【摘要】本文通過對71101工作面冒頂經(jīng)過及工作面現(xiàn)狀進行了闡述,找出了冒頂原因,提出了過冒頂段的技術(shù)方案。
【關(guān)鍵詞】工作面;冒頂;技術(shù)方案
1、71101工作面概況
71101工作面位于北一運輸石門、軌道石門以北,三里廟向斜軸部,為北一采區(qū)首采工作面,周圍無采動。工作面沿煤層傾向布置,巷道跟7煤頂板掘進。工作面走向長度255m,工作面寬度60m,面積15300m2。
該煤層為山西組7煤,煤質(zhì)編號為氣煤,煤層平均厚度為5.2m,煤層傾角14~25°。煤層特征:黑色,半亮型,以塊狀堅硬煤為主,上部為粉末狀,內(nèi)生裂隙發(fā)育,含有黃鐵礦局部有一層夾矸。直接頂為砂質(zhì)泥巖厚2.8m 深灰色,少含泥質(zhì)及細砂巖條帶,見植物根部化石。老頂為中細砂巖厚4.6m灰白色,以石英長石為主,泥質(zhì)膠結(jié),緩波狀層理。
根據(jù)工作面設(shè)備技術(shù)參數(shù),確定71101綜采工作面平均機采高度為3m,跟頂回采。工作面布置綜采支架42架,其中:中間架(ZZ4600/18/38)38架,輸送機頭安裝過渡支架(ZZG4600/18/382架,輸送機尾安裝過渡支架(ZZG4600/18/38)2架。
2、冒頂經(jīng)過及工作面現(xiàn)狀
工作面回采施工結(jié)束,全面支架拉移到位,面溜子推移到位后,17-20架煤幫突然片幫、漏頂,寬度約3m,高度約5m,頂板穩(wěn)定后,組織人員接頂、瞞頂。頂板維護完畢,組織生產(chǎn),中班割煤兩刀后,煤機還未割到煤幫時,頂板突然將接頂?shù)哪玖?、鐵料及背幫單體全部推倒,造成16-28架漏頂,使用工字鋼、單體、半圓木、長方木超前接頂護頂。漏頂范圍穩(wěn)定在15-28架之間,工作面頂板穩(wěn)定段頂板鋪網(wǎng)打錨桿、錨索,防止破碎范圍擴大,頂板破碎段,扶走向工字鋼棚配合接頂料、半圓木、金屬網(wǎng)接頂、護頂,防止漏矸,使用傾向工字鋼棚整體加固棚梁,煤壁打設(shè)木錨桿配合速凝水泥藥卷對桿體進行全錨防止片幫。幫頂?shù)玫接行Э刂坪?,緊貼頂板,在煤壁沿煤層走向擴深度不低于1.5m的孔、插工字鋼,超前支護頂板,然后刷幫、鋪網(wǎng)、臥底,配合煤機割煤使工作面不斷向前推進。
目前,工作面運輸巷推進23.5m,軌道巷推進11.4m,工作面平均傾角18°,煤層仰角20-24°,運輸巷出口位置上山角度22°,軌道巷出口位置上山角度28°,工作面采高2.6-2.8m,面內(nèi)19-22架頂板破碎,其他地段頂板基本穩(wěn)定。
3、冒頂原因
(1)回采初期,工作面溜頭側(cè)推出切眼時1-15架直接頂開始冒落,由于工作面仰采角度過大,冒落矸石直接進入老塘,導致支架頂梁上方空頂,支架初撐力不足。
(2)煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖,整體性差,強度低,易破碎,煤層片幫后直接頂立即垮落。
(3)工作面回采初期平均傾角22°,工作面溜頭側(cè)推進14m,溜尾側(cè)推進6m,工作面剛出切眼,老塘部分沒有垮落,造成壓力向煤幫延伸現(xiàn)象,煤壁壓力增大,造成片幫。
(4)工作面支架為支撐掩護式綜采支架,尾梁短,前梁長,四個立柱受力不均衡,不能有效支撐頂板。
4、施工技術(shù)及要求
71101綜采工作面14#至28#支架架前壓力大、片幫嚴重、頂板破碎,冒落漏矸嚴重,為防止破碎范圍延伸,降低破碎帶對頂板的影響,在面內(nèi)8-11架,27-28架刷幫、擴棚,超前支護頂板。
4.1 施工方案
1、支架上方使用工字鋼扶走向棚,工字鋼一端在支架前梁上,另一端緊靠煤幫配合單體扶設(shè),每架兩棚。扶棚后,沿走向刷幫,采用錨梁網(wǎng)索支護。
2、8-11架刷幫寬6m,27-28架刷幫寬3m,高度不低于2.4m,深度不超過6m,采用放松動炮,輔助手鎬、風鎬刷大。
3、刷幫后,頂板采用錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護,幫部采用木錨桿配合金屬網(wǎng)支護,錨桿間排距800×800mm,錨索間距800mm,刷幫范圍超過4.5m時打設(shè)兩排錨索間距1000mm。
4.2 施工質(zhì)量要求
1、刷幫處打設(shè)?22×2500mm左旋無縱筋等強錨桿,間排距800 mm×800mm,拉拔力不低于100KN。護幫使用?38mm×1700mm木錨桿,木托板規(guī)格為200mm×200mm×25mm。間排距800×800mm,矩形布置,拉拔力不低于10KN。錨索選用?18.9×5200mm鋼絞線,排拒800mm,刷幫寬度超過4.5m時,打設(shè)兩排間距1000mm。網(wǎng)壓茬100mm~200mm,每隔200mm用14#扎絲按雙股雙排扎緊,擰結(jié)不少于兩圈;網(wǎng)壓茬部位用鋼帶壓牢。
2、Φ22mm錨桿錨桿螺母設(shè)計扭距: 150N.m≤扭矩≤200N.m。下一班接班2h內(nèi)必須對上班錨桿螺母及時進行二次緊固,二次緊固后扭距力必須達到: 250N.m≤扭矩≤300N.m。未緊貼煤面或塑料墊片未能破壞的錨桿必須用專用工具重新緊固,確保錨桿螺母扭矩力合格,Φ18.9mm錨索的預緊力為120kN~140kN。
3、使用3.5m-4m長的11#工字鋼扶棚時,每架兩根,棚檔750mm。工字鋼一端打設(shè)在刷幫后煤壁側(cè)的單體上,并用8#雙股鐵絲與工字鋼固定牢靠,一端打設(shè)在支架上,支架上壓茬長度不小于500m,并用3m半圓木沿傾向護嚴頂板防止漏矸,半圓木兩端用8#雙股鐵絲與工字鋼固定牢靠。
4、液壓單體初撐力不低于90KN,所有單體必須用防倒繩拴好,及時進行二次補液工作,如發(fā)現(xiàn)漏液單體應及時更換。
4.3 施工順序
敲幫問頂,將危矸活巖及時找掉-支架前梁下打設(shè)單體-背幫護頂,臨時支護-支架上方插工字鋼、打貼幫單體、上半圓木、上木垛料接頂-刷幫-打臨時支護-掛網(wǎng)打設(shè)護幫木錨桿-掛網(wǎng)打頂金屬錨桿-打錨索。
4.4 爆破參數(shù)
炸藥選用2級煤礦許用乳化炸藥,雷管選用1-5段毫秒延期電雷管,要求最后一段延期不超過130毫秒,發(fā)爆器為MFB100起爆器,放炮母線選用二芯放炮母線,封孔材料為水炮泥和黃泥,封孔時要求先封200mm黃泥,再裝一塊水泡泥,封泥長度不足500mm的炮眼用黃泥封實,封泥不足的嚴禁放炮;嚴禁用煤粉、塊狀材料及其它可燃性材料作封孔材料,松動炮炮眼間排距控制在400mm~600mm,炮眼深度900mm~1000mm,每個炮眼準裝半卷藥,如炭變軟或變硬,當班可適當增減炮眼個數(shù)或裝藥量。
5、結(jié)語
加強工作面頂板管理,嚴格按照煤礦安全規(guī)程操作,及時拉移超前支架,控制煤機割煤速度,堅持鋪網(wǎng)護頂;超前刷幫、扶棚支護頂板??茖W組織、合理安排,加快工作面推進速度。
作者簡介:韓耀緒,畢業(yè)于河南理工大學,現(xiàn)供職于徐州礦務(wù)集團三河尖煤礦。