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      綜采工作面撤除端頭支架后頂板支護技術實踐研究

      2018-03-19 08:23:59牛汪洋
      山東煤炭科技 2018年9期
      關鍵詞:木垛端頭架設

      牛汪洋

      (汾西礦業(yè)兩渡煤業(yè),山西 靈石 031302)

      39(10)08工作面受斷層影響,工作面頂板上方破碎,時常發(fā)生漏頂事故,加之支架處于11號煤底板炭質(zhì)頁巖中,支架鉆底情況嚴重,導致工作面機尾處159~165架向煤幫側(cè)嚴重傾斜。經(jīng)采取措施調(diào)整,在支架扶正過程中,位于端頭的164架與165架2個端頭支架只能被迫撤除,端頭支架缺失區(qū)域頂板不能有效支護。

      1 概況

      610水平新區(qū)39(10)08工作面位于集中回風巷東北部,其切眼外側(cè)為兩渡鎮(zhèn)八一一煤礦,材料巷外側(cè)為31005工作面采空區(qū),運輸巷外側(cè)為160m寬F3斷層保護煤柱。工作面標高為573~618m。39(10)08工作面開采煤層為石炭系太原組9#和10#煤,煤層均穩(wěn)定,煤層總厚度6.3m,煤層結(jié)構(gòu)為1.15(1.30)1.91(0.31)0.81(0.10)0.77。9#和 10#煤夾層為1.3m厚的砂質(zhì)頁巖,頂板為7.3m厚的石灰?guī)r,直接底0.4m厚的炭質(zhì)頁巖。

      39(10)08 工作面為9#和10#煤一次采全高工作面,采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法,工作面現(xiàn)有154架ZZ15000/29/65型液壓支架作為基本架(原電液控支架已更改為手動操縱閥操作),4架ZZG15000/29/65D型液壓支架(機頭、機尾各兩架)作為過渡支架(原為電液控支架已更改為手動操縱閥操作),5架ZZT20200/32/65D型電液控支架(機頭安設2架長頂梁支架、1架短頂梁;機尾處安設2架短頂梁,扶架過程中甩掉2架)作為端頭支架,工作面支架全部采用本架手動控制。

      2 頂板支護方案

      2.1 端頭支護方案

      由于39(10)08工作面材、運兩巷成巷時間較長,巷道幫鼓情況嚴重,巷道兩幫縮近量較大,導致現(xiàn)在材料巷斷面寬度平均僅為4.3m,一段時間以來為保證工作面正?;夭赏七M,必須提前進行擴幫處理,第165架多半個支架處于多余狀態(tài)。第163架側(cè)至煤幫距離為2.5m,因端頭支架缺失,必須在此區(qū)域進行支護,具體為:

      (1)沿用現(xiàn)用的三根9m長工字鋼梁作為端頭支護,此端頭支護已經(jīng)用Ф21.6×L4300mm的錨索配合U型鋼箍鎖緊于頂板,其下部利用單體液壓支柱進行支護,要求每根工字鋼梁必須架設至少4根單體液壓支柱。靠近落山側(cè)時,逐步將單體支柱用“#”字形木垛替換下來,木垛用1500mm長、直徑200mm方木砌成,每推進3m架設一個木垛,木垛與木垛間距離為1500mm,架設的木垛不得影響行人。

      (2)當端頭支護內(nèi)9m長工字鋼梁尾端到最后一架超前支架時,必須在超前支架內(nèi)及時將三根9m長工字鋼梁接住前面的鋼梁順著巷道架設上,兩邊鋼梁盡量靠近兩邊超前支架;首先,用單體液壓支柱成一梁四柱進行支設,單體液壓支柱必須穿鞋戴帽,掛設防倒鏈,確保初撐力不小于7.7MPa;然后,用Ф21.6×L4300mm的錨索配合U型鋼箍將鋼梁鎖緊于頂板,保證每根鋼梁不少于4個鋼箍,兩端距離端頭0.3~1m間,其余均勻分布。

      (3)單體液壓支柱高度不足時,可以利用2m長方木在底板上砌成木垛進行支撐,必須保證每層木垛交叉點處于單體液壓支柱下方,嚴禁單體液壓支護支設在懸空處。

      2.2 超前支護方案

      (1)因162架與163架較原有端頭支護頂梁長度短2.12m,為確保端頭支架前頂板的支護強度,要求超前支架向前拉移步距為0.8m,時刻保持尾梁與端頭支護銜接。

      (2)為保證超前支架內(nèi)頂板完好,必須在支架中間順巷道方向用4m長π型梁架設一梁三柱加強支護,確保端頭支護到位后頂板完好。

      2.3 機尾三角區(qū)域加強支護方案

      由于162架與163架較原有端頭支架短2.12m,161架頂梁比162架短1.6m,造成161架每個循環(huán)都有2.2m空頂區(qū)域,為保證三角區(qū)域頂板支護有效,必須采取提前開缺口做假頂?shù)姆绞?,提前加強支護。具體為:

      (1)利用風鎬提前對159架~163架進行擴幫開缺口。即從材料巷煤壁側(cè)幫向機頭方向深9m,要求從工作面煤壁向推進方向擴幫深2m,跟隨工作面推進速度,每1m作為一個循環(huán)擴幫進度,當平臺在推進方向?qū)挾刃∮?m時,必須再次擴幫支護;提前擴幫平臺沿巷道頂板擴幫,擴幫高度為2m。

      (2)開缺口擴幫過程中,如果遇到煤巖層較硬,風鎬無法破開時,可以采取震動炮的方式推進,炮眼布置為單排眼,眼距1500mm,眼深2000mm,每個炮眼裝一個瞬發(fā)電雷管,1卷火藥,每眼裝藥量不大于0.2kg。爆破采用正向起爆,封泥長度不小于0.5m。擴幫掉落的煤、矸,由人工用鐵鍬攉入刮板輸送機內(nèi)運走。

      (3)擴幫施工完畢后,頂板鋪設雙層金屬網(wǎng),金屬網(wǎng)使用12#鉛絲編織的規(guī)格為長×寬=10×1m經(jīng)緯網(wǎng),網(wǎng)格為40×40mm。長邊順工作面方向鋪設,長邊搭接長度不少于100mm,并沿長邊方向用聯(lián)網(wǎng)絲聯(lián)兩排,聯(lián)網(wǎng)絲間距不得大于200mm。聯(lián)網(wǎng)絲采用16#鉛絲,長600mm,對折成雙股,每扣不少于三圈,并將剩余的鐵絲頭窩在網(wǎng)內(nèi),防止傷人。然后用Ф22×L2400mm規(guī)格錨桿,配合W鋼帶進行支護,錨桿支護間排距為800×800mm。接著,用Ф21.6×L4300mm的錨索配合鐵板鎖緊頂板,錨索間排距為1500×1600mm。

      (4)頂板錨索、錨桿施工完畢后,在頂網(wǎng)下面架設6根6m長鋼軌,鋼軌垂直工作面煤壁架設,間距為1500mm,第一根架設在距離超前支架頂梁側(cè)0.8m處;前一循環(huán)鋼軌尾部出了開缺口平臺后,必須緊接在續(xù)架6根,后一循環(huán)與前面交錯2m。架設鋼軌時,先用單體液壓支柱將鋼軌支設好,要求每根6m鋼軌必須至少架設2根單體液壓支柱,支柱長度必須符合高度要求,并且盡量使用同一型號的單體液壓支柱。單體支柱支護時,必須穿鞋戴帽,掛上防倒鏈,并保證支護初撐力符合要求。然后,用Ф21.6×L4300mm的錨索配合U型鋼箍將鋼軌鎖緊于頂板,保證每根鋼梁不少于3個鋼箍(當工作面機尾三角區(qū)域內(nèi)頂板完好,頂板壓力減小時,可以減少鐵道支護,但必須架設戴帽點柱)。

      (5)機尾段擴幫后,下面的平臺用煤機割掉,割煤前提前將平臺上方的單體支柱回撤下來,但嚴禁提前將單體液壓支柱回撤掉。如煤機割不通的地方,可以采取打眼開震動炮的方法破煤。

      3 工作面割煤方案

      (1)因扶正支架過程中,調(diào)整支架空間不足,先后兩次起底下臥刮板輸送機機尾槽,導致工作面刮板輸送機槽底板比材料巷底板低2m;因工作面扶正支架后距離停采線距離僅80m,為確保末采作業(yè)工序的順利完成,必須在20~25m范圍內(nèi)將工作面底板抬高至正常標高。因此在工作面正常推進過程中,必須保證每刀抬底量在80~100mm之間,割煤過程中,嚴禁一刀煤抬底量大于100mm。

      (2)由于工作面有10條斷層,在推進過程中必須對工作面6~30架、34~56架、57~60架、120~135架進行打眼開震動炮。炮眼布置為單排眼(局部為雙排三花眼),眼距1500mm,眼深2000mm,每個炮眼裝一個瞬發(fā)電雷管,2卷火藥,2個水炮泥,每眼裝藥量不大于0.4kg。采用正向起爆,炮眼用炮土填實,封泥長度不小于0.5m。

      (3)由于工作面斷層較多,并且臨近停采線,根據(jù)末采要求可以適當將采高逐步降低到4.5m推進,以確保工作面斷面附近頂板完好,工作面能夠正常推進。

      4 結(jié)語

      39(10)08工作面在撤除端頭支架后,端頭處、超前支護處及三角區(qū)域采用了合理的支護方案,調(diào)整了割煤方案。經(jīng)過現(xiàn)場實踐,工作面在生產(chǎn)過程中未發(fā)生頂板事故,證明支護可以滿足安全生產(chǎn),為類似條件的工作面提供一定的技術借鑒。

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