DW35型单体液压支柱在厚煤层炮采工作面的应用杨建平

332018年第6期DW35型单体液压支柱在厚煤层炮采工作面的应用杨建平（淮北刘东煤矿，安徽淮北235000）摘要刘东煤矿通过对炮采工艺、支护材料改革，采取有效措施解决了大采高单体液压支柱在使用过程中支柱失稳、煤壁片帮、采空区矸石窜矸埋柱等问题，成功探索出大采高单体液压支柱使用方法，为扩大单体液压支柱使用范围、丰富炮采工作面采煤工艺提供了可供借鉴的成果。关键词单体支柱厚煤层采煤中图分类号TD355+.3文献标识码Bdoi:10.3969/j.issn.1005-2801.2018.06.015ApplicationofDW35SingleHydraulicPropinBlastingWorkingFaceofHeavyCoalSeamYangJian-ping(HuaibeiLiudongCoalMine,AnhuiHuaibei235000)Abstract:Throughthereformoftheblastingminingtechnologyandsupportingmaterial,LiuDongCoalMinetookeffectivemeasurestosolvemanyproblemsofthelargeminingheightsinglehydraulicpropbeingusedinmining,suchasinstabilityofthesupport,coalpillarwallforskiving,embeddedcolumngoafcoalganguefleeing,andissuccessfulintheexplorationoftheuseoflargeminingheightsinglehydraulicprop,whichprovidesgoodreferencetoenlargetheuserangeofsinglehydraulicpropandenrichcoalminingprocessoftheblastingface.Keywords:singlepropthickcoalseammining收稿日期2018-01-30作者简介杨建平（1978-），男，江苏盐城人，采矿工程师，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，原就职于淮北刘东煤矿，现就职于内蒙古西蒙悦达能源有限公司。单体液压支柱在炮采工作面应用是一项成熟的支护技术，但通常应用在采高2.5m以下的煤层中，当煤厚在3.0m以上时，一般采取留底煤开采、分层开采等，这种开采方式不能实现一次采全高，造成资源浪费或高成本开采。刘东煤矿近年来在工作面采用DW35型单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板，取得了厚煤层条件下使用单体液压支柱的成功经验。1工程概况41001工作面位于该矿西四采区，主采煤层山西组10煤层，工作面走向布置，炮采工艺，倾向长106m，走向长373m，煤厚2.2~4.3m，平均3.3m，煤层结构简单，煤层倾角22~28°，平均25°，储量17万t。工作面直接顶大部分为2~4m厚的泥质粉砂岩，局部为泥岩、粉砂岩、煤线组成的复合顶板；基本顶为13~19m厚的细砂岩，直接底大部分为炭质泥岩，局部为粉砂岩。工作面煤层煤厚变化大，采用一个型号单体液压支柱不能实现一次采全高，因此需要使用不同型号单体液压支柱，最大支柱选用DW35型单体液压支柱，配套使用DJB1000/300型金属铰接顶梁，过顶材料使用塑料笆片、木背板。工作面使用刮板输送机运输，“四•五”排控顶，全部垮落法处理采空区，回料后顶板能随回随冒。2DW35型支柱使用2.1回采基本工艺安全要求（1）打眼、装药。采用电煤钻或风煤钻打眼，人工装药。由于煤层较厚，一般采用三排眼布置，煤层松软时，也可以使用两排眼或五花眼布置。要求开切眼过程中炮眼深度上浅下深，使煤壁由上向下呈倒楔形（以后开采过程中始终保持此状态），保证煤壁具有良好的自立性，防止煤壁片帮；装药要求上排眼药量少于下排眼。342018年第6期3实践效果21101工作面缩短施工，总结了综采工作面机头缩短时的顶板加强支护技术、支架的回收安装对接技术，顺利回收支架39台，实现了工作面机头段的成功缩短、对接，实现了快速衔接生产，取得了较好的经济效益，保证了安全生产。（上接第32页）（2）爆破落煤和装煤。采用爆破落煤和人工装煤相结合的方法。工作面煤层较厚，爆破后煤炭向采空区方向抛掷距离较远，因此爆破要求采用毫秒电雷管，下排先于上排启爆，同时在刮板输送机后排设置放炮挡煤板，减少煤炭向采空区方向的抛掷距离，减轻人工装煤工作量。（3）过顶、挂梁（打临时支护）。为解决采高较大，人工过顶、挂梁困难等问题，炮后出煤要求不一次出清，出煤过程中控制煤壁处煤堆高度，在人员便于操作时，进行过顶、挂梁工作。作业组之间要用挡煤板隔开，便于作业组之间协调。（4）支柱。DW35型单体液压支柱自身重量较大（98kg）、高度较高（最小高度2700mm，最大高度3500mm），使用DW35型单体液压支柱时：作业时三人一组，两人将支柱立起，另一人用拉绳拉住支柱上端头部位，起稳定支柱的作用，待给支柱注液升压后，系好防倒绳，完成立柱工作。该工序作业时，支柱下方附近不得有人。（5）回料。采用两台拔柱器配合，一台拔柱器固定住支柱的上端头部位，另一台在支柱卸压后拉出支柱，并移动支柱到预设位置。这个过程中支柱不要倒地。2.2支护安全注意事项（1）使用与单体液压支柱配套的三用阀（整定值）。DW35型单体液压支柱额定工作阻力200kN，额定工作液压25.5MPa，三用阀整定值：开启压力25MPa，关闭压力20MPa。三用阀作为单体液压支柱核心部件，直接影响着单体液压支柱的寿命和使用，起着注液升柱、超载溢流、泄载降柱的作用。不同高度单体液压支柱对应着不同的三用阀整定值。DW35型单体液压支柱的三用阀整定值较小，如使用整定值较大的三用阀，使支柱工作阻力超过额定工作阻力，会引起断柱等安全事故。（2）不同高度单体液压支柱的正确使用。由于煤厚变化，需要使用不同高度单体液压支柱。使用过程中要做到以下几点：①根据煤层厚度选择适合采高的支柱，防止超行程或伸出量不足，要求活柱行程不小于200mm。②当支柱伸出量不足时，应及时替换，严禁出现“死”柱现象。③同一地段、同一高度支柱要集中使用；同一地段、不同高度支柱严禁混用。④如果分段范围内煤层厚度超过支柱支撑高度，要留底煤开采，支柱穿柱鞋。如果分段范围内煤层厚度小于支柱支撑高度，要破底板刨柱窝立柱。⑤工作面基本支柱、特殊支柱必须使用同一高度支柱。（3）正确使用塑料笆片。塑料笆片是工作面使用的过顶材料之一，也是使用DW35型单体液压支柱工作面重点改革内容。传统采煤工作面采用塘材、竹笆（或柳笆）过顶，不能有效阻止工作面切顶线处采空区矸石窜入采场，造成埋柱、回料困难等不利因素。在使用DW35型单体液压支柱过程中，改用木背板和塑料笆片过顶。使用木背板增加过顶材料强度，塑料笆片的作用：①封闭，防止顶板漏矸；②支柱上方铰接顶梁和塑料网及背板，连成一个支护控顶整体，共同对顶板起支护作用；③将采空区与采场隔离开来，有效阻止采空区矸石窜入采场，改善工作面作业环境，方便回料，提高了工作面安全度，同时便于清理浮煤，提高资源回收率；④可协助防止煤壁片帮。操作方法：过顶挂梁后站在煤堆上，连接塑料网。要求沿网边每100~200mm用扎绳连接一次，重茬不少于200mm，在金属铰接顶梁前方煤壁侧留有1200mm以上的余量，以便于下个循环的接茬。3结论（1）刘东煤矿通过在采煤工作面使用DW35型单体液压支柱，实现了3.4m以下厚度煤层一次采全高的目的，既提高资源回收率，又节约开采成本，取得了良好的经济效益。（2）通过加强现场安全管理和职工培训，职工已经熟练掌握了DW35型单体液压支柱的使用技能，没有因使用大采高单体液压支柱而发生安全事故。（3）煤厚不稳定煤层，使用大采高单体液压支柱可以提高资源回收率，节约开采成本，提高回采工效，扩大单体液压支柱的使用范围，丰富煤厚不稳定煤层的开采方法。对于同类工作面具有一定借鉴作用。