肖家平

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽淮南 232001)

大傾角綜采工作面絞車房?jī)?yōu)化布置及施工方法

肖家平

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽淮南 232001)

大傾角綜采面絞車房的布置一直是我國(guó)大傾斜綜采工作面布置的一個(gè)難點(diǎn)。以謝一礦 5111C13-綜采工作面切眼絞車房布置支護(hù)為例,介紹了利用擴(kuò)大棚施工技術(shù)在大傾角中厚煤層綜采工作面布置絞車房及施工方法。同時(shí)對(duì)其他大傾角綜采面絞車房的布置方式選擇和施工具有一定的參考價(jià)值。

大傾角;絞車房;優(yōu)化布置;施工方法

Optim ization Layout ofW inder Chamber of Full-mechan ized M in ing Face and Its Construction M ethod

1 工作面基本地質(zhì)概況

5111C13-工作面布置在 -660m水平北二采區(qū)C13煤層 (Ⅵ線與Ⅳ-Ⅴ線之間),上至 -650m標(biāo)高,下至 -700m標(biāo)高,北至開(kāi)切眼,南至工業(yè)廣場(chǎng)煤柱線。該塊段以北、 -650m以上 C13煤層及以東同階段 C15煤層已開(kāi)采完畢。走向長(zhǎng) 770～810m,平均 790m;傾斜長(zhǎng) 133～146m,平均139m。面積約為 109810m2。該煤層屬穩(wěn)定中厚煤層,煤厚 6.0～8.71m,平均 6.73m;煤層中硬,易碎,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;傾角 20～22°,平均 21°。

該塊段內(nèi)煤層呈單斜構(gòu)造,平均走向 148°,傾向 58°。影響開(kāi)采的地質(zhì)構(gòu)造主要是 F13-4-1斷層及其附生的小構(gòu)造。構(gòu)造情況描述見(jiàn)表 1。

表1 構(gòu)造情況描述

表2 煤層頂?shù)装逄卣?/p>

2 問(wèn)題的提出

由于該綜采工作面采用 ZZP6400/18/38大型掩護(hù)式綜采液壓支架,架高 1.82～3.8m,架長(zhǎng)7.5m,架寬 1.5m,原設(shè)計(jì)施工的切眼上口已不能滿足綜采支架的運(yùn)輸安裝要求。因此,必須對(duì)切眼上口絞車房進(jìn)行改造,以滿足運(yùn)輸綜采支架要求。

3 布置方案的確定

根據(jù)該工作面綜采支架的長(zhǎng)度、高度及寬度,經(jīng)計(jì)算得出,在切眼上口重車軌道的轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)到25m,因此,絞車裝置的布置成首要問(wèn)題,共提出了 3個(gè)方案。

方案 1：在切眼上口直接施工 2個(gè)絞車房,規(guī)格分別是 4.0m×4.0m和 2.0m×2.0m,兩絞車房間距 2.0m。

方案 2：在切眼上口施工 1個(gè) 4.0m×8.0m的大絞車房,然后用瓦石砌一個(gè) 2.0m×4.0m的垛子,人為分割成 4.0m×4.0m和 2.0m×4.0m的絞車房。

方案 3：采用巖巷施工交岔點(diǎn)的方式,利用擴(kuò)大棚施工一個(gè) 9.0m寬,高 5.1m的大斷面硐室。

因該工作面上回風(fēng)巷距上階段運(yùn)輸巷的凈垛僅為 12m,且處于應(yīng)力集中帶的峰值區(qū)域,在回風(fēng)巷施工過(guò)程中,應(yīng)力顯現(xiàn)已非常明顯。方案 1及方案2在施工過(guò)程中必須沿煤頂施工,難度較大,在施工完畢后,巷道、硐室將難以正常維護(hù);另外,煤層傾角為 23°,回風(fēng)巷的寬度為 4.0m,加上絞車

方案 3的優(yōu)點(diǎn)：采用循序漸進(jìn)的方式擴(kuò)大斷面,直接破煤層頂板,避免了沿煤頂施工,減少了安全威脅;擴(kuò)大了車場(chǎng)長(zhǎng)度,滿足了重車轉(zhuǎn)彎半徑的要求;有利于絞車的安裝,降低了運(yùn)輸支架的難度;采用錨梁網(wǎng)組合支護(hù)的方式,加強(qiáng)頂板支護(hù)強(qiáng)度,大大降低了巷道的維護(hù)難度,見(jiàn)圖 1。

圖1 擴(kuò)大棚技術(shù)架棚

4 施工方法

(1)施工采用 29U型棚支護(hù),棚距 (中 -中)0.5m,最小斷面為 4.4m×3.0m,最大斷面為9.0m×5.1m,鋼筋笆 (φ8-1000×500mm)腰背,使用三道金屬拉桿連接,見(jiàn)表 3。

表3 5111C13-絞車房擴(kuò)大棚支護(hù)參數(shù)

(2)U型棚卡子螺栓間距為 250mm,梁腿搭茬為 400mm,柱窩深度不小于 200mm,螺栓扭矩不小于 200N·m。每班安設(shè)專人對(duì)所有的螺栓進(jìn)行二次預(yù)緊,確保施工質(zhì)量。

(3)沿巷中位置使用 1根鋼梁,用 4根長(zhǎng)度7.0m的錨索將鋼梁牢固的固定在棚梁內(nèi)側(cè)。在擴(kuò)至 9.0m寬后,在中線兩側(cè)各 1.0m處再使用鋼梁加固頂板支護(hù)。

(4)嚴(yán)格控制支架距離,架間拉桿長(zhǎng)度不得大于 0.6m,采用先架后拉的方式配合前探梁控制頂板。

(5)加強(qiáng)工程質(zhì)量的管理,架棚嚴(yán)禁出現(xiàn)淋肩、吊斜及迎退山現(xiàn)象,幫頂腰背嚴(yán)實(shí),嚴(yán)禁空幫空頂施工。

(6)錨索采用 φ17.8mm的鋼絞線,安裝預(yù)緊力不小于 80kN,錨固力不小于 250kN,外露長(zhǎng)度不得大于 300mm。每孔安裝的樹(shù)脂藥卷為 1支K2360和 3支 Z2380錨固劑。錨索必須用漲拉儀拉緊 (不小于 20MPa),鋼梁兩端必須緊貼住棚梁,中間可以用木楔打緊。

(7)施工過(guò)程中,達(dá)到 1根鋼梁的距離時(shí),必須先施工鋼梁,待錨索打完方可繼續(xù)向前施工。9.0m后,先施工中線位置的鋼梁,待工程全部完工后,再施工中線兩側(cè)各 1.0m的鋼梁,錨索必須錯(cuò)茬布置,鋼梁搭茬距離不小于 500mm。

(8)施工至切眼上口后,必須帶腿子向前施工,柱窩必須深入底板不小于 200mm。在工程全部完工后,再安排人員摘掉下幫棚腿。

5 結(jié)論

大傾角綜采面絞車房的布置一直是我國(guó)大傾斜綜采工作面布置的一個(gè)難點(diǎn),施工強(qiáng)度大,支護(hù)困難。在謝一礦 5111C13-大傾角中厚煤層綜采工作面切眼絞車房布置支護(hù)中,采用擴(kuò)大棚施工技術(shù),該工作面的絞車房每班出勤人數(shù)為 6～8人,施工工期僅用 20d就完成任務(wù)。在該次施工中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用靈活多變的工作方式,經(jīng)過(guò)詳細(xì)的方案論證,解決了車場(chǎng)轉(zhuǎn)彎半徑不夠、絞車房深度不夠及應(yīng)力作用可能導(dǎo)致巷道硐室冒頂?shù)戎T多問(wèn)題,確保該項(xiàng)工作的安全順利完成。同時(shí)對(duì)其他大傾角綜采面絞車房的位置選擇和施工方法具有一定的參考價(jià)值。

[1]李長(zhǎng)春 .分體頂梁懸移支架在傾斜中厚煤層中的應(yīng)用 [J].煤炭技術(shù),2009,(8).

[2]郭忠平,何希林 .深井軟巖硐室近距離跨采研究 [J].礦山壓力與頂板管理,1999(2).

[3]謝文兵,陸士良 .支護(hù) -圍巖接觸關(guān)系與軟巖硐室失穩(wěn)破壞的研究 [J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999(5).

[4]董升平,潘來(lái)永 .大斷面絞車房的支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方法[J].山東煤炭科技,2005,(5).

[5]李為師,丁秀凱 .軟巖大斷面硐室施工及支護(hù)工藝 [J].煤礦開(kāi)采,2000(S1).

TD822.2

B

1006-6225(2010)01-0038-02

2009-10-12

肖家平 (1973-),男,安徽壽縣人,工程碩士,講師,從事煤礦工程技術(shù)教科研工作。房 4.0m的長(zhǎng)度,無(wú)法滿足 25m轉(zhuǎn)彎半徑的要求,如要滿足要求,必須施工長(zhǎng)度不小于 8.0m的絞車房,這樣又增加了施工的難度,因此,排除方案 1及方案 2,選擇方案 3。

周景林]