三软煤层工作面快速改造技术
“三软”煤层破碎复合顶板综采工作面安全高效回收技术研究
２ ６ ０ ０ ｒ ｎ ｍ圆木做 腿 ． 木梁一端担在支架前梁 ３ ０ ０ ａｍ以上， ｒ 另一端 垂直煤壁 ， 煤 壁侧 帮腿亲 口架设 ， 并加两道抓钉 ， 棚距 ５ ０ ０ ｍ ｍ， 每
架支架 上均匀架设 两棚 ， 顶、 帮铺 规格为 １ ． ２ ｍｘ ｌ ０ ｍ单层金属 网 背帮护顶 。
煤层在形成过程 中遇到了特殊 的地质条件 和成煤环境 ， 煤 体没有得到充实的积压和煤层顶底板形成 的不 够充 分 ，造成煤
体松软 、 顶板松软 、 底板松软等 。此类煤层在煤 炭回采过程 中遇 到煤壁片帮 、 顶板离层 、 底板遇水膨胀 和支架钻底 的问题严重 制 约了采煤工作面的正常安全高效生产 。在矿井 的正常生产经营 活动 中。 综采工作 面 回收 、 安装工作 十分重要 ， 特别 是对三软 煤 层 的工作 面回收顶板 管理十分重要 ，对三软煤层工作 面回收期 间支护形式的选 择至关重要 ，它是实现安全高效 回收的重要 因
３ 回收方案比较选 ． ２ 锚 网回收方法材料 消耗 。 出架空间支护顶板， 需锚杆
３ １ ７套 、 树脂锚 固 ０ ． ６ ４万个 、 顶 网ｑ Ｍｘ ４ ０ ｘ ４ ０ ｍｍ网格 的冷拔丝 网
４ ８ ０ ｍ２ ， 帮网 ４ ２ ０ ｍ／ 、 依据 当前价 格市场单价进行核算 ， 使 用锚 网
中图分类号： Ｔ Ｄ ４ ２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ７ — ０ １
ｌ 概 述
６ ０ ０ ｍ ｒ ａ ￣ ６ ０ ０ ｍｍ， 帮锚杆 ４根 Ｅ ： 顶 网采 用ｑ ｂ ４ ￣ ４ ０ ￣ ４ ０ ｍ ｍ 网格 的 冷拔丝 网 ， 规格 ８ ０ ０ ｘ ２ ０ ０ ０ ａ ｒ ｍ， 帮网采用 规格 为 １ ． ２ ｍｘ ｌ ０ ｍ 金属 网： 锚杆所用树脂药卷型号为 Ｚ ２ ３ ３ ５ 。 （ ３ ） 锚杆锚 固力计 算 ： Ｑ ＝ Ｄ ｘ Ｈ ｘ ｒ ＝ ０ ． ６ ｘ ４ ｘ １ ． ３ ｘ ３ ． ０ ＝ ５ ０ ６ １ ６ ｔ 式中 Ｑ ： 锚 固力 ， ｔ Ｄ ： 锚杆问排距， ｍ Ｋ ： 安全 系数， Ｋ ＝ ４ Ｈ ： 软 岩厚度， Ｈ＝ Ｉ ． ５ ｍ ｒ ： 软岩平均容重， ｒ ＝ ３ ． ０ ｄ ｎ ｉ 。 ３ ＿ ３ 工作 面回收材料消耗 比较分析
“三软”煤层综放工作面矿压显现特征分析
Ｋｅ ｒ ｓ “ ｏｔ ｃ ａ ｅ ｍ ；ｆｌ— ｃ ａ ｉｅ ａ ｉ ｇ ｍｉ ｉ ｇ ｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ３ ｓ ｆ” ｏ ｌｓ ａ ｕ ｌｍｅ ｈ ｎ ｚ ｄ ｃ ｖｎ ｎｎ ；ｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ
由于破 断岩梁 距 离工作 面较 高 ，而且有 顶煤作
垫层 ，所 以工 作 面周 期 来 压 强 度 不 大 、显 现 不 明 显 。但 是 ，在正 常 回采过程 中 ，不规 则垮 落带悬 梁 周期性 垮 落 ，以及采 空 区 内矸 石对悬 岩侧 向挤压 形
随着工 作面 的推 进 ，工作 面顶煤 将顺 次经 过顶
ｒ ｏ ，ｓ ｆ ｃ ａ ａ ｄ ｓ ｆ ｆ ｏ ｙ ｔｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｌｓｓｏ ｖ ｍｅ ｔ ｕ ｅｏ ｕ ｒ ｕ ｄｎ ｏ ｋ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｅａｉｎ ｈ ｐ ｏ ｏ ｒ ｄ ｓ ｐ ｏ ｏ ｆ ｏｔ ｏ ｌ ｎ ｏ ｏ ｒｂ ｏ ｅ ｉ ｌａ ａｙ ｉ ｆ ｔｌ ｈ ｃ ｍｏ ｅ ｎ ｌ ｆ ｒｏ ｎ ｉ ｇｒ ｃ ｎ ｃ ａ ｉ ｓｒｌ ｔ ｓ ｉ ｆ ｗｅｅ ｕ ｐ ￣ ｒ ｓ ｏ ｐ ａ ｄ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇｒ ｃ ．Ｒｅ ｕ ｔ ｍａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｉ ｓｒ ｃ ｏ ｖｎ ｃｕ ｌｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｕ ｌｍｅ ｈ ｎ ｚ ｄ ｃ ｖｎ ｎ ｎ ｏ ｌｓ ａ ｗｉ ｏｔ ｎ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ｓ ｌ ｙ ｂ ｓ ｄ ｔ ｎ ｔ ｔｓ ｌ ｉ ｇ ａ ｔ ａ ｒ ｂｅ ｎ ｆ ｌ ｓ ｕ — ｃ ａ ｉ ａ ｉ ｇ ｍｉ ｉ ｇ ｃ ａ ｅ ｍ ｔ ｓ ｆ ｅ ｈ
“ 软” 煤 层 综放 工 作 面矿 压 显 现 特 征 分析 三
工作面过煤层变薄带安全技术措施
粉碎、煤质干燥等突出预兆时，工作面必须立即停止作业，撤出人员，并向矿调度室汇报。
安全技术措施
（一预防顶板事故安全技术措施
1 、根据地测科下达的地质预报，煤层变薄带处煤厚 3.5～3.8m ，该变薄带与工作面斜交。 当工作面回采至变薄带后，局部段支架顶梁上方顶煤较薄，因此回采期间必须做好顶板管 理及煤厚探测，防止在割煤、移架期间，出现大面积顶煤脱落造成空顶、流煤，支架不接 顶，进而导致支架失稳，出现咬架、倒架等现象。
4 、破岩段采高控制在 2(±0. 1）m ，严禁出现超高或采高不够现象。当岩石鼓包岩石为软 岩、泥岩时，工作面可采用采煤机直接截割，但牵引速度应减小，不得超过 2m/min；当 岩石为较硬砂岩时，要采用打眼爆破的方法破岩。
5 、严格按照“XX 工作面防突安全技术措施”规定，进行远距离放炮及站岗停电制度。
6 、过变薄带期间，必须加强面溜管理，底板必须割平割直，溜子保持平直，不出现死弯， 垂直起伏度不超过 2°。
（二）防突及瓦斯安全技术措施
1 、当工作面发生煤与瓦斯突出事故后的安全避灾措施及避灾路线，严格按照“XX 工作面 防突安全技术措施”执行。
2 、过变薄带期间，工作面作业人员要加强煤与瓦斯突出的敏感性，发现有煤体内响煤炮、 煤硬度变化、煤面外移、支架压力增加、工作面瓦斯忽大忽小、片帮、掉渣、煤壁外鼓、 煤岩自行剥落、打钻时顶钻、夹钻和喷孔，孔口感到有明显的气流，煤层层理紊乱、煤层
（3）采取在工作面变薄带段支架顶梁上方铺设金属网，利于工作面破碎顶板的管理。
三软不稳定煤层过聚能爆破顶板控制技术
收稿日期：2012－01－30作者简介：刘猛（1986—），男，河南郑州人，助理工程师，2007年毕业于河南理工大学，现从事煤矿技术管理工作。
三软不稳定煤层过聚能爆破顶板控制技术刘猛，毋飞，王小虎，常用根，原晓红（郑煤集团公司，河南郑州450042）摘要：聚能爆破导致煤层及顶板松软、局部存在空洞等现象，巷道在过聚能爆破区域时经常发生顶板冒落事故。
针对郑煤集团公司大平煤矿在21061底板抽放巷穿层钻孔的基础上进行聚能爆破增透的情况，采取了改变施工工序、超前护顶、深孔注水、调整打篦子位置等控制顶板的技术措施，杜绝了顶板事故，确保了煤矿安全生产。
关键词：三软不稳定煤层；聚能爆破；顶板控制中图分类号：TD372．2文献标志码：B文章编号：1003－0506（2012）06－0085－02郑煤集团公司大平煤矿位于新密市与登封市交界地带，1986年建成投产，设计生产能力60万t /a 。
矿井主采的二1煤层结构简单，为黑色粉末状，属典型的豫西三软不稳定煤层，坚固性系数为0.1 0.3。
井田总体形态为走向近东西、向东南倾伏的向斜构造，地质条件复杂，断层较多，属于煤与瓦斯突出矿井。
大平煤矿在21061底板抽放巷穿层钻孔的基础上进行了聚能爆破增透工作，确保了区域消突效果。
但聚能爆破扩大了煤体断裂带范围，在掘进过聚能爆破区时，受周围煤层松软、局部存在裂隙等影响，经常发生顶板冒落事故。
因此，研究过聚能爆破区的顶板控制并提出切实可行的通过措施具有重要的工程意义。
1聚能爆破效果大平煤矿21061工作面对应地表处于工业场地以南，关庙沟、矸石山以东，石道沟以西，南部为山地，起伏较大，中部低，西东部较高，地面最低标高为+287m ，最高标高为+322m 。
该掘进工作面井下位于21采区（上段）中部，西部为21041工作面，东部为21081工作面未施工区域，北部与21专回下山、胶带下山、轨道下山3条巷道相接，南邻11312采空区，工作面标高为－85 －11m 。
三软煤层本煤层瓦斯抽放技术
收稿日期：2012－05－29作者简介：姚威（1969—），男，河南西平人，工程师，硕士，2012年毕业于河南理工大学，现从事矿山安全、矿井瓦斯治理工作。
三软煤层本煤层瓦斯抽放技术姚威1，2，任青山2，高万兴2，于博2（1．平煤股份十三矿，河南襄城461700；2．河南理工大学，河南焦作454000）摘要：为了解决三软煤层瓦斯治理问题，探讨了在三软厚煤层发育区域如何实现安全高效生产，对平煤股份十三矿13082工作面顺层钻孔瓦斯抽放技术进行了研究，认为合理的钻孔布置、科学的封孔工艺和材料是解决三软瓦斯问题的有效方法。
关键词：三软煤层；顺层长钻孔；封孔工艺；复合封孔材料中图分类号：TD712．621文献标志码：B文章编号：1003－0506（2012）08－0124－02平煤股份十三矿是煤与瓦斯突出矿井，根据煤科院抚顺分院对该矿井田的煤与瓦斯突出危险性区域划分，己三采区为突出危险采区，采区－614m 水平位置原煤瓦斯含量为14.3m 3/t ，压力2.86MPa 。
随着采深的增加，煤层瓦斯含量和压力继续上升。
该采区13082工作面标高在－632 －667m 之间，位于突出危险区内。
根据瓦斯地质理论，该工作面具有突出危险。
因此，回采前的瓦斯抽放势在必行。
己三采区煤体普遍为Ⅲ—Ⅴ类煤，煤体较软，透气性较差，埋深约800m ，矿压较大，合理的抽放设计和封孔工艺对该采区的瓦斯治理工作至关重要。
为此，提出了本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放技术，该技术的应用取得了良好的效果。
1本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放原理本煤层顺层长钻孔抽放瓦斯是在煤层开采之前或采掘的同时打顺层长钻孔，通过钻孔、利用煤层原始的裂隙和孔隙以及瓦斯压力进行抽放，以降低该煤层的瓦斯含量和瓦斯压力，并由此达到抑制煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气性增加和煤的强度提高等效果，从而确保开采过程中的安全生产［1-4］。
该方法适用于本煤层瓦斯含量较大、通风方法难以解决瓦斯问题的情况。
三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究
收稿日期：2012－10－21作者简介：熊苡（1964－），女，湖南安乡人，硕士、副教授，现在中国石油大学（北京）从事能源、经济与管理教学研究工作。
三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究熊苡1，崔义2，徐进1（1.中国石油大学（北京），北京102249； 2.中国华能集团公司煤炭部，北京100031）摘要：针对三软岩层中综采工作面切眼支架安装采用“边扩边安”安装方式存在的缺点，研究了三软岩层综采开切眼大断面一次成巷技术，并根据矿井地质条件和支护理论，采用了锚索和锚杆支护方式，确定合理的切眼断面设计和支护方案，增加了巷道的整体稳定性。
实现了综采工作面支架的顺利安装，达到了预期的效果。
关键词：三软岩层;大断面;联合支护;一次成巷中图分类号：TD355+.9文献标识码：B 文章编号：1671－0959（2013）01-0037-03对于三软煤层，长期以来综采工作面支架的安装方式，一直沿用“边扩边安”［1］。
这种支护方法缺点是：安装速度慢、工期长；安装与扩帮工作相互交叉作业，安全性差；安装期间很多钢梁、木材得不到回收，加之开切眼需要进行二次扩翻，材料的消耗量过大［2］。
为解决上述问题，文章研究了三软煤层综采工作面开切眼一次成巷支护技术。
1矿井概况铁北煤矿生产能力为300万t /a ，井田构造简单，为一单斜构造，煤层走向N70ʎ 75ʎE ，倾向SE ，倾角6ʎ 10ʎ。
主要发育走向及斜交的正断层，多分布在井田的浅部。
区内无火成岩侵入。
该矿现主采煤层为伊敏组的Ⅱ层群，Ⅱ层群共有7个可采煤层，即Ⅱ2a 、Ⅱ2b 、Ⅱ2c 、Ⅱ3a 、Ⅱ3b1、Ⅱ3b2、Ⅱ3c ，其中Ⅱ2a 、Ⅱ3b2煤层全区发育，为主采煤层，其余煤层为局部可采。
铁北矿井目前的开采煤层为Ⅱ2a 煤层，煤层赋存较为稳定，煤层倾角为4ʎ 7ʎ，属于近水平煤层；由于Ⅱ2a 煤层赋存稳定，煤层属于特厚煤层，适合采用综合机械化放顶煤进行开采。
试验巷道为铁北矿新二采区右四片开切眼，该工作面走向长1680m ，工作面长165m ，煤层倾角4ʎ 7ʎ。
三软煤层巷道联合支护技术
摘要 ： 三软 煤 层 巷 道 支 护是 长期 制约 煤 矿 高 效 生 产 的难 题 。随 着 红 旗 一 矿煤 层 开 采深 度 的增 加 ， 有 的工 字 原
钢 梯 形 棚 支 护 方 式 已难 以适 应 三 软 煤 层 和高 地 应 力 条 件 。 在 分 析 三 软 煤 层 巷 道 支 护原 理 的 基 础 上 ， 出 了 提 锚 网与 工 字 钢棚 联 合 支 护 技 术 。 应用 结 果 表 明 ： 网 与工 字 钢 棚 支 护 方 式 提 高 了软 岩 巷 道 围岩 强度 和 自承 锚 能 力 ， 效 地 提 高 了巷 道 围岩 稳 定 性 。 有 关 键词 ： 三软 煤 层 ； 合 支 护 ； 网与 工 字钢 棚 联 锚 中 图分 类号 ： Ｄ ５ Ｔ ３３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ） ５— ０ ０— ３ １０ ０ ０ （０ １０ ０ ６ ０
２ １ 年第 ５ ０１ 期
中 州煤 炭
总第 １５ ８ 期
三 软 煤 层 巷 道 联 合 支 护 技 术
郭 中华 白少 华 赵 辉 ， ，
（ ． 南 红 旗煤 业股 份 有 限公 司 ， 南 观 义 １河 河 ４ １ ５ ； ． 南理 工 大 学 能 源学 院 ， 南 焦作 ５ ２０ ２ 河 河 ４ ４０ ） ５０ ３
Ｃｏ ｂｉ ｄ Ｓ ｐｐ ｒ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｉ ｍ ｎｅ ｕ ｏ ｔｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ Ｔｈｒ ｅ ｓ ｆ ａ ａ ａ ｗａ ｅ － ｏ ｔ Ｃｏ ｌＳｅ ｍ Ｒｏ ｄ ｙ
Ｇｕ ｈ ｎ ｈ ａ Ｂａ ห้องสมุดไป่ตู้ ｏ ｕ ， ｈａ ｕ ｏ Ｚ ｏ ｇ ｕ ， ｉＳ ａ ｈ ａ Ｚ ｏ Ｈ ｉ
三软 煤层巷 道 围岩破 坏 具 有初 期 变 形速 率 大 、 间 时
工作面煤壁片帮治理措施优化
王建和 （ 国投 煤 炭 郑 州能 源 开 发 有 限公 司 ， 河南 郑州 ４ ５ ２ ４ ７ ０）
摘 要： 在豫西煤田中“ 三软 ” 煤层的开采 占主要部分 ， 开 采过程 中煤壁 片帮是重要 问题。教学三矿 的 １ ５ ０ ３ １ 工作 面是典型 的三 软 煤层 开采 ， 煤壁片帮也很严重 ， 其主要采用改造支架机构 ， 煤层注水 ， 打木锚 杆 ， 加强现场管理的方法来治理煤壁片帮。 关键词 ： 煤壁片帮 ； 端面距 ； 煤层注水
煤壁 片 帮现 象 在 采 煤 过 程 中时 常 发生 ， 特 别 是 在 在 工作 面煤体 前方 采用 深 孔 注水 与工 作 面短 孑 Ｌ 注 “ 三软 ” 煤 层 和不稳 定煤层 当 中。煤 壁 片帮 不仅 降 低 了 水 相结 合 的方 法 来 增 加煤 壁 的 黏 聚力 和抗 剪 强 度 ， 同 生产 效率 ， 有 时还危 机到 矿 工 的人 身安 全 ， 如 果 大 面积 时超前注水润湿了煤体 ， 降低了煤壁 的压力 ， 并且使松 散煤 体形 成 了黏结 层 ， 为移 架赢 得 了时 间 ， 从而 起 到 了 片帮还 可能毁 坏设备 。 １煤壁 片帮 的危 害 预防煤 壁片 帮和增 强工 作 面稳 定性 的作 用 。 （ １ ） 增大端 面距 ， 发 生 冒顶事故 。 （ ３ ） 打木 锚杆 （ ２ ） 压死 刮板 输送机链 槽 ， 砸坏 支架立 柱 。 当煤岩 都很 破碎 、 松 软时 ， 采 煤 机割 煤 后 煤 壁 易片 工 作面发 生 大 面 积 片 帮 时 ， 刮板 输 送 机 链 槽 会 被 帮 ， 从 而导致 顶 板 矸 石 冒落 ， 影 响采面生产 ， 为 了控 制 大 面积 片落 的煤 壁 压 死 ， 在 片 落 的煤 壁 中含 有 大块 煤 片帮 冒顶现 象 ， 应 考 虑 用 加 固技 术 对 煤 壁 进 行 超 前 加 时， 还 可能砸 坏 立柱 ， 发生机 械事 故 ， 影 响产 能和效 率 。 固。在伸 缩梁前 端用单 体 柱 配合 半 圆木 打设 倾 向抬棚 控顶 、 椽杆 荆 芭 闭 帮 的 防治 措 施 虽 能 减 轻 煤 壁 片 帮程 （ ３ ） 伤 害作业 人员 。 在 采煤 机 通 过 前 ， 要 回 收支 架 的护 帮板 。离 开 护 度 ， 却制 约 了采煤 机 进 刀割 煤 ， 存在工人反复支柱 、 搬 帮板保 护 的煤壁 ， 在 受到 采煤 机 震动 时容 易 片落 ， 片 落 柱 等弊端 。因此 根 据 现 场 实 际 情 况 ， 而 后 采 用 打木 锚 的煤块 容 易伤到 操作人 员 。 杆配合伸缩 翻转梁 的支护措施 来控制帮顶片 冒， 木锚 （ ４ ） 降 低设备 开机 率 。 杆单 排 眼布 置 。结 果 表 明 ， 该 措 施 有 效 地 缓 解 了煤 壁 工作 面发生 片 帮时 ， 极 易产 生 大 块 、 超 大 块 煤 。虽 片 帮现象 ， 减轻 了工 人 的劳动 强度 。 然采 煤机 配有破 碎滚 筒 ， 但破 碎能 力有 限 ， 不能 对大 块 （ ４ ） 加 强 现场管 理 煤进 行有 效 破 碎 。这 些 大 块 煤 不 能 顺 利 通 过 转 载 机 ， ① 加 强顶板 和煤 壁管 理 堵塞 煤 流 ， 大采 高工 作面 常 常 因产 生 大块 煤 而停 机 ， 影 掌 握顶板来 压 规律 和 强度 ， 做 好 顶板 管 理 工 作 ； 掌 响设 备 的开机 率 。 握煤壁 片 帮 规 律 ， 采取有 效措施 ； 加 快 工 作 面 推 进 速 （ ５ ） 阻塞采 煤机 通过 。 度， 减少 煤壁 暴露 时 间 ， 减少 煤壁 片帮 的可能 性 。 ２ １ ５ ０ ３ １工作 面 煤壁片 帮的 防治措 施 ② 规 范悬 移支架 操作 （ １ ） 改善 悬移支 架支 护结 构及保 证支 架支 护力 悬 移支 架 的操 作 要 规 范 ， 推 移 支 架 时 两 人 要 配合 悬 移 支 架本 身适 应 性 较 强 ， 架 型较 轻 ， 支架稳定 、 好， 实 现快 速移 架 ； 移架 速 度 要 均 匀 ； 移 架 步 距 要 符 合 整 体性 好 。该支 架增 加伸 缩 梁支 护结 构 后 能及 时 有 效 作业 规程 规定 ； 支架位置要正 ， 做 到 不 咬架 ； 同一 排 支 支架 要平 稳 牢靠 ； 顶 梁与 顶板 接 触 要 的支护 采煤 机 割煤 过后 的无 支 护 空 间 ， 对 顶 板 直接 冒 架要排 成 一直线 ； 落 有很 强 的防 治作 用 ， 但 很 难 防 治 由煤 壁 片 帮 引 起 的 严密 不 留空隙 ； 煤、 矸、 煤尘 要清 理干净 。 顶 板 冒落 。因此 ， 开 发设 计 了带 有 护 帮板 的伸 缩 梁 支 ③ 严格按 标准 作业 ， 保证 工程 质量 护结构 来 防止煤 壁片 帮 。 根据使 用情 况 制 定 出悬 移 支 架 工 程 质 量标 准 ， 该 由于悬 移支 架 没 有 侧 护 板 ， 在 顶 煤 松 软 破 碎 的条 标 准可概 括 为“ 四直 、 两平 、 两 间隙 ” ： 其 中“ 四直 ” 是 指 件下 ， 当支 架移 架 、 倾斜 、 滑 架 等 容 易 导 致 支 架 顶 梁 间 支 柱直 、 溜子直 、 托梁直 、 煤壁直 ； “ 两平” 是指溜子平 、 出现 空隙 时 ， 顶 板 煤 层 极 易 从 支 架 的整 体 顶 梁 间 隙 泄 顶 梁平 ； “ 两 间隙” 是指 托 梁 与 顶 梁 间 隙不 超 过 ４ ０ ａｍ， ｒ 漏， 降低 支架 的实 际支撑 效果 ， 给工 作 面安 全 生产 带 来 支架与 支架 间隙为 ４ ０ ｍ ｍ±３ ０ ｍｍ。 隐患 ， 因此 ， 根据悬移支架的支护特征 ， 在 支 架 顶 梁 上 ３结论 表 面 的单 侧 安装 柔 性 密封 垫 ， 保 证 支 架 在 支 护 和 移 架 对于“ 三软 ” 煤层 来 说 煤 壁 片 帮 是 很 难 治 理 的 ， 阻 过程 中保 持支 架顶 梁空 间 的密封性 。 挡安全 生 产 ， 危 害 工 人 安 全 。教 学 三 矿 １ ５ ０ ３ １工 作 面 （ ２ ） 煤 层 注水 通过 以上 的措 施 进 行 煤 壁 片 帮 治 理 起 到 了 良好 的 效
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三软煤层工作面快速改造技术
本文论述了三软煤层工作面的快速改造技术。
标签：工作面 采煤工艺 液压变架
鹤济王屋山煤业有限公司位于济源市王屋镇燕庄村。矿井开采二1煤层，煤
层倾角10°～25°，煤厚0.5-7.6m，平均煤厚3m。井田东西走向1.87km，倾向
1.01km，面积约1.02km2。矿井地质储量306.5万吨，可采储量为185.9万吨，
矿井设计生产能力0.15Mt/a，开拓方式为立井单水平下山开拓，采煤工艺为炮采
工艺，全部跨落法管理顶板。
1 改造前工作面概况
1103工作面采用走向长壁布置炮采工艺，全部跨落法管理顶板。支护采用
单体柱配2.4mπ型梁，上下顺槽均为2.4m×2.4m工字钢对棚支护，断面5.8m2。
工作面走向长度为360m，倾斜长度90m，里段长度160m，煤厚0.5-
2.4m，平均为1.8m；外段200m煤厚1.8-7.6m，平均煤厚4.2m。工作面煤
的普氏系数f=0.8，属于软煤，煤层倾角10°～25°，地质储量为14.26万吨，可
采储量为12.12万吨。煤层直接顶和直接底均为泥岩，遇水膨胀易底鼓。
1103工作面于2013年7月8日开始回采，截止2014年4月底共推进150m，
基本每两天（4小班）推1趟，日产量130吨，按28天生产，月产量3640吨，
工效仅为2.16t/工。工作面不仅单产低，而且在生产过程中，因工作面局部坡度
大，再加上顶板的岩层赋存不均匀性，老顶呈现不协调破断，工作面单体支柱工
作阻力呈不均匀分布，出现工作面局部来压的情况，致使出现单体支柱严重插底
现象，实测单体支柱的初撑力为3～4MPa，经二次补液后初撑力为6～8MPa，
仍达不到规定标准。单体支柱配π型梁已不能满足安全生产需要，且属国家淘汰
的采煤工艺，再加上后段煤层变厚，必须变更采煤工艺才能满足安全生产需要。
鉴于工作面实际开采条件和存在的问题，再加上矿井煤软，其特性有利于煤
层及时冒落且具有可放性，以上条件适合用采煤机滚筒切割及放顶煤开采。
2 综放工艺配套设备选择
经论证决定将1103工作面直接改造为综采放顶煤开采工艺。
①液压支架：ZF2400/16/24型69台，ZFG2800-17/
28ZC型3台；
②采煤机：MG150/375-WD型；
③刮板运输机（前部）：SGD630/220型；
④刮板运输机（后部、下顺槽）：SGW420/40T型2部；
⑤液压泵站：BRW200/31.5型2台；
⑥变压器：KBS630/10/1.2型1台，KBS500/10/1.2型1台；
⑦稳车：JH14型4台，JH16型1台。
3 综放支架安装方案的确定
1103工作面为回采期间进行综采放顶煤工艺改造，主要存在以下问题：一
是副井井筒直径仅为3.4m，罐笼为1吨非标罐笼，不能实现支架直接进罐笼入
井；二是副井绞车最大提升重量为4.88吨，液压支架重量为9.8吨，单件最大重
量4.3吨，解体后可以满足需要，但井下没有大断面的组装站；三是井下大巷和
上顺槽轨道均为18kg，巷道高度最大2m，不能满足安全运架需要；四是工作面
已回采150m，老顶已跨落，停采安装液压支架压力大，特别是后切眼易出现应
力集中。
针对上述问题，结合矿井实际条件，决定采用综放支架整体入井运输安装的
方案，减少解体、组装环节，实现快速安装。具体方案：
①扩切眼方案：先扩后切眼，规格为2.6m×2.4m工字钢单棚支护；后扩前
切眼，规格为2.4m×2.4m工字钢单棚支护；棚距0.5m，梁上敷设8根钢丝绳，
间距0.5m，梁为挂耳梁，中间铰接形成支护整体，每棚采用4根单体柱加固，
每8m打一个花木垛加固。上隅角预留一个5m长的稳车硐室，上顺槽上帮正对
后切眼掘一个4m长的稳车硐室。
②井下大巷及上顺槽拉底净高2.1m，同时将上顺槽下口抹角，轨道更换为
24kg，每隔3m用铁拉杆加固，确保安全运输支架。
③提升方案：液压支架装盘车再用4条螺丝固定，支架尾梁加焊两个U型
环，用铁链连接，便于提升固定位置为支架重心。罐笼提至井口拆掉，将提升钢
丝绳加安一个动滑轮后绳头固定在井架上，利用动滑轮省一半力的原理提升液压
支架后部铁链（验算符合要求），使支架头向下整体入井。在井底提前铺好活动
轨道，支架下到井底利用绞车牵引盘车，使盘车缓慢落至轨道上，然后拉出井底。
端头支架拆除尾梁后方可下井，然后在井底组装，再运输安装。
4 液压支架的安装
①液压支架安装工序：切眼替棚改柱→运输液压支架→拆螺丝卸架→调整液
压支架→连接推移千斤顶→连接液压管路升架。
②替工字钢对接梁采用φ200mm×3.4m圆木平行于原工字钢对接梁处，棚距
500mm，圆木交错对接长度300mm，圆木梁端距煤墙、老塘250mm，每次替棚
不得超过3棚，做到先架后回，架一回一，保证一梁三柱，并打紧打牢。木棚架
好后，然后架三棚4mπ型梁顺山抬棚，将木棚抬住，且一梁三柱随支架安装后
移。
③抬棚梁布置为：第一根4mπ型梁架设在后切眼老塘侧，一端穿在上一台
安好支架的顶梁上，搭接长度200mm，另一端紧贴老塘侧煤壁用DZ-2.8单体柱
支设，且与巷道中线成40°-50°角；第二根4mπ型梁架设在切眼替棚圆木交接处
的中间部位，第三根4mπ型梁平行巷道中线架设在前切眼木棚梁中间部位，紧
贴前部运输机电缆槽。
④支架车回至距安装地点3m的位置停稳并刹紧车闸后，先用木楔将支架车
轮对掩挡牢固，然后用木料在支架车下端碰头打上“十字”临时挡车器，将支架车
掩挡牢固。再用2股8#铅丝将推移千斤顶捆绑吊挂在前梁上，等待卸车。
⑤卸支架车时，施工负责人现场指挥，应提前在支架前梁两侧斜戗两根单体，
防止卸螺丝时支架下滑。卸支架时，先卸盘车前部的两个定位楔铁及底座前部的
两条固定螺栓，再将固定支架底座后部的两条螺栓卸掉，卸定位楔铁及螺栓时做
到先老塘侧后煤墙侧，施工人员要集中精力，特别在卸最后两条螺栓时，要做好
随时后退的准备，防止支架下滑伤人，定位楔铁及螺栓卸完后，施工负责人将现
场施工人员撤到10m外的安全地点，指挥信号工发出开稳车信号，利用稳车将
平盘车从支架下拉出。
⑥切眼安装支架时，第1#支架外侧距下顺槽中心1.3m。安支架前，必须先
将安架位置处的浮煤杂物清净，保证支架运输通道高度不得低于2.1m，确保后
路畅通。使用单体柱向安装地点调整支架时，必须将施工人员撤至安全地点，利
于长枪管实施远距离操作，且两侧单体柱同时操作，保证安全调架。
⑦当被调支架距前台支架400mm时，应在紧靠所安支架外侧的4mπ型梁抬
棚梁中间打一根单体柱，去掉打在所安支架内侧4mπ型梁抬棚梁头的单体柱，
然后使用多根DZ-2.2单体柱配合支架自移将支架调到位，调支架使用的单体柱
在支设时必须选择安全、合理的位置，操作人员顶架前，清理好退路。支设液压
单体柱时要侧身单手捏枪，防止单体柱顶滑伤人，调架时人员要避开支架受力方
向一侧，防止支架挤人。严禁用单体顶阀件、管座等。
⑧将被安支架与前架靠紧，与运输机对正照齐后，要及时用销轴把推移千斤
顶与电缆槽连接好并恢复液压管路，慢慢地将支架升起，距抬棚梁200mm时停
止升架，抽出抬棚梁后，及时将支架升紧升牢，然后安拉溜千斤顶，每架安一个，
依此安装。支架安装完毕后，及时将各操作手把打到零位。
5 经济效益
在1103工作面改造，由于安装方案合理，技术措施严密，组织工作到位，
仅用14天就完成支架的安装工作，比原计划提前16天，并且安装质量优良。矿
井下、运、安支架的全部工作均由矿组织人员自行完成，节约资金55.64万元，
其中：工资8.64万元；下支架47万元，同时，也为整合煤矿探索一套行之有效
的工作面改造及综放支架安装工艺技术和管理经验。
参考文献：
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模拟[J].西安科技大学学报，2009（03）.
[2]程从仁，王连海，贾利平.“三软”煤层大巷锚喷支护技术[J].中州煤炭，1997
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[3]梁金朝，周宗爱.三软煤层采场π梁支护形式研究[J].矿山压力与顶板管理，
2004（01）.
作者简介：葛云超（1978-），男，助理工程师，济源鹤济王屋山煤业有限公
司。