1概述
翟鎮(zhèn)煤礦是1993年投產(chǎn)的現(xiàn)代化礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬(wàn)t，2002年為225萬(wàn)t。目前為單水平單翼開(kāi)采，4個(gè)生產(chǎn)采區(qū)，4個(gè)采煤隊(duì)，全部為高檔普采，支護(hù)方式為單體支柱加金屬鉸接頂梁聯(lián)合支護(hù)。主采4層煤，平均厚度在2.8m左右，厚度變化較大。由于支柱的工作行程不能適應(yīng)煤層厚度的變化，造成煤炭資源的浪費(fèi)；由于活柱伸出量大，造成支護(hù)穩(wěn)定性差，工作面安全得不到保證；由于人工支柱、回柱，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，勞動(dòng)量大。基于上述原因，在充分分析論證的基礎(chǔ)上，采用輕型掩護(hù)式支架對(duì)回采工藝進(jìn)行了改革，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
2可行性分析
2.1煤層條件
主采煤層為2#,4#煤層，基本條件如下：2＃煤，厚0~4.24m，平均厚度1.97m,目前開(kāi)采區(qū)域厚度為1.5~2.5m，復(fù)合頂板。直接頂厚度0.1~1.3m，主要為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，極易冒落，頂板管理難度大；老頂為灰白色較堅(jiān)硬的中細(xì)砂巖，厚度1.5-10m。底板為粉砂巖與泥巖互層，厚度4m,受壓時(shí)極易出現(xiàn)底板變形，造成支柱鉆底，從而影響工作面的支護(hù)質(zhì)量。煤層傾角一般不大于25度。
4#煤,厚度0~3.81m,平均厚度2.6m,為復(fù)合頂板。開(kāi)采中頂板極難控制，頂板管理難度大。底板一般為粘土巖，極易出現(xiàn)支柱鉆底。煤層傾角一般不大于25度。落差在3m以內(nèi)的斷層及破碎帶分布較多。
通過(guò)對(duì)已經(jīng)成功使用輕型掩護(hù)支架的峰峰礦務(wù)局新三礦的調(diào)研分析可知，我礦2#、4#煤層的賦存條件與新三礦3#煤層有較多的相似之處，與支架所要求的煤層條件基本適應(yīng)。在2#煤目前開(kāi)采區(qū)域厚度為1.5-2.5m的條件下，采用輕型支架一次采全高技術(shù)，由于支架的工作阻力大而對(duì)底板的比壓小，可以解決復(fù)合頂板的管理難度大和松軟底板支柱鉆底的問(wèn)題。當(dāng)煤層厚度增大符合放頂煤開(kāi)采條件時(shí)，再同時(shí)實(shí)施放頂煤。4#煤目前厚度為2.5-3.2m.也可采用輕型綜放支架一次采全高或?qū)嵤┓彭斆洪_(kāi)采，既能解決復(fù)合頂板管理難度大和松軟底板的支柱鉆底問(wèn)題，保證較好的支護(hù)效果。又能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，提高煤炭資源回收率。
2.2井巷與裝備條件
目前的高檔普采工作面，生產(chǎn)設(shè)備能力較大，煤機(jī)、泵站、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶等運(yùn)輸設(shè)備基本上可以配套使用。主要開(kāi)拓及準(zhǔn)備巷道都是按照綜采要求設(shè)計(jì)的，能夠滿足輕放支架運(yùn)輸要求：局部回采巷
道受礦壓影響變形較大的區(qū)段適當(dāng)擴(kuò)修后也能滿足要求。
2.3頂板條件
礦壓觀測(cè)結(jié)果表明，我礦4#煤層工作面直接頂初次垮落步距為9-13m,屬于2類中等穩(wěn)定頂板；基本頂初次來(lái)莊步距為22m?；卷敵醮蝸?lái)壓當(dāng)量為：
Pe＝241.31n(Lf）一15.5N＋52.6hm
式中Pe—基本頂初次來(lái)壓當(dāng)量，kN/m2;
Lf——基本頂初次來(lái)壓步距，m;
N——直接頂充填系數(shù)，N=hi/hm;
hm—煤層采高，m;
hi—直接頂厚度，取實(shí)測(cè)值4.5m。
將實(shí)測(cè)參數(shù)代入上式，有：
Pe＝873.75kN/m2
由于Pe<895,所以工作面基本頂屬于I級(jí)，來(lái)壓不明顯。
資料表明，目前國(guó)內(nèi)使用的所有輕型支架，都能適應(yīng)我礦的煤層頂板條件。
