煤礦支護改革經驗交流材料

　　煤礦支護改革經驗交流材料

　　一、概述

　　平壩縣樂平鄉駱子洞煤礦位于平壩縣西部樂平鄉架布片區高坡村，始建于1996年，主采龍潭組M8、M9煤層，原設計能力6萬噸/年，采用平硐暗斜井開拓。駱子洞煤礦屬技改礦井，現設計生產規模為21萬噸/年，設計服務年限13年。根據貴州省煤炭管理局、貴州省發展和改革管理委員會、貴州省經濟貿易委員會、貴州省國土資源廳、貴州省煤炭管理局、貴州省環境保護局(黔煤呈〔2006〕25號文件《關于批復安順市六縣(區)煤礦整合、調整布局方案的請示》;駱子洞煤礦屬于安順市27處技改礦井之一，為私營企業。

　　為做好煤礦頂板的安全管理，根據貴州省經濟貿易委員會、貴州省財政廳、黔經貿能源<2007>14號關于做好《申報2008年煤礦安全技術改造項目工作》的通知的文件精神 ，平壩縣駱子洞煤礦在國家政策的扶持和市、縣政府及各級主管部門的大力幫助下，我礦堅持以人為本和全面落實科學發展觀，選用先進的設備管理頂板，防范和杜絕頂板事故。2007年駱子洞煤礦組織人員到山東新汶礦務局參觀學習綜采支護先進工藝，并結合我礦地質條件、頂板、底板巖層強度，選用掩護式液壓支架支護我礦采煤工作面符合我礦實際開采情況。

　　2008年上半年我礦多方籌措資金2100多萬元購買采面支護設備及采煤設備，下半年我礦8101綜采工作面試運行，工作面走向長度620m，工作面傾斜長度100m，采用采煤機割煤，采場刮板運輸機運輸，采面出口用刮板運輸機轉載運輸，順槽采用阻燃型膠帶輸送機運輸。工作面采用2Y2400/12/26二柱掩護式液壓支架支護、MG150/350—WD電磁調速電牽引采煤機割煤、SGD630/2×110型刮板輸送機運輸等電氣設備。

　　2005年來我礦開始投入大量資金進行礦井巷道、采面支護改革。采面從開始木支護、摩擦金屬支柱到單體液壓支護再到2008掩護式液壓支架支護，4年內我礦采面支護材料經歷3次大的變革，巷道由原來的木支護更換為礦用工字鋼、錨桿支護。經過這幾年來在對頂板管理，支護材料上進行了一系列的支護改革;我礦在支護改革中取得了顯著成效，生產能力逐年提高，頂板事故得到有效控制，礦井抗災能力大幅提高。在這一次難得的頂板管理交流中，駱子洞煤礦在巷道、采面頂板管理支護方式的選擇，在提出對頂板管理的建議方面，不足之處敬請各位領導批評指正。

　　二、原用支護方式及效果

　　駱子洞煤礦現在開采龍潭組M8號煤，煤層偽頂為粘土巖，平均厚度1.5m，巷道揭露后偽頂易分化，產生片幫漏頂現象嚴重，本礦原巷道支護采用木棚支護，由于木材支護高度有限，抗壓差、易腐爛和使用周期短等原因，導致巷道變形快、維修量大、重復投資，主要巷道不能在使用期限內滿足行人、運輸、通風等條件的需要。

　　駱子洞煤礦采煤工作面原采用木柱、摩擦金屬支柱配合絞接頂梁支護，上述支護材料對頂板初撐力小，切頂困難，支柱容易被壓成 “死柱”，控制頂板效果差，抗災能力弱，局部冒頂事故發生率較高，支柱丟失較多。工作面有時難以實現正規循環作業，切頂線外浮煤無法回收，回采過程中需要留設煤柱支撐頂板，煤炭回收率60%，煤炭資源回收率低。根據統計，采用坑木支護，我礦每生產1萬噸煤將消耗25—30m3坑木，我礦以年產21萬噸計算，年消耗坑木量將達到525—630m3，采用單體液壓支護背頂打木楔，每采1萬噸煤將消耗木材4—6 m3，年產21萬噸將消耗木材84—126 m3，大量的木材被消耗。工作面改為使用單體液壓支柱后，當遇破碎頂板時，難以支護，背頂用木材消耗大。當底板較軟時，支柱插入底板量較大。當煤壁偏幫嚴重時，很難做到及時支護、護幫難等，安全管理難度較大，工作面漏頂事故很難控制。

　　三、 現在支護方式及效果

　　現在巷道采用砌碹、錨桿支護。支護效果得到了提高，有效控制了頂幫事故，巷道的維護量減少，降低了支護成本，掘進工作開展順利，生產系統運作順暢，安全工作得到基本保障。

　　2008年駱子洞煤礦采煤工作面使用掩護式液壓支架支護，它是以高壓液體為動力，實現支撐、切頂、擋矸、前移推輸送機等一整套動作自動，具有足夠的通風斷面5.1M2，能隨采煤機割煤后即時支護，有較大的遮蓋率，不漏矸。實現此項技術改造，全面提高了我礦的機械化水平，提高煤炭產量、質量、效率及回采率，大大改善了安全生產條件，增加了礦井的經濟效益及不可估量的安全效益。

　　四、巷道的支護方式選擇比較：

　　1、駱子洞煤礦采煤工作面上下區段運輸巷道采用錨桿支護：

　　(1)錨桿支護施工工藝簡單，而架棚支護施工工藝復雜。

　　(2)在支護后凈斷面相同條件下，煤巷用錨桿支護比用架棚支護掘進毛斷面小1.9～4.2m2，(如綜采大切眼，毛斷面都是18m2，凈斷面為15m2，綜采上下區段巷，毛斷面都是9.1m2，凈斷面為7.2m2)少掘巷道斷面積25%，從而提高了斷面有效利用率。

　　(3)架棚支護的巷道爆破時常出現歪棚或倒棚的現象，而錨桿支護的巷道爆破時不會有這種倒棚扶棚現象，從而提高了工時的有效利用率。

　　(4)架棚支護的巷道，受上下兩側擠壓的影響易變形，常出現前面掘進一段，后巷變形嚴重，不得不停掘進行后巷維修，而錨桿支護的巷道，在服務期間基本上不維修，基本上杜絕了巷道前掘后修的現象，節省了大量時間。正因為錨桿支護巷道掘進速度快，保證了采與掘的接續。

　　2、 改善巷道支護狀況 提高掘進工作面進度，由于錨桿支護能對巷道圍巖主動及時支護，而且支護效果好，頂板下沉量小，巷道維護量小，降低了掘進工作面的支護費用

　　錨桿支護與金屬棚支護、木棚支護相比，節約了大量掘進支護費用，且有顯著的經濟效益。在支護后凈斷面相同的條件下，煤巷用錨桿支護比用架棚支護節省支護成本費和維護費在200～1100元/m，我礦每年錨桿支護巷道達600m以上，由此每年降低掘進工作面支護費和維修費用可達20萬元以上。

　　五、回采工作面支護方式的選擇

　　1、采面使用掩護式支架支護

　　駱子洞煤礦采煤工作面煤層厚度為1.6—2.7 m，煤層結構變化復雜，為了回采工作面的安全生產，有效的控制頂板事故，防止頂板冒落，我礦采面2008年采用2Y2400/12/26二柱掩護式液壓支架，采用全部垮落法管理頂板，支撐高度范圍為1200～2600mm，工作阻力為2472KN/架，單個支架支撐面積4.7m2，支護強度能滿足支護采場頂板的要求。采用掩護式液壓支架，能隨著采煤及時支護，以高壓液體為動力自動前移，實現支護機械化，有效解決了破碎頂板和松軟煤層片幫、陷底等支護難題，杜絕漏頂事故，安全效益十分明顯。液壓掩護式支架，能有效控制頂板，工作面無殘留煤柱，煤炭回收率達98%以上，從而提高煤炭回收率，大大降低煤炭資源的浪費。掩護式液壓支架同時具有通風條件好，頂板管理機械化可靠，大大改善了采煤工作面工作環境，降低了勞動強度，并且極大的提高回采工作面的生產能力。

　　2、采面支護成本

　　我礦布置采寬100 m的采面需用支架70架，其中備用支架3個，單個架子支撐寬度1.5m，單價為11.5萬元，合計支架成本為805萬元。布置這樣一個普采工作面，采面需要單體柱1080根，其中備用柱249根，配套鉸接梁1050根，單體柱規格1.6—3.15m，平均單價850元/根，鉸接梁單價310元/根，裝備一個普采工作面支護成本為122萬元，綜采工作面支護成本高于普采工作面成本683萬元，綜采工作面支護先期投入成本大。從支護材料使用壽命角度分析，掩護式支架使用年限為10年，年維修率低于5%，無丟失，10年使用成本為950萬元左右。單體柱使用年限為3年，遇頂板淋水大區域，使用年限縮短至1年左右，年維修率達200%，年丟失、報廢率達10%以上，且隨著采面煤層厚度的變化，支護更換頻繁，備用支柱甚至多于采面先期的使用支柱，普采工作面采1萬噸原煤還需要木材6m3。兩者相比較，綜采掩護式支架支護與普采單體柱支護按10年使用時間和原煤產量計算，單體柱支護成本遠高于掩護式支架支護成本。

　　3、采面資源回采率

　　駱子洞煤礦原采用木支護及單體柱回采，由于開采煤層厚度變化大，偽頂厚等原因，導致支護力度不夠，煤炭資源浪費嚴重。使用單體柱配合鉸接梁管理頂板，資源回采率只有80%。使用掩護式支架支護頂板，安全程度高，資源回采率達95%以上，按我礦年產21萬噸計算，綜采工作面比普采工作面多回收資源3.15萬噸，用掩護式支架為我礦增加了回采率同時也緩解了掘進工作面的壓力，取得了資源與效益的雙豐收。

　　4、安全事故

　　頂板事故一直是我礦的主要災害，原采面使用單體柱支護時，漏頂、片幫事故很難控制，每年都會發生2-3起頂板事故，事故給受傷職工及親屬帶來痛苦，礦方在經濟上蒙受損失，同時也給平壩縣的安全生產工作產生負面影響。2008年我礦綜采掩護式支架裝備采面后，至今未發生過一起采面頂板事故，頂板事故率為零，支護設備的更換使我礦的頂板管理工作上了一個新臺階。

　　5、采面人員配備

　　普采工作面采用單體柱支護，人員配備多，打炮、放炮、攉煤、移溜、支護、回柱等一系列的工作，職工勞動強度大，安全系數低。布置寬度為100m的采面，普采工作面按三班制作業需配備職工75人，綜采工作面三班制作業只需配備職工40人，二班割煤一班檢修，職工勞動強度低，割煤、移架、推溜全部機械化作業，綜采人員遠低于普采工作面人員，安全系數大幅提高。

　　6、產量效益

　　我礦綜采工作面正常推進為單班5刀3m，日推進6m，煤層平均厚度2m計算，日產量為1750噸，月產量5萬噸，職工工效為43噸/天。普采工作面因操作工藝復雜，同樣的采面日推進度為1m，日產量為290噸，月產量0.87萬噸，職工工效為3.4噸/天。普采產量低于綜采，普采噸煤工資成本為31元，噸煤火工產品、木材消耗為10元左右。綜采工作面采噸煤工資成本為15元，無火工產品及木材消耗，按我礦設計月產2萬噸計算，綜采比普采節約工資成本32萬元，火工產品及木材消耗費用20萬噸，年生產21萬噸將節約生產成本546萬噸，所以說綜采的效益是非常可觀的。

　　六、加強頂板管理建議

　　煤礦頂板管理首先要確定適應本礦巷道斷面、圍巖性質、礦山壓力、巷道用途、服務年限、生產能力等選擇支護方式及材料。回采工作面支護應根據煤層厚度、頂底板巖性、地質條件、選擇適合的支護方式和材料。采用穩定性、可靠性高的掩護式液壓支架管理采面頂板十分重要。健全頂板管理制度，不折不扣嚴格執行。制定頂板系列標準和規范，作為日常頂板管理工作的依據，保證頂板管理工作有章可循，有制度可依。就要不折不扣堅持執行，這樣才能達到預防頂板事故的目的。重點加強班組建設，充分發揮班組長在頂板管理中的作用。他們是生產一線的指揮員和戰斗員，對生產情況、頂板情況、自然條件的變化等最熟悉，他們能夠帶頭遵章作業，遇到各種情況作出正確判斷和采取正確的措施，果斷處理，就可以避免頂板事故。加強他們的培訓和安全教育，提高他們的素質，使他們在頂板管理中發揮積極的作用。

　　平壩縣樂平鄉駱子洞煤礦

　　2009年11月15日