涡北煤矿综采放顶煤运输巷层位布置的探讨分析

任建国 徐佳永

摘要：我国放顶煤开采技术经过20多年的研究和实践，已经成为一种投资低、产量高、效益好且适用于特厚及厚煤层开采的采煤方法。近年来厚煤层综放开采技术在复杂地质条件得到了突破，解决了采出率低的问题。目前广泛采用的综放工作面巷道布置方式为回风巷及运输巷沿巷道底板布置。但在回采过程中巷道变形致使设备及人行通道受限、煤顶下顶板支护难、掘进效率低、生产期间巷道变形量大、维护困难等问题制约了综放开采技术的发展。针对该问题，涡北煤矿8204里综放工作面采用运输巷由原有的“U”型棚支护跟82煤顶施工改变为“平顶棚”配合锚索梁主动支护跟81煤顶板施工。通过层位的改变，现对两种不同层位施工进行探讨，总结了先进经验。

关键词：层位;掘进效率低;巷道變形

一、基本概况

涡北煤矿主采煤层为较稳定的81、82煤层。81煤厚2.9-8m，平均3.88m，82煤可采煤厚2.0～3.0m，平均2.51m。81、82煤层间距5.1～11.0m，平均6.39m。煤层硬度系数0.25，直接底与伪顶均为泥岩，为“三软”煤层。采煤方法为单一走向长壁后退式综采放顶煤。工作面割煤高度为2.5m，放煤高度4.69m（含夹矸0.8m），工作面采放比为1：1.867，放煤步距0.6m。

二、设备选型

液压支架型号：ZF8400/18/34

过渡支架型号：ZFG10000/21/32

煤机型号：MG500/1180-AWD

超前支架型号：ZQL2×4000/18/35

前、后部运输机型号：SGZ-764/800

中双链刮板转载机型号：SZZ800/400

轮式破碎机型号：PLM3000

可缩性胶带运输机型号：DSJ100/100/2×200（1部）

DSJ100/100/2×125（2部）

三、运输巷层位布置优缺点对比

3.1煤顶下掘进布置（如图一）

运输巷沿82煤底板掘进，巷道断面4.8m×3.6m，采用“36U”型钢三心拱棚支护，棚距500mm，帮部14°扎角，加锁腿锚杆、索梁。

3.1.1  运输巷沿煤层底板布置优点：①巷道跟底掘进利于煤炭资源回收。②工作面下部14架至机头跟底板回采利于支架稳定。

3.1.2  运输巷沿煤层底板布置缺点：①煤顶下掘进，顶板易冒落支护困难，安全威胁大，效率低不利于矿井接替。②回采期间受采动压力影响，煤冒落段“U”型棚极易变形，影响采煤设备布置及通风行人，后期需重新改棚支护，增大了职工劳动强度和安全风险。③工作面倾角大，端头管理难度大。④机巷超前支架不能配套使用，需人工抹帽，架棚。

3.2运输巷沿煤层顶板掘进留煤底布置（如图二）

运输巷沿81煤顶板掘进，巷道断面4.8m×3.6m，采用“36U”型钢三心拱棚支护，棚距600mm。顶部采用锚索Φ17.8/6300mm配合矿用11#工字钢补强加固，走向布置在巷道偏中1.0m处，共计2道，间排距：2000×1200mm;锚索梁长3400mm，锚索确保生根在81顶板稳定岩层中;帮部锁腿布置2道，距底板600mm、1400mm各1道，交错布置。

运输巷沿煤层顶板布置优点：①实现跟顶快速掘进，有利于矿井接替。②主动支护巷道变形量小，利于设备布置。③减小工作面倾角，利于支架管理。④配置超前架，降低安全风险，减少劳动力及材料投入。

运输巷沿煤层顶板布置缺点：①下端头14架穿煤段由81煤穿至82煤影响下部资源回收，留煤底掘进，造成部分资源浪费。②穿煤段为煤顶煤底，支架易出现“歪斜”。

3.3运输巷跟底掘进和跟81顶掘进对比

3.3.1  8204里工作面运输巷跟81顶掘进期间，每月单进由100m提高到150m，单进提高1/3，实现快速推进。

3.3.2  回采期间，运输巷巷道变形量小，实现采煤设备布置最优化。

3.3.3  采用平顶棚，运输巷布置超前支架，实现标配无单体。

三、层位确定

涡北煤矿8204里综放工作面运输巷根据两种层位的优缺点对比，采用跟81顶留煤底掘进方式，在生产中取得了较好的成果，同时针对存在的问题，特采取了有效的措施。

3.1  针对14架以下煤底段支架易出现歪斜，采取了使用1.2m半圆木采取平面向下沿倾向铺设在支架底座强化底板，取得了良好的效果，杜绝了支架歪斜。

3.2  严格控制工作面生产用水四处流窜，软化底板。①工作面加强检修，杜绝支架窜漏液。②机尾运输机冷却水，采取铺设专用管路至机巷集中抽排。减少水对下部煤底段底板的侵蚀。

3.3  加强运输巷资源回收。利用检修班安排专人对运输巷进行卧底，降低工作面运输机头，最大限度的回收煤炭资源。

通过8204里工作面运输巷跟顶板留煤底掘进，提高了掘进效率，保证了矿井接替，生产中提高了单产水平，降低了安全风险，同时能够优化配套大功率综采设备。