1 概述

太西集團(tuán)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(gòu)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(gòu)造越復(fù)雜，沿走向平均每40m就有一條斷層或褶曲，機(jī)組回采難以實現(xiàn)。設(shè)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(dá)到56%左右，萬噸掘進(jìn)率居高不下，企業(yè)虧損嚴(yán)重。

在市場經(jīng)濟(jì)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(jī)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(shù)。

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

2 炮采放頂煤在11051A和11051B工作面的應(yīng)用

經(jīng)過周密的準(zhǔn)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(jìn)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(dá)到82%。隨后又在1105B工作面進(jìn)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(dá)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(yīng)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(shù)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(hù)。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(jī)頭處架設(shè)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(jī)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(fēng)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(jī)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(qiáng)管理和工作面瓦斯監(jiān)測，預(yù)防工作面瓦斯超限；②加強(qiáng)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(yīng)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(gòu)造復(fù)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(gòu)造復(fù)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(jìn)中遇到的構(gòu)造情況以及坑透資料確定的構(gòu)造在工作面中的位置，工作面在遇構(gòu)造前局部提前進(jìn)行破底板或留底煤回采，使工作面順利采過構(gòu)造帶。

由于受構(gòu)造的影響，工作面局部頂煤比較破碎，回采中堅持用風(fēng)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(jìn)行全斷面封幫，防止片幫漏頂，并在此段增設(shè)戧柱，增加支架的穩(wěn)定性。在沒有構(gòu)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(yù)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(jìn)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(gòu)造復(fù)雜區(qū)用普通支架炮采放頂煤回采技術(shù)、人工假頂下普通支架炮采放頂煤回采技術(shù)和普通支架炮采放頂煤工作面過上部老巷技術(shù)。

4 結(jié)論

經(jīng)過長期的理論與實踐相結(jié)合，技術(shù)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(shù)。在1554_下N炮采放頂煤工作面回采結(jié)束后，又在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)成功地布置回采了11055、1556炮放工作面，地質(zhì)構(gòu)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(fēng)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(jìn)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(gòu)造影響，在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)，難以布置工作面進(jìn)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(jìn)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(yīng)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）