簡介
為了用偽斜柔性掩護支架採煤法開採厚度小於1.3m的急傾斜煤層創造了“7”字形掩護支架,並用這種支架開採了厚度僅0.7mm的急傾斜煤層。
“7”字形掩護支架結構
“7”字形掩護支架主體是單排木樑組成的平板型結構,其特點就在於在木樑下的工作空間內每隔0.7m(約5根木樑)安裝一根“7”字形的鋼樑。木樑之間以及木樑與“7”字形鋼樑之間,用U形螺栓和鋼絲繩連線成一個柔性整體,並在木樑上鋪兩層笆片或金屬網。工業試驗表明,該支架能否順利下放與鋼架腿的結構形狀有密切的關係,尤其是“7”字形鋼架腿兩肢間的夾角。當煤層傾角小於90°時,都發生鋼架腿離開底板的情況。
為了解決在試驗中發現的掩護支架由水平安裝巷轉入偽斜工作面時鋼架
腿偏向下傾的問題,在鋼架上安裝槽鋼楔塊,使鋼架腿向前傾斜15°,以免損壞鋼架腿。在偽斜工作面中,護架每次的下放步距為0.7m。如用風鎬落煤,為減少頂板暴露面積,可先採底板一側的煤,使護架下落後,再采頂板一側的煤。如果打眼放炮落煤,則可頂底板兩側同時落煤。底板一側的煤必須采淨,以使鋼架腿始終緊貼底板下滑,防止鋼腿腳脫離底板發生“撬腳”。
“7”字形鋼架腿在支架下放過程
“7”字形鋼架腿在支架下放過程中,能沿煤層起導向作用,使支架順利下放。鋼架腿還能起到增大和保證架下工作空間的作用,在開採薄煤層時操作方便,也比較安全。因此“7”字形掩護支架能套用於開採傾角不小於70°、厚0.7-1.2m的賦存比較穩定的薄煤層。尚缺少用於開採70°以下煤層的實例,因此該支架適用的煤層傾角下限有待確定。
“7”字形掩護支架特點
1.支架的支撐及導向靠“7”字形支架腿,掩護靠木排,因此鋪設支架必須有完整的底板。
2.支架的轉角必須小於煤層傾一角3°-8°。因角度過大會發生啃底現象,也不能適應煤層傾角的局部變化。
3.支架腿超前支架垂直線10°-15°。因原支架下放總向偽斜方向傾倒,受到嚴重損壞。這是因為支架腿的下放軌跡不呈垂直線,因架體向偽斜的下拉力較大,而使下放軌跡向重力鉛垂線方向偏轉。
4.支架的平行下移,不但不易使架子發生扭斜,而且還可在薄煤層中保持較大的地溝,有一定的工作空間。
5.支架具有一定的穩定性,鋪設時可以不鋪平巷段,即在風巷和斜坡相交處開始鋪設和下放,所以它沒有上拐點,只有下拐點。
技術經濟效果
“7”字形柔性掩護支架在南井經近兩年的使用,證明它是開採厚度為0.7-1.3米急傾斜薄煤層的一種較好的支架,其主要優點是結構簡單,安全可靠,操作方便,可以利用廢舊材料製作,成本較低。對於在急傾斜薄煤層中使用“7”字形偽斜柔性掩護支架採煤法又具有下列優越性:
1.回採工藝簡單,消除了頂板管理等工序,大大減輕了勞動強度。
2.安全條件好,人在掩護支架下工作,又有一定的地溝空間,便於操作和通行。
3.坑木消耗低。平均坑木消耗為2.86米³/千噸,僅為倒台階法坑木消耗的五分之一左右。
4.採區回收率高。薄煤層中回收率可達89.7-5.0%,比倒台階法提高8.4-13.7%。