房柱式开采的掘进工艺与煤柱回收及支护

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[摘 要]本文主要阐述了房柱式开采的掘进工艺、煤柱回收工艺、顶板支护等技术问题。

[关键词]房柱式开采 掘进工艺 煤柱回收 支护

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0339-01

在连续采煤机房柱式开采体系中，先应掘进巷道构成房柱式开采工作面，然后，再回收煤柱。目前，在高产高效工作面的回采巷道掘进中，也是采用连续采煤机及配套设备完成的。

1、掘进工艺

1.1、巷道掘进工艺。通过连续采煤机滚筒的上、下移动把煤截割下来，完成落煤。连续采煤机上装有扒爪装载机构和中部输送机，被切割下来的煤落入扒爪机构，通过扒爪臂连续把煤装入中部输送机，随即转运到等候在连续采煤机后面的运煤车内。运煤车往返在连续采煤机和给料破碎机之间把连续采煤机落下的煤通过运煤车运至给料破碎机上，再由给料破碎机转运到带式输送机上把煤运出。采用铲车清理巷道的浮煤、淤泥，确保巷道畅通。巷道顶板采用锚杆支护。在连续采煤机掘进到规定距离后，迅速退出并转入另一条巷道进行掘进。这时锚杆钻机进入已掘出的巷道完成钻孔，搅拌药卷、安装锚杆等工序。

1.2、连续采煤机截割方式及截割循环。

（1）切槽和采垛工序。连续采煤机以切槽和采垛两个工序完成巷道掘进的，每次掘进深度为5m，以保证采煤机操作人员始终处于有永久锚杆支护的安全范围内，同时兼顾正规的截割循环作业。在具体工作中，此距离要按巷道顶板的稳定程度和通风、安全的要求有所变化。

（2）截割方式和截割循环。不管是切槽还是采垛工序，连续采煤机的截割方式相同。连续采煤机截割时，要把其截割头调整到巷道顶部，把截割头切入煤体，切入深度一般与截割头直径相等；再截割头由上向下切割煤体，在截割头割到煤层底部时，连续采煤机稍向后退，割完底煤，使巷道底板平整，并装完余煤。再把连续采煤机截割头调整到巷道顶部，这样就完成了一个截割循环。连续采煤机截割头完成从顶板到底板截割，再到顶板这一过程即为截割循环。每一个截割循环进一刀，即工作面向前推进约一个滚筒直径的距离。

以上截割循环反复进行，直到掘进进尺达5m时，连续采煤机就转移到下一条巷道或联络巷进行作业，若煤质过硬，截深可适当减小。如果切入深度为0.857m，经过6次循环掘进就可达5m。

1.3、巷道掘进顺序。5条平巷布置的连续采煤机掘进顺序。在连续采煤机在第一条平巷内作业时，锚杆钻机正在第5条平巷中安装锚杆。在连续采煤机向前掘进5m左右完成作业任务后，就转移到第2条平巷。这时锚杆钻机也完成了在第5条平巷的安装锚杆工作，随之转移到第1条平巷中安装锚杆。在连续采煤机完成第2条平巷的掘进作业后，把依次转入第3、第4和第5条平巷作业。此后，又从第一条平巷开始下一个循环，这样往复循环，5条平巷同时向前推进。

1.4、各个工序之间的配合。在正规循环作业中，连续采煤机操作人员要在运煤车空车停稳后，马上开机截割或装煤，运煤车空车尽量及时运行到采煤机后等待装煤，为提高采煤机的工作效率，锚杆钻机与连续采煤机采用平行作业方式，在连续采煤机从一条巷道中完成作业退出后，锚杆钻机马上进入该巷道进行支护。2台运煤车一定要根据空重车运输路线尽量平行作业，以降低采煤机停机率。铲车操作人员要及时开动铲车清理巷道浮煤和浮矸，并且准备好工作面所需物料。给料破碎机操作人员要保证运煤车及时卸煤和破碎。各个工种作业人员应互相协调尽可能安排平行作业，充分利用工时，提高生产效率，尤其是坚持正规循环作业，确保工作面安全生产和设备高效运转，实现稳产、高产。

2、煤柱回收工艺

连续采煤机房柱式开采系统中，在区段平巷 （煤房）全部掘完后，连续采煤机开始后退回收煤柱。煤柱回收方式较多，具体要按煤柱尺寸和围岩条件确定。煤柱回收分为全部回收方法和部分回收方法。

2.1、煤柱回收方法。煤柱全部回收法一般仅留小三角煤柱护顶，在采煤工艺能够实现的条件下，要尽量全部回收煤柱。在煤柱回收时一定要架设切顶支柱，以确保安全生产。煤柱部分回收法是利用所留的部分煤柱护顶，仅需少量架设切顶支柱。

2.2、煤柱回收方式。连续采煤机房柱式开采时，为有效回收煤资源，要采用煤柱全部回收法。按连续采煤机切割顺序，煤柱全部回收法可分为劈柱式、仓翼式和外进式几种回收方式。

（1）劈柱式回收煤柱方式。这种回收方式是在煤柱中间开掘通道（即劈柱巷），掘进方向与煤柱的长边平行，劈柱巷将煤柱分成2条窄煤柱。劈柱巷的顶板采用锚杆或点柱支护，按需要也可选用混合支护方式。采两侧煤柱时，不需要支设临时支护，连续采煤机斜切进刀的深度要使采煤机操作人员处于最外一排锚杆支护之下。防止窝工，保证有足够数量的作业点，劈柱式回收可在两个以上煤柱中同时进行。

劈柱式煤柱回收方式容易顶板管理、通风管理，工序简单，但在劈柱时需同时在二个煤柱开采，作业点不集中，适用于中等尺寸的煤柱回收。

仓翼式煤柱回收方式作业点集中，但顶板管理、切顶支护和通风条件复杂，适用于大煤柱回收。

（2）外进式回收煤柱方式。适用于窄煤柱的回收，煤柱尺寸长而薄，采掘区不需要锚杆支护。外进式回收方式及切割顺序。一般是从平巷开始向煤柱斜切进刀。

外进式煤柱回收方式易于顶板管理、通风管理，工序简单，适用于窄煤柱的回收。

3、顶板支护

3.1、巷道掘进时顶板支护。房柱式开采系统中，平巷、联络巷的掘进采用连续采煤机，沿煤层顶底板掘进，断面为矩形，宽度般为5.0m-5.5m。巷道支护采用树脂锚杆支护，端头锚固，锚杆直径似6mm，长度1.7m-2.1m，锚杆布置形式为矩形布置，锚杆间排距为1.0-1.2m，锚杆锚固力应大于50kN。锚杆支护机具选用双臂锚杆钻机，用以完成定位、钻孔和安装锚杆等作业工序。

3.2、煤柱回收时顶板支护。

（1）切顶支柱。为确保煤柱回收时人员和设备的安全，要在靠采空区的边缘支设切顶支柱，随着煤柱的回收，切顶支柱要不断向前移动，在煤柱以劈柱式回收时，劈柱巷的顶板采用锚杆支护。连续采煤机切割窄煤柱时，要在采空区边缘支设两排切顶支柱，连续采煤机切割完第1刀后，要架设新的两排切顶支柱，再回撤出靠近采空区边缘的切顶支柱，连续采煤机再开始切割第2刀，重复以上循环直到切割完该窄煤柱为止。由于连续采煤机操作人员是在永久支护的保护下操作，因此在切割窄煤柱期间不需锚杆支护。

（2）履带行走式液压支架支护方式。煤柱回收时采用履带行走式液压支架支护顶板是一种先进的支护方式，随着行走式支架的向前推进，顶板不断冒落充填采空区，可防止大面积顶板来压。采用行走式液压支架支护能减少顶板事故；确保人员和采煤机的安全。