装配

1一支架；2一钢丝绳；3一槽钢；4一术条

欠

㈣

互l

2000年第1期(总弟38期) 煤矿开采 砌年3月

4 回采工艺

4．1 支架的安装与下放

安装支架前需先在材料道扩棚，接着在巷道中

问卧地槽沟，深0．8m ．再沿地槽沟铺设5根钢丝

绳，每根绳长50m ，(钢丝绳必须封头) ，然后每隔2(~mm (中) 放1根支架，支架垂直于顶底

板，距顶板2~Otllln。支架间用垫木瞒严，最后用钢 中一

丝绳和槽钢将支架连接成一个整体，再将架子上方

的定型支架回出。

当支架摆够加m 后，架子尾开始下放，工作

面切跟作为出煤和通风的通道，同时架子头继续摆

架子，这样工作面就不断地延长。工作面切割调斜

图，见图3。

圉3 工作面切割调料

l 开切跟；2一溜煤服；3一凡行眼：

4一运输斜巷：5 材料道；6一输送机道

4．2 工作面布臵

架子尾下放到下顺槽后，开始拆架子，工作面

进人正常回采阶段，见图4。

匿4 工作面正常回采示意

l 一材料道；2一上拐点；3一支架；4一采空区；

5一斜巷；6一输送机遭；7一缓冲带；s 一溜煤眼

正常回采期间，将工作面分成3～4个区段．

每个区段长加一30m ，分别布臵一个现场组，从各

自的伪斜上山同时出煤。

4。3 回采工艺

(1)落煤采用爆破落煤，手镐落煤配合。炮

眼布臵方式采用双排跟 (见图5)

(2)运输 工作面采用滑行溜槽运输。放炮

后，由于支撑支架两肢的煤体松软，支架自行下

落。这时现场组进人工作地点，并用手镐及时处理

掉顶、帮易片落的煤、矸，调整支架，最后将滑行

溜槽吊挂在支架顶板侧，以便打眼。工作面各区段

的煤分别经各自的伪斜上山滑行溜子槽自溜到下顺

槽。

图5 工作面炮眼布臵

l 一支架；2一炮眼；3一护槽煤

(3)工作面支护支架顶板侧要高于底板侧，

与水平面的夹角为25—35。。在伪上山与工作面的

交界处或其他原因顶板侧无法保留护槽煤处，可在

顶板侧支架下每隔1m 打1颗单体液压点柱。支架

与顶板间的空隙用木料填实，以防窜矸。

材料道安装支架超前工作面上拐点的长度。以

5～7m 为宜，这个距离能够保证工作面支架不下

滑，也便于职工运煤操作，减轻劳动强度。

支架安装后，其上方的定型料需要回收，即回

料放顶，应滞后架头1—2m ，滞后距离大易造成架

头上方瓦斯积聚

当支架安装50m 后，需用新钢丝绳搭茬．搭接的2根钢丝绳搭接长度为6—7m ，其问用6副卡

将这2根钢丝绳紧紧卡牢。

【4) 支架的回撤支架下放至输送机道上方5

— 7m时，开始将支架调平。支架全部放至输送机

后，无护槽煤部分必须用长单津支柱打点柱。拆架

子时，先拆两帮的槽钢，后拆两帮及中问的1根钢

丝绳，最后拆另外2根钢丝绳。拆1根回1根．回

撤支架滞后工作面下出口2～4m 。撤架子时必须注

意钢丝绳不能被埋人采空区。

(5)工作面收作支架安装、下放和收尾作业

一般都利用3大跟，其缺点是安装初期及收尾期问

19

2000年第1期(总第38期) 煤矿开采 200O年3月

产量低、时问长。我矿改为在煤层中做伪斜上山，

直接在伪上山中进行，伪上山以不超过30" 为宜，

否则不便于装架子。工作面收作时，将支架调平，

架子两帮的护槽煤留好，个别地段用单体支柱背好

帮，直接在工作面内拆架子，这样既保证了生产能

力的正常发挥，又提高了拆除支架的速度，减轻采

空区遗煤自然发火的威胁。

(6)采空区煤如前所述，75202面煤层厚度

(包括夹矸) 平均为5m ，面支架的下宽(即采厚)

仅为2．8m ，有些地方采夹矸，却将下分层的煤丢

失，既造成资源浪费，又易引起架子上方的煤自

燃。为此，决定在局部地区试放采空区煤。即在生

产班采完一档煤后，掀滑行溜之前，在架尾向上

40m 范围内的底板侧选一合适地点，先用单体支柱

对支架加强支撑，然后用镐向架子底板方向刨一个

长0．6m 、深0．4m 的小缺口，架子上方的遗煤在自 重的作用下淌至滑行溜槽中。当遗煤放完，见到矸

子时，用几根条棍从架子内插进底板，堵死缺口。

若煤质坚硬，也可打眼装药放震动炮做缺口。

经过3个月的试采，月产均在2万t 以上，其

中放煤量占50％左右。

5 通风防尘及防灭火

由于该面瓦期含量高， 自然发火期短，针对该

面特点采取了如下措施：

(1)架子上方铺设黄泥架子间安装支架时，

在支架上方铺l 层风雨布，并在风雨布上铺l 层

300i'l'mrl 厚的黄泥，减少采空区漏风量。

(2)加快工作面的推进度通过对75202工作

面的观测，要求该面月推进度不得低于45m ，实践

证明这一措施是非常有效的。

(3)风量配臵 工作面架子下的断面小风阻大．向采空区的漏风较多。采用均压通风技术，同

时将配风量修改为270m3／n 血，既保证了工作面瓦

斯浓度和风速不超过规定，又减少了向采空区的漏

风量。

(4)注黄泥浆在材料道架子上方预埋注浆管

路，定期向采空区注黄泥浆。

(5)喷洒阻化剂在工作面下部安设喷头实施

汽雾阻化，阻化剂浓度不低于15％ 一20％ ，阻化 剂成分为Mgcl2。

(6)加强预测预报搞好自然发火的预测预报

工作，重点加强对架子头CO 的监测。

20

6 技术经济效果分析

由于75202工作面采用八字形伪倾斜柔性掩护

支架采煤方法，措施健全、得力，管理严格，取得

了较好的技术经济效果。与条件相似、采用小阶段

爆破采煤法的721工作面比较，如表l 。

表1 技术经济指标比较

(1)提高了单产和工效与小阶段爆破相比，

75202面月平均单产提高7．5倍， 回采工效达到

5．It ／T ，超过了我矿缓倾斜煤层长壁炮采工作面

的最高记录。

(2)提高了资源回收率采用柔性支架采煤方

法．减少了煤炭资源的损失，仅1996年就多回收

煤炭16万t ，价值30O0万元。

(3)降低了材料消耗采用柔性支架，省去了

支护、回柱等工序，节省了木垛、架棚、枇子、笆

片等支护材料费和单体支柱、铰接顶梁的租赁费，

比小阶段爆破的材料费用降低了85％ ，成本仅为

1．5元／t 。但是其初期投资较高，100m 长工作面所 需的支架投资为20万元。

(4)实现了安全生产75202工作面回采期间，

未发生重伤以上人身事故，职工普遍反映，柔性掩

护支架就象“钢铁长城”，在架子下工作有安全感。 7 结语

(1)在煤层倾角大于60。，煤层厚度大于

1．8m ，且赋存较稳定，地质构造简单的回采工作

面，应优先考虑采用八字形柔性掩护支架采煤法。

(2)掌握好支架与水平面的夹角。当夹角大于

41Y' 时，如煤层顶板破碎或支架未跟上顶板，则架

子顶板侧易发生漏顶，影响工作面通风安全。

(3)切实抓好通防工作，加快工作面推进度，

防止采空区遗煤自然发火。

作者简介：汪洋，1968年生．工程师，1992年毕业于淮南矿业学院采矿工程系，曾发表论文数篇。

(收稿日期：1999 一,ll 一 29；责任辅辑：郜正立)__

34 徐煤科技 1997年第3期

歼一 伪斜柔性掩护支架采煤法在义

安煤矿

徐卅矿务局义安煤矿 陈秀平 17’ (】

i

摘要介绍了义安煤矿急倾斜煤层采用伪斜柔性掩护支架采烘法的采煤工艺，就掩护式

支袈的使用效果进行分析，为夸舌类似工作面的采烘提供了依据。

1 概况

关键词盘塑盟竖虽，盟壁羞焦挂塑圭墨回采 艺

义安煤矿75202工作面位于一400～ 一460 in

水平酉翼向斜采区，煤层与夹矸总厚度为5 in左右， 其中上分层厚I ．8～2．3in ，下分层I ．0～ I．6in ，夹

矸厚度0，6～I ．4 in，岩性为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩、厚度不稳定。煤层倾角60～82。，平均74。。顶板

为泥岩和砂质泥岩，厚度平均I in，易冒落。底板为 泥岩、平均厚度I ．2 in，松软。

2 回采工艺

2．1 柔性掩护支架的选型

根据煤层蛾存状况，选用扁八字型柔性掩护支

架。支架使用l1#工字钢梁加工制成，下宽2．8in

(见图1) ，每根钢梁上钻1O 个直径17mm 的圆孔，以 便联接钢丝绳与支架的固定螺拴使用(圆孔每两个

一组、孔距中中50mm 。螺栓直径为16mm ，压紧

钢丝绳的压板用10mm 厚的钢板自制。其上方也钻

两个孔距中一中10mm 、直径17mm 的圜孔) 。

固i 曩性淹护支浆

I 一生架：2—— 锕 掘；3 一 板

2．2 支架的安装

当工作面材料道、输送机道及人行跟、溜煤眼形

成系统后、在材料道内溜煤眼向里5 in处开始向外 装支架。装架前先将材料道断面扩大到上宽2．2 in，下宽3．2in ，高2in 同时在巷道中间提前挖好地沟

(规格：上宽1．5in 、下宽1．0in ，深0．8～I ．0m) 。装架时，先放好5根长5Oin 的钢丝绳，在支架上的圆 苹 孝

孔内插上直径16 mm 的丁字型螺栓，将钢丝绳放到 两螺栓中间，下方用压板压住钢丝绳，拧紧螺母，压 紧钢丝绳。用同样的方法上紧其他钢丝绳，接着按支 架中一中200tnm 安装第二根支架。两支架间用小

方木隔开撑住，方木上方用与钢梁等长的木条覆盖

护顶、 此类推、向外延长安装支架(见图2) 。

要2 掩护复架安装

1—— 支 ；2—— 锕丝绳一3—— 槽铜；4—— 术条 另外，沿走向每1 m将5根支架划为一组，每组

用两块槽钢将支架固定安装成刚性整体(槽钢长970 mm ，宽200 mm，其上钻l0个直径1 7 mm的圆孔，槽 钢与支架之间用直径16 mm的u 型螺栓将支架与

槽钢固定在一起) 。这样支架在回采过程中既不会翻 转，也不会因压钢丝绳的螺帽不紧而导致支架间距

离疏密不匀等现象。

2．3 支架的下放与回撤

当材料道安装支架达25 m后，开始初放。首先

将支架上的定型棚回掉、回料距架头留1～2m ，然

后在支架下方开始打眼放炮落支架(见图3) 。

图3 工 #面 面

——支架一0—— 炮眼 3—— 护槽嵌；

／

， ) 上．m

应

丁一的

徐煤科技 ．一多

35

爆破后l 哺帮护槽炭主要依靠支架及其上方的『i

力将其压垮片落．只有煤层很坚硬时． 打 帮眼

工作面上拐点距架头留有不少于5 m 的平台 契尾

多落．将 作面逐步调威25～32。伪预角 并保持支 架的顶板恻要高f 底板侧．其支架的坡度为2j ～

35。．基本垂直于顶板。支架距顶板要保持育200 mnl 左右的距离．以防支架在下落过程中啃顶 按此要求 将工作面继续下放．架头正常向外装架．边装边落芝 架，待架尾落至输送机道时．开始回撤架尾的支架

随着工作面的回采向前推进．材料道装支架向前延

长．输送机道回撤吏架并转至材料道．循环使Hj ．直 至工作面结束。

3 措施

(1)我矿井下煤层有较严重的自然发火倾向．

发火期为1～3个月．回采时对采空区的防灭火管理 尤其重要。采取可行的措施有：从架尾向采 区喷洒 1 0 的MgC1 溶液{上作面装架时．乏架[一疗铺一

层风袋布和黄泥．减少从工作面向老塘的漏M ，支架 上方铺设一趟钻孔的废铁管．定期向采空区注蘸泥

浆、水等。

(2)工作面伪倾角必须保持在25～32。范围内

伪倾角过小．煤层无法沿工作面自溜运输．造成工作 面碎煤堵塞，使 作面通风不良，影响安仝和生产。 伪倾角过大，则工作面中煤块下滑速度过大．影啊人

身安全．并引起煤尘飞扬．致使工作面行人和操作不 方便；另外钢丝绳所承受的拉力加太．容易拉脱接又 部分或拉断钢丝绳。

(3)工作面支架坡度应随顶板倾角变化而及时

调整．使支架的t 端垂直于顶板．以防支架啃顶或切 底。若有啃顶或切底现象时．以加大切入端的下落步 距为主．调整支架坡度

(4)开切眼时不使用人行眼、溜煤眼，将工作

缓慢下放使架尾逐步落到输送机道．也可以从输送

机道直接做， 条30。的斜上】l 『与材料道贯通作为切

眼用．在切眼内直接装支架(由下而h)f ≥成工作西．使工作面长度一次 达到要 J之

(5)为提高1 面圊果效痞．庄输送 礁辩铺5ll

r13做一条30 的亲¨ll ：“ ’ 材半五道赁 匝．度 ] 匠 采过程中．工作面向每隔30 rti就钉一条L 嵌斜巷 口，增加工作面 场组．提高r_1寸刊甩和工作 1’i 产 能力

4 效果分析

(1)谩种支架比平板型和偏拱型支架具有更大

的架F 空间．而且还具有不易发生窜矸、不易切八底 饭、加工安装拆卸方便等优点。能更好地适应地质变 化-并且在正常条件下，支架的下放调节也比较易于

掌握

(2)煤炭回收率高-采用该种柔性掩护支架．其

煤嵌回收率达90 以上，若用小阶段爆破，其回收 率仪为40 ～j0 。

【3) 劳动强度低、工效高 使用该种支架，回采工 艺简单 打眼放炮后只需由下而E 安装滑行溜槽出 炭．比缓倾斜煤层的单体支柱工作面的劳动强度减 轻40 果用该种支架的炮采工效能达j t／工．而缓 斜煤层炮采T ：作面工效仅为3．3 t／J2

(4)吨煤成本低。采用该种掩护支架采煤，只需

次性投入上字钢梁加工成支架后在工作面循环使 用．损坏率或丢失率几乎为零。术料的投入量是小阶 段爆破采煤法的50 ．比缓倾斜煤层的木料投入量 降低40

作者简介陈舞平，19GG 年=，l 987皇堡业于案刊{笙最 1-业学 ， 任案〃叫矿务曷义{燥矿爰 助理工程- 。地址：i 二苏棘州币，邮编：22ll52。

(收稿日期：]~96 - 8 27{责任编辑：张蛙华)

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一。～ ． ¨

卧式矿车清车机通过鉴定727I

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机，目前通过局总工程师室组织的技术鉴定。 权台煤矿原使用的震动式清车机存在着清车工

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械据捌算：仅权台煤矿使用浚机年增效节资就达43 万元．如果全局1 个矿都推广使用．每年可节资600 名万元