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輕型放頂煤綜采工作面實現過空巷回采技術

2011-07-23 09:48 索建文 科技信息報 今日文教

 

 

采掘銜接是煤礦企業井下安全生產的首要工作,為確保工作面正常接替,凌志達公司在北采區(第五采區)回采最后一個綜采工作面初期,開始在六采區準備第一個垮采區綜采接替工作面,即3606工作面。該工作面準備初期,由于地處井田邊界,地質情況復雜,煤層厚度突變性大,給工作面順槽開口正確選址帶來很大困難,在該工作面回風巷掘進數百米后,因出現異常情況不得不進行調整,原工作面回風巷658巷成為縱向貫穿該工作面一條采空巷道。另外為準確確定工作面切眼長度,提前在距工作面切眼開口外150米處與工作面垂直方向掘一探巷進行煤厚探測,658巷與探巷均采用礦工鋼支護。因此決定了3606工作面回采過程中必須通過縱橫兩條空巷的格局。  

綜采工作面過空巷現象在公司尚屬首次,支護技術措施、回采工藝要求、安全技術性能都沒有足夠經驗。公司在綜采設備上馬初期,先后在五采區回采過三個工作面,期間因五采區地質構造單一,煤層賦存簡單,推進一向順利。而3606輕放面回采初期即面臨658空巷與工作面交叉點頂板難于控制的巨大困難,針對這一難題,公司組織有關技術人員先后赴其它煤礦學習經驗,但由于礦井煤層厚度、煤質硬度以及頂、底板巖石性質不同,很難采取相同的頂板管理方式來加強管理。因此,只能根據現有的實際情況采用恰當的支護方式進行空巷頂板和巷道邦部支護。由于該工作面屬3#無煙煤,煤炭變質程度深,煤層賦存松軟,節理裂隙比較發育,煤層老頂為砂巖且厚度較薄,直接頂為砂質泥巖,平均厚度為2.5m左右,偽頂為炭質頁巖,厚度0.10.25m,易隨采隨落,因此必須進行超前支護或采用其他技術手段控制空巷頂板,否則工作面很難正常推進。

為此在該工作面初采時,在縱向空巷距工作面10米超前范圍內,首先試用3米大板代替礦工鋼支護(該巷原為礦工鋼支護,頂幫鋪有尼龍網),由于采煤機滾筒在截割前,操作人員無法及時清理木棚,大部分木棚四處飛濺,給機組司機的操作安全帶來很大隱患,同時割落的木棚在工作面輸送機轉往順槽輸送機的轉載點經常發生卡堵現象,必須進行人工清除,不僅增加了作業工序,而且延長了循環周期,嚴重影響生產進度。另外隨著支架的前移,木棚往往不能正常搭接在支架頂部,而是隨支架一起前推或傾倒,而且當周期來壓時,由于頂板壓力大,空巷與工作面交叉兩側經常出現片幫、冒頂,給支架前移、立柱升降帶來很大困難,嚴重影響機組截割速度及整體推進任務,并伴隨大面積冒頂甚至堵塞巷道,時常造成無法在空巷內進行替棚作業,因此用木棚代替礦工鋼的傳統支護措施,不能滿足安全生產的需要。

經過現場進一步分析調研,技術部門決定嘗試采用全錨網支護方式對658巷與探巷進行替換礦工鋼支護方式。支護材料、規格及操作方法如下:

1.頂板支護。頂板支護采用螺紋鋼錨桿配鋼筋托梁配原頂網支護,并用錨索補強。

桿體形式與規格:桿體為φ20螺紋鋼筋,長度為2.4m。桿尾絲扣長度為10cm,采用φ27mm鉆尖。鋼筋鋼帶規格:寬90mm,3000mm,φ14mm鋼筋焊接而成。金屬托板:規格為120×120×7mm拱形高強度托板。錨固方式:樹脂加長錨固,采用二支MSK2335和一支MSZ2360型樹脂藥卷錨固,錨固長度1300mm

錨桿布置方式:等間距布置,錨桿間距0.8m,排距0.8m,每排4根,其中兩根垂直頂板,兩肩錨桿與中線呈30度外斜布置,分距煤幫0.3m,并且桿尾均安裝鐘型加球墊。錨桿的外露長度:螺母以外大于20mm,且小于50mm

錨索:沿巷道中線布置,間距2.4m,且布置在頂板鋼帶中央。錨索尾部要安裝專門的托板,托板規格為200×200×10mm,錨索材質為φ15.24mm17股高強度低松馳預應力鋼絞線,長度5m,樹脂加長錨固,采用一支MSK2335和兩支MSZ2360型藥卷錨固,錨固長度1550mm。錨索外露長度不超300mm

2、兩幫支護。兩幫支護采用玻璃鋼錨桿配原幫網支護,并上鋼筋托梁,玻璃鋼錨桿規格為1.8m,φ18mm,鋼帶規格為90mm×2400mm,由φ10mm鋼筋焊制而成;幫錨桿上下間距0.8m,排距0.8m,每排3根;底錨桿離底板0.4m,水平布置,頂錨桿上斜布置,離頂板0.4m,安裝角度20度,錨桿外端安裝專門的配套托板。658巷錨桿外斜布置,與煤壁夾角成7075度。

錨固方式:采用一支MSZ2360型樹脂藥卷錨固,錨固長度600mm

通過對空巷采用錨網、錨桿、錨索支護效果的觀察與嘗試,效果十分明顯,徹底解決了縱向空巷超前安全支護的問題與隱患,同時實現了空巷正常通風情況下人員的安全作業,而且大大改善了機組司機等作業人員的安全作業環境,減少了許多不必要的管理環節。

橫向空巷回采時主要采用的方法是:當工作面推至距橫向空巷50余米時,逐步調整工作面與橫向空巷之間的夾角,使工作面與橫向空巷在推進過程中始終處于交叉狀態,有效縮小了交叉點的空頂面積,避免和消除了因空頂面積大而帶來的大面積垮塌現象。

通過對3606綜采工作面過空巷技術的嘗試與實踐,為今后復雜條件下的安全生產取得了寶貴的經驗,不僅解決了巷道頂板有效控制管理的難題,同時極大地消除和減少了諸多的安全隱患給生產過程帶來的威脅,必將作為一項創新技術廣泛應用于今后的實際工作當中。

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