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作者简介：刘化立（1973-），男，大学本科，工程师，毕业于山东科技大学，现任兖矿集团南屯煤矿薄煤层采煤副总工程师。
摘要：煤炭是不可再生资源，如何提高薄煤层开采机械化水平，高产高效的完成薄煤层开采，是煤炭开采工作中不可忽略的问题。
关键词：炮采；不稳定顶板；支架
南屯煤矿1702工作面，采高平均1.06m，含黄铁矿结核，直接顶十一灰，灰白色，致密性脆，局部缺失相变为砂质泥岩，顶板容易破碎垮落。针对多项不利的因素，通过支架与支柱的联合支护，克服了现场的不利条件，取得了较好的企业效益和社会效益。
一、工作面基本条件
1702工作面总体为一单斜构造，东南高西北低，煤层走向近东西向，倾向北。煤层倾角2～8°，平均3°。工作面在掘进过程中共揭露21条断层，落差在0.5～3.2m之间。
工作面煤层结构简单，赋存稳定，煤层厚度变化不大；为黑色半亮型煤，块状结构，含黄铁矿结核。在煤层中下部发育一层不连续的粉砂岩条带，煤层普氏硬度f=3～4。
煤层顶底板情况
顶板名称岩石名称 厚度（m）岩性特征
老顶泥岩1.40～0.701.30泥岩，灰黑色，胶结致密，性脆，水平层理，岩石普氏硬度5～6。
直接顶十一灰/砂质泥岩2.20～01.20十一灰，灰白色，致密性脆，局部缺失相变为砂质泥岩，岩石普氏硬度10～11。
伪 顶工作面范围内伪顶不发育
直接底铝质泥岩1.20～0.901.10灰白色铝质泥岩，致密性脆，质不纯，遇水膨胀，岩石普氏硬度2～3。
老底细砂岩4.20～3.053.55灰白色细砂岩，泥质胶结，含星点黄铁矿及白云母碎片，水平层理，岩石普氏硬度5～6。
二、工作面巷道布置
1702工作面为对拉工作面
上顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=32×21m，断面积：672m2，长度约718m用于1702工作面辅助材料运输、进风。
中顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=34×21m，断面积：714m2，长度约883m用于1702工作面煤炭运输、回风。
下顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=32×21m，断面积：672m2，长度约838m用于1702工作面辅助材料运输、进风。
三、开采工艺
1、工作面采煤方法：走向长壁后退式采煤方法；落煤方式：爆破落煤；循环进尺：10m；采空区顶板管理：全部垮落法。2、工作面布置方式：对拉工作面，下面超前为宜，两面错距不大于30m。3、顶板控制方法：采用ZZ2400/06/12B、ZZY3800B/145/25型液压支架、切顶墩柱、单体液压支柱联合作用支护顶板。
四、支护设备及材料
工作面支护：选用ZZ2400/06/12B型液压支架，ZQS12/800B型双伸缩切顶墩柱，DW14、DW12、DW10型单体液压支柱，“π”型钢梁、木板棚。工作面生产初期调正前调节段使用切顶墩柱、单体支护。
1、ZZ2400/06/12B型液压支架主要技术参数：
支架高度：610～1212mm支撑宽度：1220mm
支护强度：0687MPa 底板比压：34MPa（最大）
初 撑 力：2250kN 工作阻力：2400kN
推移行程：1300mm 重量：35t
操作方式：本架控制 推溜方式：分段推移
2、巷道超前支护：三条顺槽均选用DW25-250/100、DW28-250/100型单体液压支柱进行超前支护。
3、 ZZY3800B/145/25型液压支架主要技术参数：
支架高度：1450～2500mm支护强度：085MPa
初 撑 力：3200kN工作阻力：3800kN
支撑宽度：1300mm推移行程：1300mm
重量：85t
五、支护设计
工作面采用ZZ2400/06/12B、ZZY3800B/145/25型液压支架、双伸缩切顶墩柱、单体液压支柱、“π”型钢梁、木板棚联合作用支护顶板。液压支架支护区域每三节为一组，二台支架和一个单体支柱支护间隔区。
端头支护采用支柱、“π”型钢梁联合作用支护顶板，上、下面溜头均采用“两组四架”33m长“π” 型钢梁。
1、工作面处于最大控顶距时，经过对比计算，支护强度最大值为250kN，即为工作面合理支护强度。
2、支柱实际支撑能力计算：
3、选择合理的控顶距：
工作面最大控顶距3645m，最小控顶距2795m。每次放顶步距10m。
4、工作面合理的单体支护密度计算：n=Pt/Rt=250/25394=098 棵/m2
5、根据合理的支护密度，确定单体柱、排距均不大于10m。支架间柱、排距均匀布置，保证人行道宽度不小于07m。
所以选取柱鞋直径=300mm。
六、工作面正常工作时期顶板支护形式及管理
1、ZZ2400/06/12B液压支架支护区域
（1）每3节溜槽为一组，2节相邻溜槽布置2台液压支架，1节溜槽布置5棵支柱，为单体区。（2）800mm溜槽区域支护方式。最大和最小控顶距均采用“23”支护方式，即刮板输送机后为2 棵单柱，切顶排为一组三花柱。（3）液压支架区支护方式：支架在最小控顶距时前探梁不伸出；最大控顶距时前探梁伸出、背实顶板。支架中心距1220±100mm，支架歪斜≤5°，仰俯≤7°，垂直刮板輸送机，偏差≤5°。（4）采用追炮伸梁的方式对顶板进行及时支护，即爆破→伸前探梁；顶板平整、无特殊构造的情况下，出面后煤时伸前探梁。顶板破碎时爆破后及时伸前探梁。
2、切顶墩柱支护区域
（1）最小控顶距时采用”745”支护方式，即刮板输送机后第一排支柱为7棵倾向单柱，第二排为2组（4棵）倾向对柱，第三排为2组倾向对柱和1棵单柱（共5棵）。（2）最大控顶距时采用“3445”支护方式，即刮板输送机前为3棵倾向单柱（临时支柱），刮板输送机后第一、二排均为2组（4棵）倾向对柱；第三排为2组倾向对柱和1棵单柱（共5棵）。
七、回架（柱）放顶及与其他工序平行作业的安全距离
1、 回架（柱）放顶工作在工作面第一排基本支柱支设后进行，先回单体柱，后回液压支架、切顶墩柱。2、回架（柱）放顶工作，严禁与出煤、装药、爆破等工序平行作业。3、支柱与另一组移架放顶大于15m；分段移架放顶距离大于15m；移刮板输送机与支柱、移架不大于20m；移架、改临时柱与移刮板输送机不大于20m。（作者单位：兖州煤业公司南屯煤矿）
参考文献
[1]王青，任凤玉.采矿学[M].北京：冶金工业出版社，2001.
[2]谭云亮.矿山压力与岩层控制[M].北京：煤炭工业出版社，2008.
摘要：煤炭是不可再生资源，如何提高薄煤层开采机械化水平，高产高效的完成薄煤层开采，是煤炭开采工作中不可忽略的问题。
关键词：炮采；不稳定顶板；支架
南屯煤矿1702工作面，采高平均1.06m，含黄铁矿结核，直接顶十一灰，灰白色，致密性脆，局部缺失相变为砂质泥岩，顶板容易破碎垮落。针对多项不利的因素，通过支架与支柱的联合支护，克服了现场的不利条件，取得了较好的企业效益和社会效益。
一、工作面基本条件
1702工作面总体为一单斜构造，东南高西北低，煤层走向近东西向，倾向北。煤层倾角2～8°，平均3°。工作面在掘进过程中共揭露21条断层，落差在0.5～3.2m之间。
工作面煤层结构简单，赋存稳定，煤层厚度变化不大；为黑色半亮型煤，块状结构，含黄铁矿结核。在煤层中下部发育一层不连续的粉砂岩条带，煤层普氏硬度f=3～4。
煤层顶底板情况
顶板名称岩石名称 厚度（m）岩性特征
老顶泥岩1.40～0.701.30泥岩，灰黑色，胶结致密，性脆，水平层理，岩石普氏硬度5～6。
直接顶十一灰/砂质泥岩2.20～01.20十一灰，灰白色，致密性脆，局部缺失相变为砂质泥岩，岩石普氏硬度10～11。
伪 顶工作面范围内伪顶不发育
直接底铝质泥岩1.20～0.901.10灰白色铝质泥岩，致密性脆，质不纯，遇水膨胀，岩石普氏硬度2～3。
老底细砂岩4.20～3.053.55灰白色细砂岩，泥质胶结，含星点黄铁矿及白云母碎片，水平层理，岩石普氏硬度5～6。
二、工作面巷道布置
1702工作面为对拉工作面
上顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=32×21m，断面积：672m2，长度约718m用于1702工作面辅助材料运输、进风。
中顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=34×21m，断面积：714m2，长度约883m用于1702工作面煤炭运输、回风。
下顺槽：断面为矩形，规格：净宽×净高=32×21m，断面积：672m2，长度约838m用于1702工作面辅助材料运输、进风。
三、开采工艺
1、工作面采煤方法：走向长壁后退式采煤方法；落煤方式：爆破落煤；循环进尺：10m；采空区顶板管理：全部垮落法。2、工作面布置方式：对拉工作面，下面超前为宜，两面错距不大于30m。3、顶板控制方法：采用ZZ2400/06/12B、ZZY3800B/145/25型液压支架、切顶墩柱、单体液压支柱联合作用支护顶板。
四、支护设备及材料
工作面支护：选用ZZ2400/06/12B型液压支架，ZQS12/800B型双伸缩切顶墩柱，DW14、DW12、DW10型单体液压支柱，“π”型钢梁、木板棚。工作面生产初期调正前调节段使用切顶墩柱、单体支护。
1、ZZ2400/06/12B型液压支架主要技术参数：
支架高度：610～1212mm支撑宽度：1220mm
支护强度：0687MPa 底板比压：34MPa（最大）
初 撑 力：2250kN 工作阻力：2400kN
推移行程：1300mm 重量：35t
操作方式：本架控制 推溜方式：分段推移
2、巷道超前支护：三条顺槽均选用DW25-250/100、DW28-250/100型单体液压支柱进行超前支护。
3、 ZZY3800B/145/25型液压支架主要技术参数：
支架高度：1450～2500mm支护强度：085MPa
初 撑 力：3200kN工作阻力：3800kN
支撑宽度：1300mm推移行程：1300mm
重量：85t
五、支护设计
工作面采用ZZ2400/06/12B、ZZY3800B/145/25型液压支架、双伸缩切顶墩柱、单体液压支柱、“π”型钢梁、木板棚联合作用支护顶板。液压支架支护区域每三节为一组，二台支架和一个单体支柱支护间隔区。
端头支护采用支柱、“π”型钢梁联合作用支护顶板，上、下面溜头均采用“两组四架”33m长“π” 型钢梁。
1、工作面处于最大控顶距时，经过对比计算，支护强度最大值为250kN，即为工作面合理支护强度。
2、支柱实际支撑能力计算：
3、选择合理的控顶距：
工作面最大控顶距3645m，最小控顶距2795m。每次放顶步距10m。
4、工作面合理的单体支护密度计算：n=Pt/Rt=250/25394=098 棵/m2
5、根据合理的支护密度，确定单体柱、排距均不大于10m。支架间柱、排距均匀布置，保证人行道宽度不小于07m。
所以选取柱鞋直径=300mm。
六、工作面正常工作时期顶板支护形式及管理
1、ZZ2400/06/12B液压支架支护区域
（1）每3节溜槽为一组，2节相邻溜槽布置2台液压支架，1节溜槽布置5棵支柱，为单体区。（2）800mm溜槽区域支护方式。最大和最小控顶距均采用“23”支护方式，即刮板输送机后为2 棵单柱，切顶排为一组三花柱。（3）液压支架区支护方式：支架在最小控顶距时前探梁不伸出；最大控顶距时前探梁伸出、背实顶板。支架中心距1220±100mm，支架歪斜≤5°，仰俯≤7°，垂直刮板輸送机，偏差≤5°。（4）采用追炮伸梁的方式对顶板进行及时支护，即爆破→伸前探梁；顶板平整、无特殊构造的情况下，出面后煤时伸前探梁。顶板破碎时爆破后及时伸前探梁。
2、切顶墩柱支护区域
（1）最小控顶距时采用”745”支护方式，即刮板输送机后第一排支柱为7棵倾向单柱，第二排为2组（4棵）倾向对柱，第三排为2组倾向对柱和1棵单柱（共5棵）。（2）最大控顶距时采用“3445”支护方式，即刮板输送机前为3棵倾向单柱（临时支柱），刮板输送机后第一、二排均为2组（4棵）倾向对柱；第三排为2组倾向对柱和1棵单柱（共5棵）。
七、回架（柱）放顶及与其他工序平行作业的安全距离
1、 回架（柱）放顶工作在工作面第一排基本支柱支设后进行，先回单体柱，后回液压支架、切顶墩柱。2、回架（柱）放顶工作，严禁与出煤、装药、爆破等工序平行作业。3、支柱与另一组移架放顶大于15m；分段移架放顶距离大于15m；移刮板输送机与支柱、移架不大于20m；移架、改临时柱与移刮板输送机不大于20m。（作者单位：兖州煤业公司南屯煤矿）
参考文献
[1]王青，任凤玉.采矿学[M].北京：冶金工业出版社，2001.
[2]谭云亮.矿山压力与岩层控制[M].北京：煤炭工业出版社，2008.