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      綜采工作面過(guò)平行空巷技術(shù)措施

      2019-11-01 01:48:50于元建
      山東煤炭科技 2019年10期
      關(guān)鍵詞:木垛空巷移架

      于元建

      (山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)錦瑞煤業(yè)有限公司,山西 呂梁 033000)

      空巷由于其時(shí)間較長(zhǎng),部分支護(hù)已經(jīng)破壞失效,在綜采工作面過(guò)空巷期間頂板管理難度加大,存在嚴(yán)重的安全隱患,需采取技術(shù)措施保障工作面安全開(kāi)采[1-4]。錦瑞煤業(yè)8101工作面推進(jìn)過(guò)程中會(huì)揭露一條與工作面平行的空巷,工作面同時(shí)揭露空巷,工作面空頂面積大,頂板管理難度加大,需采取相應(yīng)的技術(shù)措施,實(shí)現(xiàn)工作面回采安全高效。

      1 工程概況

      錦瑞煤業(yè)為瓦斯礦井,開(kāi)采8號(hào)煤層,煤層厚度2.9~3.5m,平均3.2m,傾角0~11 °,含0~3層夾矸,夾矸厚度0.05~0.39m,為泥巖或炭質(zhì)泥巖,煤層結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)單~較簡(jiǎn)單,煤層頂?shù)装迩闆r見(jiàn)表1所示。8101綜采工作面位于礦井東翼一采區(qū),地面標(biāo)高968.2~1076m,工作面標(biāo)高716.4~806.5m,最大埋深320m,最小埋深237m,奧灰水位標(biāo)高802~805m,突水系數(shù)小,為0.06MPa/m,屬帶壓開(kāi)采安全區(qū)。

      表1 煤層頂?shù)装迩闆r表

      8101 工作面傾斜長(zhǎng)255m,走向推進(jìn)長(zhǎng)度1080m,采高3.1m,采用傾斜長(zhǎng)壁后退式采煤法,全部垮落法管理頂板。液壓支架采用ZY6800/21/43D雙柱支撐掩護(hù)式支架,工作阻力6800kN,支撐高度2.1~4.3m,運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽均采用3組ZCZY10200/20/40超前支架。在工作面推進(jìn)至923m處會(huì)遇到一條空巷,該空巷為全煤矩形斷面,與工作面平行,長(zhǎng)255m,寬5m,高平均3.2m,巷道兩幫為錨網(wǎng)支護(hù),頂部為錨索支護(hù),空巷直接頂為石灰?guī)r,頂板厚度3.5~4.2m。

      2 補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案

      空巷年久失修,巷道圍巖破碎,承載能力降低,部分支護(hù)體已經(jīng)失效。綜采工作面逐步接近空巷時(shí),在采動(dòng)支承壓力作用下空巷圍巖容易失穩(wěn),工作面煤壁易發(fā)生片幫從而產(chǎn)生冒頂,特別是在工作面揭露空巷時(shí),工作面前方會(huì)出現(xiàn)大面積空頂現(xiàn)象,加大了工作面頂板管理難度,極易引起安全事故,必須對(duì)空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),保證空巷頂板安全。

      2.1 木垛、單體柱聯(lián)合支護(hù)

      在工作面距離空巷50m時(shí),啟封空巷密閉,并排除巷內(nèi)瓦斯。為保證空巷位于超前支承壓力升高區(qū)以及工作面過(guò)空巷期間空巷頂板的穩(wěn)定,在錨桿、錨索支護(hù)的基礎(chǔ)上,還需采用木垛和單體柱聯(lián)合支護(hù)。單體柱間排距為1500×1500mm,每排4根,兩側(cè)單體柱距巷幫均為250mm??障飪?nèi)木垛支護(hù)中對(duì)中間距為6m,木垛木料為2.0m長(zhǎng)、不低于Φ16mm的圓木,采用井字打設(shè),圓木兩接觸面為平面。單體柱和木垛支護(hù)見(jiàn)圖1所示。

      圖1 空巷單體柱和木垛支護(hù)圖

      2.2 錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)

      單體柱和木垛支護(hù)后,再順序檢查空巷內(nèi)頂板及兩幫錨桿、錨索支護(hù)和巷道圍巖變形情況,在失效錨桿、錨索旁以及巷道圍巖變形大的區(qū)域必須補(bǔ)打錨桿和錨索,保證空巷圍巖的支護(hù)強(qiáng)度。由于工作面兩端頭處于應(yīng)力集中區(qū),為維護(hù)工作面過(guò)空巷期間兩端頭的穩(wěn)定,需對(duì)空巷與工作面順槽的交叉口進(jìn)行加固。在空巷與順槽交叉口巷幫進(jìn)行錨桿補(bǔ)強(qiáng),補(bǔ)強(qiáng)范圍為空巷和順槽巷幫各15m范圍,在原空巷和順槽兩排巷幫錨桿中間打設(shè)3根錨桿,錨桿間距1200mm,錨桿型號(hào)及排距與原支護(hù)相同。

      3 過(guò)空巷技術(shù)措施

      3.1 工作面布置

      由于空巷與工作面平行,為減小工作面同時(shí)揭露空巷范圍,保證過(guò)空巷期間工作面頂板安全,對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)斜,使工作面逐步揭露并通過(guò)空巷。根據(jù)工作面礦壓觀測(cè),工作面下端頭壓力顯現(xiàn)較大。因此,采用工作面上端頭超前下端頭推進(jìn)的方式來(lái)通過(guò)空巷。根據(jù)工作面機(jī)械設(shè)備情況,工作面過(guò)空巷時(shí)與空巷的夾角不易過(guò)大,在工作面距空巷35m時(shí)開(kāi)始將工作面逐步調(diào)斜,采用頭三尾一,即機(jī)頭進(jìn)3刀,機(jī)尾進(jìn)1刀。當(dāng)機(jī)頭推進(jìn)31.2m,機(jī)尾推進(jìn)10.4m后,工作面機(jī)頭與機(jī)尾進(jìn)度之差不小于20m,工作面與空巷之間夾角為4°30'。

      按采煤機(jī)截深800mm計(jì),每割一刀,揭露空巷10.2m,工作面推進(jìn)時(shí)必須保證運(yùn)輸機(jī)平直。從工作面上端頭揭露空巷開(kāi)始,按每次800mm進(jìn)刀計(jì)算,共割32刀,即工作面推進(jìn)25m后,過(guò)空巷完畢,開(kāi)始調(diào)直工作面。調(diào)直時(shí)每次割一次機(jī)頭割三次機(jī)尾,直到工作面與兩順槽垂直,方可按正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

      3.2 工作面移架

      (1)工作面與空巷接近割通時(shí),作業(yè)人員要觀測(cè)煤壁情況,嚴(yán)禁作業(yè)人員進(jìn)入空巷。工作面即將揭露空巷時(shí),應(yīng)提前科學(xué)安排生產(chǎn)作業(yè),保證工作面揭露空巷后可以連續(xù)生產(chǎn)作業(yè),盡快推過(guò)空巷。

      (2)工作面過(guò)巷過(guò)程中,各工種應(yīng)協(xié)調(diào)配合,移架工序堅(jiān)持追機(jī)移架,移架和采煤機(jī)滾筒間距不大于2m,間距大于2m時(shí),必須停止割煤作業(yè),待移架與滾筒間距滿足要求時(shí)方可重新開(kāi)始割煤。移架時(shí)采用帶壓擦頂拉架,移架后及時(shí)結(jié)頂,初撐力不小于24MPa,并及時(shí)打出前探梁,展開(kāi)護(hù)幫板,保證護(hù)幫板支護(hù)前方空頂,盡可能減小空頂時(shí)間。

      (3)進(jìn)入煤壁工作時(shí),必須先檢查工作面頂板情況,并打設(shè)護(hù)身板和背幫柱,初撐力不小于90kN。

      3.3 支護(hù)及回撤支柱和木垛

      (1)在空巷中打設(shè)單體柱和木垛時(shí),應(yīng)由外向里的順序依次進(jìn)行,施工人員必須先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂,及時(shí)地清除危巖、排除隱患。

      (2)支設(shè)支柱時(shí)必須保持縱、橫成線,支柱接實(shí)頂板后要持續(xù)注液3~5s,保證初撐力不小于90kN。

      (3)撤除時(shí),隨著支架移進(jìn)逐漸依次循環(huán)撤除,按照“先支后回”的原則進(jìn)行支護(hù),嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

      (4)對(duì)回撤地點(diǎn)的頂、幫情況進(jìn)行檢查,及時(shí)處理活石片幫,并對(duì)所撤支柱或木垛前后的支護(hù)進(jìn)行加固。

      (5)撤除單體柱和木垛支護(hù)時(shí),需保持空巷內(nèi)暢通,作業(yè)地點(diǎn)嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。

      4 礦壓觀測(cè)

      本次8101工作面過(guò)空巷共歷時(shí)5d,對(duì)工作面支架壓力及現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)效果進(jìn)行了觀測(cè)分析(見(jiàn)圖2)。工作面在距空巷25m時(shí),工作面來(lái)壓明顯,下端頭及中部壓力變大;在距離空巷5m左右時(shí),空巷頂板明顯下沉;在機(jī)頭揭露空巷后,機(jī)頭處來(lái)壓顯現(xiàn)劇烈,液壓支架立柱下壓達(dá)300mm,空巷內(nèi)木垛有2處受壓較嚴(yán)重,靠近機(jī)頭處部分單體支柱出現(xiàn)彎曲。整體來(lái)看,對(duì)空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),并采用工作面調(diào)斜逐步過(guò)空巷及追機(jī)擦頂拉架等技術(shù)措施后,過(guò)空巷期間工作面頂板控制效果較好,能夠?qū)崿F(xiàn)工作面安全過(guò)空巷。在今后遇到類似情況時(shí),可提前對(duì)煤體進(jìn)行注漿加固,保持煤體的整體性,提高煤體的強(qiáng)度,使煤體能夠有效支撐工作面頂板,有力于維護(hù)工作面頂板安全。

      5 結(jié)語(yǔ)

      (1)綜采工作面揭露空巷時(shí),工作面頂板管理難度大,極易引起安全事故,采取單體支柱及木垛聯(lián)合支護(hù),配合巷內(nèi)端桿、錨索補(bǔ)強(qiáng),并對(duì)空巷與順槽交叉口錨桿加固,可以有效控制空巷頂板安全。

      (2)根據(jù)8101綜采工作面情況,在距空巷35m時(shí),需提前調(diào)斜工作面,不停班作業(yè),使工作面逐步揭露并通過(guò)空巷,期間必須堅(jiān)持做到追機(jī)擦頂移架,保證支架初撐力不小于24MPa。

      (3)礦壓觀測(cè)分析可知,在工作面距空巷25m時(shí),來(lái)壓明顯,工作面下端頭及中部壓力變大;距離空巷5m左右時(shí),空巷頂板出現(xiàn)明顯下沉;機(jī)頭揭露空巷后,機(jī)頭處劇烈來(lái)壓,液壓支架立柱下壓達(dá)300mm。整體來(lái)看,過(guò)空巷期間工作面頂板控制效果較好,實(shí)現(xiàn)了工作面安全過(guò)空巷。

      圖2 過(guò)空巷期間支架壓力監(jiān)測(cè)圖

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