[科普中国]-伪斜柔性掩护支架采煤法

伪斜柔性掩护支架采煤法的采区巷道布置与其它大倾角煤层采煤方法类似。采区巷道可单翼布置，一般采用双翼布置，采区一翼走向长度一般200-300m，可达400-500m或更长；阶段垂高一般100m左右到120m。伪斜柔性掩护支架采煤法的回采工作可分为正常回采前的准备工作、正常回采和工作面收尾三个阶段。

巷道布置伪斜柔性掩护支架采煤法的采区巷道布置与其它大倾角煤层采煤方法类似。采区巷道可单翼布置，一般采用双翼布置，采区一翼走向长度一般200-300m，可达400-500m或更长；阶段垂高一般100m左右到120m。采区内沿倾斜划分为若干个区段，区段垂高一般18-40m，地质条件简单时，可加大到40-60m。从阶段运输大巷掘采区运输石门，从阶段回风大巷掘采区回风石门，两石门均进入煤层。在采区石门两侧开掘一套上山眼。这套上山眼至少3条，即溜煤眼、运料眼、行人眼，是否开掘溜矸眼和流水眼，根据需要确定。上山眼间距10m左右。

为施工方便，沿倾斜每隔15-20m掘一联络巷贯通各上山眼。由采区上山沿煤层走向掘区段回风平巷和区段运输平巷，到采区边界后由下向上掘开切眼将两平巷连通。在区段运输平巷上部根据需要可留2-5m煤柱，超前回采掘溜煤小眼，一般超前工作面保持3个留煤小眼。溜煤小眼间距一般5m。为了提高采区回采率，可不留区段煤柱，下区段的回风平巷采用沿空掘巷或沿空留巷。此外，收作前，还要在停采线附近开掘收作眼。

回采工作面沿煤层伪斜布置，沿走向后退式回采。正常回采期间的通风、运煤系统；其间要不断地在区段回风平巷中接长掩护支架，在工作面下部回收支架1。

掩护支架平板型掩护支架是应用最早和最广的一种，这里先介绍其中用单根钢梁组成的比较简单的一种。它主要由钢梁和钢丝绳组成。钢梁垂直于煤层走向放置，所以钢梁的长度比煤层厚度一般要小0.2-0.5m，以利下放。钢梁可用矿工钢、旧钢轨或’ 形钢。型钢的型号因架宽而异。

钢丝绳可用直径22-43.5m的旧钢丝绳，至少两根，具体根数视架宽而定。在钢丝绳上摆好钢梁，用螺栓和夹板把钢梁和钢丝绳连结成一个柔性整体，在钢梁间一般用撑木或荆条捆支撑以保持钢梁间距并防止钢梁倾倒。在钢梁上垂直铺设2-3层笆片或两层金属网，并用压木和钢丝把笆片或金属网固定在钢梁上，以防止采空区矸石窜入工作空间并便于钢梁和钢丝绳的回收。为便于拆装，可把钢丝绳每20-30m加工成一段，并做好封头以免松捻。钢丝绳接头处搭接长度应不小于2m，用5-6m副绳卡固定牢靠。

正常回采前的准备工作这项准备工作主要是在回风平巷内安装掩护支架，并逐步下放支架使工作面成为正常回采时的伪倾斜状态。正常回采时工作面与水平面的夹角一般为25°-30°。正常回采前的准备包括扩大回风巷、挖地沟、安装掩护支架、回柱放顶、支架初次下放等工作。

在开切眼掘完之后，准备工作首先从扩大区段回风平巷开始。扩巷从开切眼以外3-5m处的采区边界处开始，把回风平巷扩大到煤层的顶底板。如果煤层厚度不超过3m，扩巷支护改为大棚，棚距不变；如果煤厚大于3m，扩巷支护采用水平分层托梁支柱的方式。

掩护支架安装一定距离后，应从采区边界回柱（棚）放顶。这要预先确定扩巷的最大控顶距。最大控顶距根据煤层厚度、硬度和其它地质条件确定，一般为：当用改换大棚式扩巷时为12m（棚梁长2.1m以下时不限）；用水平分层托梁支柱方式扩巷时，煤层水平方向的厚度6m以下为10m，6m以上时为8m，遇有淋水大、顶底板破碎等特殊情况时，应适当缩小控顶距。回柱（棚）放顶一般用回柱绞车。为安全计，回柱前，应在要回收的一排支柱内侧，架设特种支架。

回柱放顶后，上方的煤和冒落的矸石落在掩护支架上，给支架施加一定的载荷有利于支架下移；同时成为支架上的缓冲垫层，使支架免受以后顶底板冒落矸石或采空区大块矸石的冲击。因此，如果回柱后，顶煤和顶底板岩石不能自行跨落，应采取强制放顶措施，使护架上有2-3m厚的煤矸垫层。

掩护支架安装长度超过15m，回柱放顶在护架上形成煤矸垫层后，就可以从架尾开始进行掩护支架的初次下放工作，将其从水平状态调放成伪斜状态。其间，钢梁应垂直于煤层顶底板，并有2°-3°的仰角。经过逐步调放使支架与水平面成预定的25°-30°夹角。掩护支架的初次下放要利用开切眼打眼放炮落煤。掩护支架的初次下放工作一直要进行到架尾下放到区段运输平巷以上3-5m回收掩护支架的水平位置，并使工作面与水平面成25°-30°的夹角为止，此时正常回采前的准备工作结束，即可进行正常回采。

在护架整个下放过程（包括初次下放以后的护架下放）中，为避免护架沿伪斜工作面下滑，造成钢梁重叠等，工作面上端应保持一定的水平护架长度和压实长度。根据经验，护架宽度小于3m时，这种在区段回风平巷内的处于水平状的护架长度应不小于8m，其中压实煤矸段的长度应不小于5m；护架宽度大于3m时，处于水平状态的护架长度应不小于10m，压实煤矸段的长度应不小于7m2。

正常回采正常回采时工作面倾角25°-30°，沿煤层伪斜布置，沿走向推进。正常回采期间主要有三项工作同时进行：在区段回风平巷内不断接长掩护支架，在工作面下端不断拆除掩护支架，在工作面掩护支架下采煤。掩护支架工作面一般采用爆破落煤，所以掩护支架工作面采煤包括打眼、装药、放炮、铺溜槽出煤和调整掩护支架等工作。

工作面炮眼布置根据护架宽度和煤的软硬程度确定。一般，护架宽度不超过2m，在地沟中布置单排眼；护架宽度2-3m时，在地沟中布置双排眼。地沟眼眼深1.2-1.6m，眼距0.5-0.6m，仰角7°左右，双排眼排距0.4-0.5m。当护架宽度大于3m，顶底板侧煤又较硬时可加打刷帮眼，刷帮眼的水平位置是护架下落的终止位置，炮眼深度以不超出护架两端为限。只打地沟眼时，爆破后两帮的煤台主要由支架及其上方的矸石压垮片落。装药量不宜过大，以防崩坏架子和两帮煤台，造成架子下落失常、局部窜矸等事故。

工作面放炮落煤后，从下向上逐段铺设溜槽、人工装煤，煤沿溜槽下滑运出工作面。同时，护架在其自重和上方煤矸作用下逐渐下移，这时为保证护架正常下移，应安排专人调架：及时处理地沟两帮未崩掉的煤，对崩落过多造成护架悬空的地方打点柱支撑，使护架沿工作面倾角均匀一致，并使护架钢梁相对煤层顶底板法线有3°-5°的仰角。放炮可分工作面全长一次爆破和工作面由下而上分段爆破两种。工作面分段爆破，下段爆破后，工作面下段出煤，同时上段可以打眼，工作面可以不停止出煤。这样工作面出煤均匀，有利于采区均衡运输；工作面工时利用率高，可以加快循环，提高单产。但是工作面由下向上分段爆破，在出煤调架中，护架沿工作面方向易出现较大的台阶波折，护架受拉力较大，易变形损坏。工作面全长一次爆破虽然也是由下向上分段出煤，但不易出现明显的台阶波折，所以护架受拉力相对较小，不易变形损坏。但工作面全长一次爆破，打眼出煤不能平行作业，工时利用率低，不利于提高工作面单产，有时造成碎煤堵塞工作面。整个工作面出煤调架完毕，最后拆除溜槽，本采煤循环即告结束，可开始下一采煤循环。一般来讲，每循环工作面沿煤层走向推进0.8-0.9m。一般三班出煤，每班一循环，一日三循环。

正常回采期间要在工作面下部进行掩护支架的拆除回收工作。掩护支架初次下放完成后，随着伪斜工作面沿走向不断推进，工作面下端掩护支架放平段不断增长。当该放平段的长度超过3个溜煤眼时，即可开始拆除尾部多余的支架。从放平段的尾部开始，对地沟向两帮扩巷，到钢梁两端露出为止；应及时在钢梁下打点柱支撑悬露出的支架，形成一个水平分层形式的回收工作面，该面高度应不小于1.2m。回收工作从最后一根钢梁开始，卸掉螺栓、夹板，钢丝绳从小眼拉到运输平巷，撤掉点柱回收钢梁。梁后方悬露的假顶应及时架设临时点柱支护，以策安全，当达到一定控顶距时回柱放顶。回收的钢梁经小眼下放到区段运输平巷。在拆除支架过程中，支架回收段从下拐点到最后一根钢梁处至少要保持3个溜煤小眼与区段运输平巷相通，其中靠近工作面的小眼溜煤，中间的用于行人，最后靠采空区者用以运出回收的支架材料；但最多不得超过5个小眼，以免压力过大给回收工作造成困难。回收的钢梁和钢丝绳经采区运料眼运回区段回风平巷的支架安装地点复用2。

工作面收尾当工作面推进到接近停采线以前，应及时掘好两条收尾上山眼，两眼相距8-10m，沿倾斜每隔5m用联络巷将两上山眼连通。架头安装超过内侧（即靠近工作面一侧）的收作眼0.8-1m不再接长。工作面继续按原角度（25°-30°）推进，利用收作眼，逐步减少工作面长度，并拆除上端多出的一段支架。当工作面长度缩短到15-20m时，按扇形下放到水平位置。掩护支架在扇形下放时，为了减少攉煤距离，可预先加高溜煤眼。在掩护支架下放过程中，为了防止架头窜矸和护架在斜面上下滑，架头必须保持2-3m的水平段，并要求工作面伪倾角不超过30°。最后将放平的掩护支架依次拆除回收，整个工作面的回采全部结束3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学