1 概述

太西集團公司一礦位于賀蘭山煤田石炭井礦區(qū)南部。井田內(nèi)可采及局部可采煤層共8層，其中四、五、十層煤為厚煤層，埋藏穩(wěn)定，平均厚度5～7m，井田內(nèi)全部可采。礦井地質(zhì)構造類型為Ⅲ類Ⅲ型。

隨著二水平的逐步回采揭露，井田內(nèi)越往深部地質(zhì)構造越復雜，沿走向平均每40m就有一條斷層或褶曲，機組回采難以實現(xiàn)。設計年生產(chǎn)能力為90萬t的大型礦井，從1993年～1998年年產(chǎn)量始終徘徊在42～45萬t之間。采區(qū)回采率為64%，礦井回采率只能達到56%左右，萬噸掘進率居高不下，企業(yè)虧損嚴重。

在市場經(jīng)濟沖擊下，為求生存，為了提高礦井產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，在機組回采難以實現(xiàn)的情況下，一礦提出了厚煤層采用普通支架炮采放頂煤一次采全高的回采技術。

通過一段時間的調(diào)研并結(jié)合一礦厚煤層特點進行詳細分析、論證，確認一礦的五層、十層煤采取普通支架炮采放頂煤回采在技術上是可行的。

2 炮采放頂煤在11051A和11051B工作面的應用

經(jīng)過周密的準備，首先在一礦二水平北翼二段地質(zhì)條件較簡單的1^#區(qū)布置1105A工作面進行普通支架炮采放頂煤試采。1105A工作面為十層煤，煤層厚度5.7～6.7m，平均煤厚5.0m，屬中硬煤層，普氏硬度1.5。煤層頂板為砂巖，底板為泥巖。工作面走向140m，斜長68m。經(jīng)過4.5個月安全回采結(jié)束。共采出5.56萬t煤，工作面回采率達到82%。隨后又在1105B工作面進行試采，經(jīng)過6個月該工作面安全回采結(jié)束，采出9.13萬t煤，工作面回采率達83%。這兩個普通支架炮采放頂煤工作面的試采成功，證明了厚煤層普通支架炮采放頂煤一次采全高的回采方法，在一礦推廣應用是完全可行的。通過對這兩個工作面的安全回采，為一礦普通支架炮采放頂煤一次采全高的回采方法在技術上和現(xiàn)場管理上總結(jié)出了一套較為完善的經(jīng)驗。

（1）支護。采用二梁六柱，梁為2.2mπ型鋼梁，支柱為單體液壓支柱。采用三、四排管理。機頭處架設五對十梁管理。初采期間以及煤層破碎帶和煤層傾角大于25°的區(qū)域，每架棚增打一根戧柱，棚距700mm。

（2）運輸。工作面使用一部40型刮板輸送機運輸。

（3）落煤。采用爆破落煤，但必須減少頂眼裝藥量，一般每眼為150g，并且降低頂眼高度，頂眼距支架頂部不小于400mm。頂煤破碎處用風鎬落煤。

（4）放煤。采取分段間隔分輪次放煤。①放煤時間：工作面回柱放頂全部結(jié)束后；②放煤步距：放煤步距為0.9m，即開一道幫放一次煤；③放煤口位置：在空巷側(cè)從運輸機上沿起開始剪網(wǎng)，放煤口剪成工字形，寬0.4m；④放煤方式：采取分段、間隔、分輪次放煤，放煤段保持10m以上距離，放煤口最小間距為1.25m，每輪放煤量為三分之一，分三輪將頂煤全部放完。

（5）工序安排。早班放煤，中班采煤，夜班檢修。中班回采后，經(jīng)過一段時間的壓力作用，頂煤垮落充分，可以提高放煤效率。

（6）采取的特殊安全措施：①加強管理和工作面瓦斯監(jiān)測，預防工作面瓦斯超限；②加強工作面上下口管理，工作面上下口5m范圍內(nèi)不放煤，防止上隅角瓦斯超限；③初采期間少放煤，防止初次來壓頂板大面積垮落，給工作面帶來巨大沖擊；④頂煤破碎段不得放煤。防止放煤時支架頂部頂煤抽空，造成支架失穩(wěn)；⑤及時封幫、剎頂，防止片幫和漏頂，保持支架頂部煤層的完整性；⑥放煤結(jié)束后及時封住放煤口，防止漏矸、竄矸。

3 炮采放頂煤在1554_下N工作面的應用

在安全采完地質(zhì)條件較為簡單的11051A、11051B工作面后，又對地質(zhì)構造復雜的1554_下N工作面試采。

1554_下N炮采放頂煤工作面所采煤層為五層煤，煤層厚度5.5m（1554_下N炮采工作面北部網(wǎng)下煤層平均厚度3..3m），煤層普氏硬度2.0。該工作面抓底板由南向北回采。其北部已采過上分層，南部走向長度150m，地質(zhì)構造復雜，是原分層開采難以回采的區(qū)段。在1554_下N工作面南部分布大小斷層、褶曲14條，其中有兩條斷層幅度大于1.5m，四條褶曲幅度大于2.5m。

回采中，根據(jù)掘進中遇到的構造情況以及坑透資料確定的構造在工作面中的位置，工作面在遇構造前局部提前進行破底板或留底煤回采，使工作面順利采過構造帶。

由于受構造的影響，工作面局部頂煤比較破碎，回采中堅持用風鎬、手鎬落煤，刨梁窩鋪網(wǎng)挑梁，挑完梁后再逐炮放底眼。支架頂部用小桿剎頂，煤幫用荊芭和小桿進行全斷面封幫，防止片幫漏頂，并在此段增設戧柱，增加支架的穩(wěn)定性。在沒有構造影響的地方，煤層硬度大，局部頂煤隨著放頂垮落不充分，并且垮落塊度較大，給放煤工作帶來較大困難，針對這個問題，采取了頂煤預爆措施，效果顯著。

隨著工作面推近1554N上切眼，加快了上山推進速度，使工作面與1554N上切眼交角大于10°，確保工作面由上向下逐段揭露老巷。減小每巷揭露老巷的長度，從而減小過巷對整個工作面安全生產(chǎn)影響的范圍， 有利于重點部位重點管理。而且在工作面由上而下逐步揭露老巷時，過巷段老巷的積聚瓦斯提前得到了釋放，確保了安全生產(chǎn)。

在1554_下N工作面成功回采結(jié)束后，總結(jié)出了在地質(zhì)構造復雜區(qū)用普通支架炮采放頂煤回采技術、人工假頂下普通支架炮采放頂煤回采技術和普通支架炮采放頂煤工作面過上部老巷技術。

4 結(jié)論

經(jīng)過長期的理論與實踐相結(jié)合，技術部門總結(jié)出了一套較成熟的普通支架炮采工作面放頂煤回采技術。在1554_下N炮采放頂煤工作面回采結(jié)束后，又在地質(zhì)構造復雜區(qū)成功地布置回采了11055、1556炮放工作面，地質(zhì)構造簡單區(qū)布置回采了11053、1552炮放工作面，并且1552炮放工作面成功推采過頂部回風上山。

通過統(tǒng)計分析，厚煤層放頂煤回采比分層回采巷道萬噸掘進率大幅度降低，回采材料消耗減少二分之一，工效和工作面產(chǎn)量均提高近三分之一。由于分層回采受地質(zhì)構造影響，在地質(zhì)構造復雜區(qū)，難以布置工作面進行回采或只能局部回采，而放頂煤回采只要斷層或褶曲的幅度不大于3.0m都可以布置工作面進行回采，因此厚煤層放頂煤回采提高了采區(qū)回采率。

自從厚煤層炮采放頂煤回采在一礦推廣應用后，一礦采掘接續(xù)緊張的局面得到了緩解，礦井年產(chǎn)量由原45萬t增加到60萬t，全礦由虧損轉(zhuǎn)為盈利。

（李長貴 汪軍 楊樹賀）