摘要：掩护支架采煤法在淮南矿区推广应用了40多年，在故障处理、回采工艺、改革创新以及安全控制等方面，都取得了良好的成效。本文从掩护支架采煤法出发，分析了在急倾斜煤层当中的柔性掩护支架的具体采煤工艺，最后分析了在实际的采煤工作当中掩护支架采煤工作面存在的问题以及相关的解决措施。
关键词：掩护支架采煤法；回采工作面；急倾斜煤层
1 掩护支架采煤法概述
掩护支架采煤法是在急倾斜的煤层开采面上安装一个木料和钢料构成的支架。这种支架可以隔开工作区和采空区。采煤工人在支架的掩护中进行回采。我国基本上使用的是平板型掩护支架采煤法。沿着区段的走向来划分条带，条带内掘进距离相差为6m的4条溜煤眼，贯通回风平巷和运输平巷。回风平巷扩巷需要安装24m长、小0.5m煤层厚度的掩护支架。工人采落的煤会从溜煤眼溜进运输平巷。回采完条带，就可以将支架拆除。掩护支架采煤法可以减少回采中的繁重劳动力，减少坑木的消耗。但是掘进的巷道工程量比较大，而且又较差的劳动环境。近些年来，掩护支架采煤法的施工技术也有了较大的改革，例如支架结构转变为八字形的钢梁试验了“ㄑ”型掩护支架等。掩护支架采煤法的施工技术，就是为了更好的采煤工作面的高效和生产安全。
2 柔性掩护支架采煤工艺
2.1 采煤系统
运输巷、回风巷掘进到边界后，距边界5m处掘一对斜巷，两巷间距5-8m，并沿倾斜每隔10-15m用联络巷贯通。斜巷贯通回风巷后，在回风巷中安装掩护支架。利用这两条斜巷逐步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成25-35°夹角的伪倾斜位置，形成伪斜采煤工作面。然后在掩护支架下进行回采。
正常回采过程中，不断在回风巷中接长支架，同时在工作面下端掩护支架放平地点拆除一段支架。在运输巷内沿走向每隔5-6m掘进溜煤小眼。工作面采下的煤，沿工作面铺设的溜槽，经溜煤小眼到运输巷的输送机。同时维持的溜煤小眼不少于3个。当工作面推进到采区上山眼附近时，在该处开掘一对收作眼，逐步将掩护支架下放成水平位置，然后全部回收。
2.2 掩护支架的结构
选用多边形掩护支架，掩护支架下宽2 m。整套柔性掩护支架主要由钢梁及钢丝绳构成。钢梁一般采用矿用工字钢，长度比煤层厚度小0.2-0.4m。选用的钢丝绳直径一般为25-30mm，一般用3根以上。
钢梁垂直于煤层顶底板并放在钢丝绳上，沿走向每米布置4-5根，钢梁之间夹方木，使钢梁保持200-300mm的间距，然后用螺栓和夹板将钢梁和钢丝绳连接成为一个整体。夹板用60mm×12mm的扁铁，螺帽用直径为12-16mm的圆钢做成；螺栓的长度根据钢丝绳直径大小，使能将钢丝绳夹紧，螺杆外露于螺帽不超过3-5mm为准。钢梁上面交错铺设2-3层竹笆（或金属网、荆笆）并用铁丝与钢丝绳连紧，以隔离采空区的矸石。
2.3 回采
在正常回采阶段，除了在掩护支架下采煤外，同时要在回风巷接长支架，并在工作面下端支架放平位置拆除一段支架。掩护支架下采煤包括打眼、装药、放炮、铺溜槽出煤及调整支架等项工作。炮眼布置根据架宽和煤的硬度来决定。因煤层比较松软，煤厚2.8m，架宽2m，布置单排地沟眼即可，眼距0.5-0.6m，眼深为1.2-1.6m。
工作面爆破以后，自下而上铺设溜槽，煤装入溜槽自溜到下部运输巷中。随着出煤，掩护支架自动下落，应随时注意调整，使掩护支架落到预定位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般用点柱控制掩护支架，使它在工作面中保持平直。钢梁应垂直顶底板，并根据煤层的倾角不同而保持2-5°的仰角。煤出清后，支架整体沿走向推进一定距离，一般为0.8-0.9m。然后拆除溜槽，再进行下一个循环的打眼放炮，出煤调架工作。架子下放的方式与爆破煤的顺序有关，爆破方式有工作面全长一次爆破和工作面自下而上分段爆破两种方式。
在工作面回采的同时，同样要在回风巷中不断接长掩护支架，以便连续回采。随着工作面向前推进，要及时拆除掩护支架下端的一段支架。将回收的钢丝绳、螺栓、钢梁等运回支架安装地点，重复使用。
3 柔性掩护支架工作面常见问题的处理
柔性掩护支架工作面所遇到的特殊问题主要有：遇断层、煤层厚度变化、过小眼、联巷、老巷、工作面出现断绳现象、水害问题、串矸问题、支架挂顶、啃底、悬空等问题。
（1）支架扭斜支架下放时产生扭斜是因为经过多次放架，钢绳受力而被拉伸，连接钢梁的螺丝、绳卡松动，没有及时检查拧紧，至使架子向伪斜面下滑集中或拉稀，因此必须加强支架安装质量，施工单位必须派人对支架上的螺丝、绳卡定期检查，发现松动及时拧紧。
（2）窜矸问题主要是因为顶板破碎，特别是巷道与工作面交界处顶、底暴露面积大、时间长或因煤层变厚，煤质松软而流掉，使支架与顶板间隙过大而产生。
（3）支架挂顶、啃底、悬空问题若煤层变薄或底板煤较硬又未采完，致使支架仰角变大，这时要破底板下放，否则支架达到最大可调范围仍要挂顶；若煤层倾角变小，煤质变软，支架更应该紧贴顶板下放，否则容易啃底。
（4）断绳问题由于操作、管理不当，支架下放时产生褶皱，钢绳受张力过大或因绳卡松脱、受冲击力不均造成断绳、脱绳，以致发生断绳。发生断绳索后，必须及时用8-10m长的钢绳，用8～12个绳卡将断绳两端联结上，绳卡必须拧紧，钢绳搭接长度不少于4m。若因断绳而造成架子拉稀程度过大，必须在拉稀处补充架子或其他材料进行封顶，防止漏塘、窜矸。
（5）支架过巷道支架下放至小眼联络巷时，在溜煤眼位置架木盘造人工小眼，保证溜煤系统完好，同时在行人眼靠联络巷侧打好木垛，保证通风系统。过巷道必须编制专门措施报批实行。支架下放至与架子伪斜工作面平行巷道时，必须先将巷道全部进行加固并用板皮背好帮顶，然后对巷道用煤进行充填严实。架子下放过程中必须逐步将架子工作面伪斜坡度调大（大于巷道坡度即可），使架子工作面与巷道形成斜交形式，再从下往上逐渐下放支架直至过完巷道，过完巷道后再逐渐将伪斜工作面坡度调成正常状态。
（6）水害问题掩护支架工作面最忌出现水患，因此如遇水患，可想办法在短期内施工一放水巷进行放水，防止水进入工作面。若掩护支架工作面回风巷以上出现水患，必须将水患完全排除后才允许正常采煤。
4 结束语
掩护支架采煤法工作效率快、安全性高、材料消耗少，而且比较于水平分层采煤法，其巷道掘进量和工作面月产量都有很大的提高。但是因为依旧还不够完善的支架结构，导致在煤层厚度、倾角发生变化时，会出现开采困难。但在日后的改革和实践中，掩护支架采煤法的施工技术将会逐步的进行完善。
参考文献：
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[3]李俊斌. 掩护支架工作面问题分析和故障处理[J]. 煤炭工程, 2004(5):37-40.
论文作者:穆华月
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/10
标签：支架论文; 掩护论文; 工作面论文; 煤层论文; 钢梁论文; 巷道论文; 钢丝绳论文; 《基层建设》2017年第22期论文;