孤島綜采工作面搬家技術(shù)

蘇寧 康仙

【摘 要】本文敘述了孤島綜采工作面搬家的整個(gè)施工過(guò)程，采用先進(jìn)工藝進(jìn)行頂板加固，確保圍巖穩(wěn)定，為工作面搬家提供足夠的空間。計(jì)算了孤島工作面抗壓支護(hù)強(qiáng)度以及周期來(lái)壓步距，分析了如何用多種支護(hù)工藝維護(hù)孤島工作面壓力增高區(qū)。通過(guò)采用鋪樹(shù)脂纖維網(wǎng)、打錨桿（固定鋼絲繩）、敷設(shè)鋼絲繩、錨索、錨桿、支設(shè)鋼棚進(jìn)行支護(hù)，頂板得到了很好的加固效果為綜采工作面順利搬家創(chuàng)造了有利的條件。探索出了一條如何抵抗孤島工作面礦壓顯現(xiàn)的先進(jìn)子路，伴隨著國(guó)家對(duì)煤礦企業(yè)資源整合，大型綜采生產(chǎn)工藝已投入有五六年，許多礦井整合后的首采采區(qū)已進(jìn)入尾聲，孤島工作面壓力顯現(xiàn)逐步凸顯。為今后現(xiàn)代化礦井孤島工作面搬家提供了一個(gè)成功的案例。

【關(guān)鍵詞】孤島工作面；樹(shù)脂纖維網(wǎng)；敷設(shè)鋼絲繩；支設(shè)鋼棚

孤島工作面的抵抗礦壓顯現(xiàn)一直是個(gè)比較困難的研究課題，尤其本文闡述的孤島工作面搬家，由于設(shè)備大，頂板、煤幫維護(hù)困難。由于2405工作緊挨FD2大斷層，在工作面設(shè)計(jì)初期進(jìn)行了巷探，打了三條探巷。通過(guò)對(duì)該工作面礦壓的長(zhǎng)期觀察為了避開(kāi)周期來(lái)壓，工作面停采線(xiàn)設(shè)計(jì)在過(guò)完第三條探巷后。

1 地質(zhì)情況

2405工作面東西走向布置，北部為2403采空區(qū)，中間留有15m保護(hù)煤柱，北部為運(yùn)輸順槽。南部為2010年資源整合前老窯采空區(qū)，延工作面南部軌道順槽有FD2大斷層落差100m，為影響整個(gè)礦井采區(qū)劃分的主要因素。2405工作面西部為老窯采空區(qū)，并伴有積水在資源整合后均已采取了放水措施，在回采前對(duì)工作面進(jìn)行了探放水。

2405工作面開(kāi)采4#煤層，賦存于太原組頂部。工作面走向長(zhǎng)475m，傾斜長(zhǎng)69m，采放平均厚度12.40m。

2 施工設(shè)計(jì)

（1）2405工作面收尾工藝順序：停止放煤——收尾區(qū)域鋪單層樹(shù)脂纖維網(wǎng)——打錨桿（固定鋼絲繩）——敷設(shè)鋼絲繩——停止拉架—— 打錨索——打錨桿——煤壁掛單層尼龍網(wǎng)——打幫錨——支設(shè)鋼棚——打煤幫柱——清煤。

（2）收尾方案：本次收尾范圍推進(jìn)長(zhǎng)度16m，共計(jì)20個(gè)循環(huán)，每循環(huán)推進(jìn)長(zhǎng)度0.8m，最后1刀煤結(jié)束后，頂梁距煤壁3.5±0.1m。

頂板支護(hù)：打頂錨桿5排，間排距為1000mm×800mm；打錨索2排，間排距1500mm×2500mm；幫錨桿3排，間排距為間排距1000mm×1000mm。收尾時(shí)，距停采線(xiàn)16m時(shí)停止放頂煤開(kāi)始鋪單層樹(shù)脂纖維網(wǎng)（75m×18m）。當(dāng)工作面推進(jìn)至距停采線(xiàn)14m時(shí)，上第一道Φ24.5mm×80m的鋼絲繩，工作面平行推進(jìn)0.8m后，上第二道Φ24.5mm×80m的鋼絲繩，以此類(lèi)推共上13道Φ24.5mm×80m的鋼絲繩。并且將大繩兩端用鎖具固定在上、下巷道頂板的錨索（或錨桿）上，并用14#鐵絲每隔1米沿工作面傾向?qū)⒋罄K固定在已掛好的樹(shù)脂纖維網(wǎng)。距停采線(xiàn)11米時(shí)，開(kāi)始在兩巷端頭處用工字鋼+錨索進(jìn)行維護(hù)端頭支架上面的頂板，保護(hù)端頭支架撤除后頂板牢固，上、下端頭支架各采用11#礦用工字鋼每根長(zhǎng)度4米，每行2根，共4行，行間距2米，每根工字鋼上用兩根錨索固定。當(dāng)工作面推進(jìn)至距停采線(xiàn)3.9米時(shí)，進(jìn)行打錨索支護(hù)，錨索為規(guī)格Φ15.24mm×10200mm的鋼絞線(xiàn)，間排距1500mm×2500mm，錨索托板規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=300mm×300mm×16mm的平鋼托板，錨索錨固用三卷k2360型樹(shù)脂錨固劑，錨索共計(jì)2排，距工作面煤壁700mm。工作面推進(jìn)至距停采線(xiàn)3.5m時(shí)，工作面支架全部停止移架，開(kāi)始打頂錨桿，頂錨桿為Φ20mm×2000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，間排距1000mm×800mm，錨固用k2360樹(shù)脂錨固劑一卷，頂錨桿托板規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=200mm×200mm×10mm碟形托板，頂錨桿下配套Φ14mm圓鋼梯子梁，規(guī)格為長(zhǎng)×寬=4200mm×100mm，共計(jì)5排，最后一排頂錨桿與頂板夾角（傾向工作面煤壁）呈75°，距煤壁300mm。當(dāng)工作面推進(jìn)至停采線(xiàn)時(shí)，打幫錨桿，幫錨桿為規(guī)格Φ18mm×1800mm的圓鋼錨桿，間排距1000mm×1000mm，錨固劑用2360樹(shù)脂錨固劑一卷，幫錨桿托板規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=150mm×150mm×8mm碟形托板，共計(jì)3排，第一排幫錨桿距頂板250mm，并且與水平面夾角（垂直向上）呈15°，幫網(wǎng)為3m×10m的尼龍網(wǎng)。架設(shè)工字鋼棚，棚間距1.5米，工字鋼長(zhǎng)度為4米，工字鋼一端用支架前梁支撐，另一端用煤幫柱支撐，煤幫柱距工作面煤壁100mm。

（3）樹(shù)脂纖維網(wǎng)片安裝運(yùn)行工藝技術(shù)：2405工作面回撤通道頂板控制用新型樹(shù)脂纖維網(wǎng)片材料和技術(shù)，分四個(gè)步驟進(jìn)行撤架前掛網(wǎng)和頂板控制。

安裝實(shí)施操作程序步驟：（1）柔性樹(shù)脂纖維網(wǎng)于工作面掛網(wǎng)貫通作業(yè)前2天一次性運(yùn)輸至工作面軌道順槽，并在掛網(wǎng)前將卡箍、手動(dòng)絞盤(pán)及定滑輪安裝好。往工作面內(nèi)拉網(wǎng)前在進(jìn)風(fēng)順槽三角區(qū)安置導(dǎo)向裝置或打單體支柱，以便于網(wǎng)片順利運(yùn)輸至工作面，不將網(wǎng)片刮壞。導(dǎo)向裝置可利用皮帶輥筒代替。另外，在工作面順槽及煤壁拐角處，鋪設(shè)廢舊皮帶，防止網(wǎng)片與地面和三角煤摩擦，磨損網(wǎng)片。（2）采煤機(jī)割掛網(wǎng)前一刀煤時(shí)，從機(jī)頭割至機(jī)尾，不進(jìn) 行移架操作。并處理工作面片幫、鱗皮，拉空運(yùn)輸機(jī)。在確認(rèn)無(wú)安全隱患后進(jìn)行掛網(wǎng)作業(yè)。（3）停機(jī)后固定導(dǎo)向裝置，用Φ18.5mm的鋼絲繩將網(wǎng)片的端頭和刮板機(jī)連接起來(lái)，向機(jī)頭位置慢速拖動(dòng)網(wǎng)片。（4）確保網(wǎng)片沒(méi)有扭曲，起始端的鋼絲繩全長(zhǎng)清晰可見(jiàn)。將外面捆住的繩索剪斷，放開(kāi)折疊的部分，這樣網(wǎng)片有3m的長(zhǎng)度露在外面，可以便于安裝。（5）將每個(gè)手動(dòng)絞盤(pán)上面安裝好的鋼絲繩，從網(wǎng)片下面穿過(guò)與起始端的鋼絲繩連接固定。（6）從網(wǎng)片兩端開(kāi)始挑網(wǎng)，由人工或降架將網(wǎng)邊捆綁在支架前梁上進(jìn)行挑網(wǎng)作業(yè)（頂板完整時(shí)），如果頂板破碎不能進(jìn)行降架操作，需提前上雙層金屬網(wǎng)，將柔性網(wǎng)與金屬網(wǎng)連接。（7）防止網(wǎng)片因自身重力作用，使網(wǎng)卷向中間收縮，在每卷網(wǎng)卷的兩端使用手拉葫蘆水平拉緊。（8）將網(wǎng)片邊緣固定在頂板打好的錨索上。（9）網(wǎng)片邊緣固定好后將支架的護(hù)幫板全部打開(kāi)，然后再收護(hù)幫板進(jìn)行移架、推溜操作，然后用手動(dòng)絞盤(pán)將網(wǎng)片吊起，確保煤機(jī)正常運(yùn)行。（10）割煤。（11）松開(kāi)每一個(gè)手動(dòng)絞盤(pán)上的鋼絲繩，保證網(wǎng)片下落2～3m。（12）滯后采煤機(jī)后滾筒十架，逐架進(jìn)行拉架操作，確保每個(gè)支架降下來(lái)的幅度足夠多，以免刮壞網(wǎng)片，拉架時(shí)做到勻速操作。（13）支架拉出后，再用搖桿將網(wǎng)片搖起，重復(fù)割煤、放網(wǎng)、拉架、收網(wǎng)、割煤程序，直到工作面停采。為了保護(hù)煤幫，在采煤機(jī)未到達(dá)前，可以使網(wǎng)片下垂在煤壁前并打開(kāi)護(hù)幫板，在采煤機(jī)將至?xí)r，再收護(hù)幫板并將網(wǎng)卷收吊起。（14）在割煤過(guò)程中出現(xiàn)破網(wǎng)現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)用鐵絲和雙層金屬網(wǎng)進(jìn)行修補(bǔ)。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]