[科普中國(guó)]-π型鋼梁放頂煤技術(shù)

π型鋼梁放頂煤工作面支護(hù)采用π型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)，工作面采用放炮落煤，人工破網(wǎng)放煤，采放分別進(jìn)行。根據(jù)不同的煤層條件和開(kāi)采技術(shù)條件，炮采放頂煤工作面可以選擇不同的作業(yè)形式。采用炮采放頂煤開(kāi)采，工作面沿底推進(jìn)，避免了因分層開(kāi)采而帶來(lái)的諸多問(wèn)題，提高了回采率。

π型鋼梁放頂煤的特點(diǎn)π型鋼梁放頂煤工作面支護(hù)采用π型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)，工作面采用放炮落煤，人工破網(wǎng)放煤，采放分別進(jìn)行。在煤層賦存條件變化較大或技術(shù)水平較低的地區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，使用中取得了較好的效果1。

工藝流程1.工作面支護(hù)

采用單體液壓支柱配π型鋼梁對(duì)棚支護(hù)，每對(duì)棚5根支柱，主梁為一梁三柱，副梁為一梁二柱。主副梁間距150mm，對(duì)棚間距為600mm，最大控頂距3.4m，最小控頂距2.4m。

2.落煤、裝運(yùn)煤及移梁

采用放炮落煤，一般布置雙排眼，放完炮后及時(shí)移主梁，打臨時(shí)支柱，做到及時(shí)支護(hù)。爆破后人工裝煤，工作面輸送機(jī)采用可彎曲刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)。

3.移梁、放頂

當(dāng)落煤清理裝運(yùn)完后，開(kāi)始移主梁并打主梁正規(guī)柱（貼幫柱），同時(shí)在梁上沿工作面走向鋪設(shè)頂網(wǎng)。主副梁與煤壁保持垂直并與煤壁接實(shí)，不留空頂。

采用全部垮落法處理采空區(qū)，隨著移副梁放頂煤，頂板逐漸自然下沉，垮落，以完成放頂工作。

4.放頂煤

放頂煤采用分段、多輪作業(yè)方式。放煤口布置在刮板輸送機(jī)斜上方0.3-0.5m左右。放煤口規(guī)格為400mm×400mm，每次不可過(guò)量放煤，以人工堵口控制放頂煤量。采取間隔多次將頂煤充分放出。

放煤后要及時(shí)調(diào)整歪斜棚梁，保證支柱有力，頂幫牢固，見(jiàn)矸堵口，必要時(shí)打點(diǎn)支柱以加固擋矸2。

作業(yè)形式的選擇根據(jù)不同的煤層條件和開(kāi)采技術(shù)條件，炮采放頂煤工作面可以選擇不同的作業(yè)形式。下面以河南超化煤礦采用過(guò)的幾種作業(yè)形式為例進(jìn)行說(shuō)明。

（1）首先采用“一采一放一檢修”三八制作業(yè)，實(shí)行正規(guī)循環(huán)作業(yè)。采面單產(chǎn)達(dá)到26萬(wàn)t/月、工效達(dá)到8.25t/工，分別比分層開(kāi)采提高了44.5%和61.8%，取得了良好的效果。該作業(yè)形式的優(yōu)點(diǎn)是：采面用工少，工效高。其缺點(diǎn)是當(dāng)煤層厚度較大時(shí)，放煤班8h頂煤放不凈，煤炭回收率低，另外，8h的檢修班工作量小，只需8h就能檢修完畢，有5-6h的工時(shí)白白浪費(fèi)。

（2）為解決“一采一放一檢修”作業(yè)形式存在的問(wèn)題，應(yīng)用“一采二放”，利用第2個(gè)放煤班的后2h檢修的作業(yè)形式，即一班采煤，兩班放煤。其優(yōu)點(diǎn)是：放煤時(shí)間充足，煤炭回收率高，勞動(dòng)用工少，工效高；其缺點(diǎn)是：第2個(gè)放煤班僅用2h就將頂煤放完，而剩余的2h未能充分利用。

（3）針對(duì)“一采二放”作業(yè)形式的缺點(diǎn)開(kāi)始探索“二采一放”，利用放煤班前2h檢修的作業(yè)形式，即第1個(gè)采煤班用6h采煤，采放煤班前2h檢修，后一個(gè)采煤班6h采煤、2h放煤，放煤班前2h檢修，后6h放煤。其優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)萎a(chǎn)高，工效高，采煤、放煤、檢修工時(shí)利用充分，另外，在第1個(gè)采煤班不能及時(shí)垮落的上部三角頂煤，到第2個(gè)采煤班移副梁時(shí)可徹底垮落，放煤班能徹底地將頂煤放凈；缺點(diǎn)是對(duì)工人、管理人員技術(shù)素質(zhì)要求高，工程設(shè)備管理如果跟不上，容易打亂正規(guī)循環(huán)。

（4）“邊采邊放”即前半班采煤，后半班放煤。其優(yōu)點(diǎn)是單產(chǎn)高、工效高，各工序配合緊密有序，工時(shí)利用充分，能最大限度地發(fā)揮采面生產(chǎn)能力；缺點(diǎn)是各工種交叉作業(yè)多，容易相互影響，同時(shí)對(duì)工人的技術(shù)水平和管理人員的管理水平要求更高。

（5）兩個(gè)工作面應(yīng)用以上4種作業(yè)形式過(guò)程中均采用1m的放煤步距，實(shí)行間隔、多輪、多次放煤方式放煤，上覆巖層移動(dòng)無(wú)顯著差別，采面初次來(lái)壓和周期來(lái)壓均不明顯2。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果（1）投資少，見(jiàn)效快。炮采放頂煤工作面的設(shè)備為：?jiǎn)误w液壓支柱、π型鋼梁及一部刮板輸送機(jī)。與炮采工作面的設(shè)備相比，僅將鉸接頂梁換成了π型鋼梁、單體柱總數(shù)多了一百多根。投資基本持平，但設(shè)備占用時(shí)間少。

（2）產(chǎn)量大，工效高。某礦炮采隊(duì)采用炮采放頂煤，最高月產(chǎn)達(dá)5.61萬(wàn)t，平均月產(chǎn)4.9萬(wàn)t，平均工效12.5t/工。而該礦過(guò)去用分層開(kāi)采，月產(chǎn)為2.2萬(wàn)t，工效約2t/工。

（3）掘進(jìn)率及維護(hù)量低。采用炮采放頂煤，全厚度一次回采，減少回采巷道、切眼的開(kāi)掘數(shù)量。由于一次回采，總回采時(shí)間短，占用巖巷時(shí)間短，而且聯(lián)絡(luò)巷也不需恢復(fù)與維護(hù)，大大減少了維護(hù)工作量及維護(hù)費(fèi)用。

（4）材料消耗少。采用炮采放頂煤，頂煤靠礦壓和自重作用自然下落，減少了火藥、雷管和假頂材料的用量，降低了開(kāi)采成本。

（5）對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，回采率高。分層開(kāi)采時(shí)，往往分層采高掌握不好，留頂、底煤嚴(yán)重，常造成局部不可采，影響了回采率。

采用炮采放頂煤開(kāi)采，工作面沿底推進(jìn)，避免了因分層開(kāi)采而帶來(lái)的諸多問(wèn)題，提高了回采率。某礦煤厚變化大，采用分層開(kāi)采，丟煤十分嚴(yán)重，回采率很難達(dá)到70%，而使用炮采放頂煤開(kāi)采回采率可高達(dá)88%3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)