1 概述

太西集团公司一矿位于贺兰山煤田石炭井矿区南部。井田内可采及局部可采煤层共8层，其中四、五、十层煤为厚煤层，埋藏稳定，平均厚度5～7m，井田内全部可采。矿井地质构造类型为Ⅲ类Ⅲ型。

随着二水平的逐步回采揭露，井田内越往深部地质构造越复杂，沿走向平均每40m就有一条断层或褶曲，机组回采难以实现。设计年生产能力为90万t的大型矿井，从1993年～1998年年产量始终徘徊在42～45万t之间。采区回采率为64%，矿井回采率只能达到56%左右，万吨掘进率居高不下，企业亏损严重。

在市场经济冲击下，为求生存，为了提高矿井产量，降低生产成本，在机组回采难以实现的情况下，一矿提出了厚煤层采用普通支架炮采放顶煤一次采全高的回采技术。

通过一段时间的调研并结合一矿厚煤层特点进行详细分析、论证，确认一矿的五层、十层煤采取普通支架炮采放顶煤回采在技术上是可行的。

2 炮采放顶煤在11051A和11051B工作面的应用

经过周密的准备，首先在一矿二水平北翼二段地质条件较简单的1^#区布置1105A工作面进行普通支架炮采放顶煤试采。1105A工作面为十层煤，煤层厚度5.7～6.7m，平均煤厚5.0m，属中硬煤层，普氏硬度1.5。煤层顶板为砂岩，底板为泥岩。工作面走向140m，斜长68m。经过4.5个月安全回采结束。共采出5.56万t煤，工作面回采率达到82%。随后又在1105B工作面进行试采，经过6个月该工作面安全回采结束，采出9.13万t煤，工作面回采率达83%。这两个普通支架炮采放顶煤工作面的试采成功，证明了厚煤层普通支架炮采放顶煤一次采全高的回采方法，在一矿推广应用是完全可行的。通过对这两个工作面的安全回采，为一矿普通支架炮采放顶煤一次采全高的回采方法在技术上和现场管理上总结出了一套较为完善的经验。

（1）支护。采用二梁六柱，梁为2.2mπ型钢梁，支柱为单体液压支柱。采用三、四排管理。机头处架设五对十梁管理。初采期间以及煤层破碎带和煤层倾角大于25°的区域，每架棚增打一根戗柱，棚距700mm。

（2）运输。工作面使用一部40型刮板输送机运输。

（3）落煤。采用爆破落煤，但必须减少顶眼装药量，一般每眼为150g，并且降低顶眼高度，顶眼距支架顶部不小于400mm。顶煤破碎处用风镐落煤。

（4）放煤。采取分段间隔分轮次放煤。①放煤时间：工作面回柱放顶全部结束后；②放煤步距：放煤步距为0.9m，即开一道帮放一次煤；③放煤口位置：在空巷侧从运输机上沿起开始剪网，放煤口剪成工字形，宽0.4m；④放煤方式：采取分段、间隔、分轮次放煤，放煤段保持10m以上距离，放煤口最小间距为1.25m，每轮放煤量为三分之一，分三轮将顶煤全部放完。

（5）工序安排。早班放煤，中班采煤，夜班检修。中班回采后，经过一段时间的压力作用，顶煤垮落充分，可以提高放煤效率。

（6）采取的特殊安全措施：①加强管理和工作面瓦斯监测，预防工作面瓦斯超限；②加强工作面上下口管理，工作面上下口5m范围内不放煤，防止上隅角瓦斯超限；③初采期间少放煤，防止初次来压顶板大面积垮落，给工作面带来巨大冲击；④顶煤破碎段不得放煤。防止放煤时支架顶部顶煤抽空，造成支架失稳；⑤及时封帮、刹顶，防止片帮和漏顶，保持支架顶部煤层的完整性；⑥放煤结束后及时封住放煤口，防止漏矸、窜矸。

3 炮采放顶煤在1554_下N工作面的应用

在安全采完地质条件较为简单的11051A、11051B工作面后，又对地质构造复杂的1554_下N工作面试采。

1554_下N炮采放顶煤工作面所采煤层为五层煤，煤层厚度5.5m（1554_下N炮采工作面北部网下煤层平均厚度3..3m），煤层普氏硬度2.0。该工作面抓底板由南向北回采。其北部已采过上分层，南部走向长度150m，地质构造复杂，是原分层开采难以回采的区段。在1554_下N工作面南部分布大小断层、褶曲14条，其中有两条断层幅度大于1.5m，四条褶曲幅度大于2.5m。

回采中，根据掘进中遇到的构造情况以及坑透资料确定的构造在工作面中的位置，工作面在遇构造前局部提前进行破底板或留底煤回采，使工作面顺利采过构造带。

由于受构造的影响，工作面局部顶煤比较破碎，回采中坚持用风镐、手镐落煤，刨梁窝铺网挑梁，挑完梁后再逐炮放底眼。支架顶部用小杆刹顶，煤帮用荆芭和小杆进行全断面封帮，防止片帮漏顶，并在此段增设戗柱，增加支架的稳定性。在没有构造影响的地方，煤层硬度大，局部顶煤随着放顶垮落不充分，并且垮落块度较大，给放煤工作带来较大困难，针对这个问题，采取了顶煤预爆措施，效果显著。

随着工作面推近1554N上切眼，加快了上山推进速度，使工作面与1554N上切眼交角大于10°，确保工作面由上向下逐段揭露老巷。减小每巷揭露老巷的长度，从而减小过巷对整个工作面安全生产影响的范围， 有利于重点部位重点管理。而且在工作面由上而下逐步揭露老巷时，过巷段老巷的积聚瓦斯提前得到了释放，确保了安全生产。

在1554_下N工作面成功回采结束后，总结出了在地质构造复杂区用普通支架炮采放顶煤回采技术、人工假顶下普通支架炮采放顶煤回采技术和普通支架炮采放顶煤工作面过上部老巷技术。

4 结论

经过长期的理论与实践相结合，技术部门总结出了一套较成熟的普通支架炮采工作面放顶煤回采技术。在1554_下N炮采放顶煤工作面回采结束后，又在地质构造复杂区成功地布置回采了11055、1556炮放工作面，地质构造简单区布置回采了11053、1552炮放工作面，并且1552炮放工作面成功推采过顶部回风上山。

通过统计分析，厚煤层放顶煤回采比分层回采巷道万吨掘进率大幅度降低，回采材料消耗减少二分之一，工效和工作面产量均提高近三分之一。由于分层回采受地质构造影响，在地质构造复杂区，难以布置工作面进行回采或只能局部回采，而放顶煤回采只要断层或褶曲的幅度不大于3.0m都可以布置工作面进行回采，因此厚煤层放顶煤回采提高了采区回采率。

自从厚煤层炮采放顶煤回采在一矿推广应用后，一矿采掘接续紧张的局面得到了缓解，矿井年产量由原45万t增加到60万t，全矿由亏损转为盈利。

（李长贵 汪军 杨树贺）