王慶水

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.同煤集團(tuán)大同地煤姜家灣煤礦，山西大同 037000）

極破碎頂板綜采工作面的快速搬家技術(shù)研究

王慶水1，2

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.同煤集團(tuán)大同地煤姜家灣煤礦，山西大同 037000）

姜家灣煤礦78105工作面的頂板極為破碎、來(lái)壓明顯。為實(shí)現(xiàn)其快速搬家，提高開采速度和煤炭回采率，采用瑞米加固Ⅰ號(hào)加固頂板、設(shè)置開機(jī)道，為工作面順利撤架做好準(zhǔn)備。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和經(jīng)濟(jì)效益分析，該項(xiàng)技術(shù)可為礦井節(jié)省資金2 100萬(wàn)元；可供地質(zhì)和開采條件相同的礦井參考。

極破碎頂板；綜采工作面；快速搬家

1 78105工作面的概況

1）姜家灣煤礦78105綜采工作面位于7號(hào)層斷中盤區(qū)，工作面東部為78103采空區(qū)，西部為78107備采工作面，北部為前郭家坡保安煤柱，南部為715盤區(qū)回風(fēng)巷。工作面采深221 m，工作面走向長(zhǎng)度891 m，傾向長(zhǎng)度120 m，煤層傾角3°～ 8°，煤層厚度0.9～1.5 m、平均1.23 m。工作面直接頂為中砂巖，較致密，塊狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)脆，節(jié)理較發(fā)育，厚1.7～3.8 m，硬度f(wàn)=6；局部有厚度為0.1～0.3 m的炭質(zhì)泥巖偽頂，質(zhì)脆，硬度f(wàn)≤3?；卷敒闇\灰色細(xì)砂巖，石英含量71%、長(zhǎng)石含量20%、暗色礦物含量5%，粘土質(zhì)膠結(jié)，厚3.67～42.3 m，硬度f(wàn)=5～6。直接底為細(xì)砂巖，結(jié)構(gòu)致密，含少許保存完好的植物化石，厚1.2～3 m，硬度f(wàn)=5～6。

2）工作面設(shè)備：MG132/310-BW型采煤機(jī)，機(jī)面高度720 mm；SGB630/110x2型刮板輸送機(jī)；SZB764/132型轉(zhuǎn)載機(jī)；SSJ-1000/160型皮帶機(jī)；ZYB4400-1.8/0.85型液壓支架78架，ZZ5000-1.8/ 0.85型液壓端頭支架2架；WRB200/31.5型乳化液泵2臺(tái)，RX200/16A乳化液箱1臺(tái)。78105工作面生產(chǎn)完成后將搬到78107工作面。78105工作面賦存不穩(wěn)定、工作面頂板極為破碎、工作面搬家的難度大，為實(shí)現(xiàn)該工作面快速搬家，提高開采速度和煤炭回采率，決定78105工作面實(shí)行開機(jī)道撤架。

2 78105工作面的快速搬家技術(shù)

1）工作面開機(jī)道的準(zhǔn)備工作[1-2]。要在78105工作面內(nèi)部設(shè)置開機(jī)道，機(jī)道寬度7.2 m，其中4.8 m為液壓支架長(zhǎng)度，2.4 m為撤架機(jī)道寬度。為了順利進(jìn)行開機(jī)道撤架工作，首先采用瑞米加固Ⅰ號(hào)對(duì)頂板進(jìn)行加固工作。a.加固劑瑞米加固Ⅰ號(hào)的特性：高抗壓、高粘結(jié)強(qiáng)度、發(fā)泡膨脹、遇水反應(yīng)，適用于加固煤、巖體裂隙。其參數(shù)如表1所示。b.頂板加固方案：針對(duì)工作面頂板在42號(hào)架到70號(hào)架之間較破碎的特點(diǎn)，工作面頂板的第一次加固著重在這些29架之間的頂板加固。具體采用以下方案：分別采用30°和60°角對(duì)直接頂和基本頂進(jìn)行加固；30°角超前加固5 m，60°角超前加固3 m，孔深均為6 m；每隔1.5 m打一組鉆孔加注加固劑；對(duì)1號(hào)-41號(hào)架和71號(hào)-80號(hào)架之間的加固，采用每隔3 m打一組鉆孔，并注加固劑，鉆孔側(cè)視圖，見圖1。c.開掘機(jī)道要求：機(jī)道寬度7.2 m；采用機(jī)組截割方式開掘機(jī)道，機(jī)組每刀截割深度0.6 m；要求每開掘3 m機(jī)道必須根據(jù)實(shí)際頂板破碎情況制定下一步的加固方案。

2）開機(jī)道的支護(hù)方案。a.工作面兩側(cè)巷道超前支護(hù)方案。首先，在1011巷（78105工作面的機(jī)軌合一巷，巷寬4.2 m）側(cè)超前支護(hù)20 m，采用單體液壓支柱，在皮帶西側(cè)支護(hù)一排單體液壓支柱，柱距1.5 m；在皮帶東側(cè)支護(hù)兩排單體液壓支柱，柱距1.5 m，排距2 m，見圖2。其次，在1009巷（78105工作面軌道巷，巷寬3.0 m）側(cè)超前支護(hù)20 m，采用單體液壓支柱，在軌道東西兩側(cè)各支護(hù)一排單體液壓支柱，柱距1.5 m；排距為2 m。b.工作面的支護(hù)方案采用架間支護(hù)，在每架支架間采用6 m長(zhǎng)錨索配合液壓支架支護(hù)頂板，錨索間距1.5 m，排距0.6 m。采用15.4 mm的鋼絞線。

3）工作面的移架方案[3]。當(dāng)工作面推進(jìn)到1.2 m時(shí)移液壓支架，使支架的前梁進(jìn)入有支護(hù)的頂板下方，同時(shí)在每架液壓支架前梁下用木柱補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)工作面推進(jìn)到2.4 m時(shí)，再注一次加固劑。當(dāng)工作面推進(jìn)到4.8 m時(shí)，整個(gè)支架就全部進(jìn)入有支護(hù)的頂板下方，準(zhǔn)備開掘撤架機(jī)道。工作面推進(jìn)不同步距時(shí)的錨索支護(hù)，見圖3。

4）工作面的開掘撤架機(jī)道方案[4]。采用人工打眼放炮的方法開掘。開掘機(jī)道是由頭部、尾部同時(shí)開掘，掘進(jìn)寬度2.4 m，高度見頂見底。每架支架之間架設(shè)兩組鋼梁，頂梁采用長(zhǎng)度3.6 m的11號(hào)礦用工字鋼，鋼梁一端用11號(hào)礦用工字鋼做棚腿，另一端架設(shè)在支架前梁上；要求用作棚腿的11號(hào)礦用工字鋼底端穿“鞋”厚度10 mm，長(zhǎng)x寬為20 mmx 20 mm，頂部采用焊接長(zhǎng)度150 mm的12號(hào)槽鋼，用以穩(wěn)固工字鋼梁；焊接后的棚腿總高度1.66 m，棚距0.75 m。當(dāng)鋼梁架設(shè)好后，開始注錨索，2.6 m長(zhǎng)錨索距開口位置0.75 m，錨索間距0.7 m，排距1.5 m，距巷道側(cè)壁0.4 m。6.0m長(zhǎng)錨索正對(duì)原支架間錨索，錨索間距0.7 m，排距1.5 m，距巷道側(cè)壁0.4 m。錨索采用直徑15.4 mm鋼絞線錨索，要求錨索的錨固長(zhǎng)度1.2 m。兩側(cè)撤架機(jī)道貫通后，就可按正常撤架工序進(jìn)行撤架。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

姜家灣煤礦自建井以來(lái)，綜采工作面搬家一直困擾著礦井高效生產(chǎn)；工作面搬家不僅費(fèi)時(shí)（約需2個(gè)月），而且花費(fèi)巨大（約需3.5萬(wàn)元/m）。通過本文技術(shù)的應(yīng)用，大大節(jié)省了搬家時(shí)間和花費(fèi)，每次搬家僅需25 d，每米花費(fèi)大約1.25萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。通過采用瑞米加固Ⅰ號(hào)加固劑和錨索聯(lián)合支護(hù)頂板，不僅可以安全撤出支架，而且也是綜采工作面破碎頂板處理方面的切實(shí)可行的經(jīng)濟(jì)合理方法。

[1]黃建華.綜采工作面構(gòu)造區(qū)末采收尾技術(shù)實(shí)踐與分析[J].煤炭工程，2014，46（6）:59-61.

[2]宋旭堂.綜采工作面預(yù)掘回撤通道快速收尾技術(shù)[J].煤，2014（175）:42-43.

[3]王偉.大采高綜采工作面安全快速收尾技術(shù)[J].山西焦煤科技，2012（9）:24-26.

[4]朱森.淺析綜采工作面收尾技術(shù)參數(shù)的確定與優(yōu)化[J].山東煤炭科技，2012（4）:77-78.

Rapid Moving Technology of Fully-mechanized Mining Face with Extreme Broken Roof

WANG Qingshui1,2
(1.College of Miming Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China; 2.Jiangjiawan Mine,Datong Coal Mine Group,Datong 037000,China)

No.78105 working face of Jiangjiawan Mine has extreme broken roof and obvious weighting.To realize its rapid moving and increase the mining speed and recovery rate,Ruimi Reinforcement I is used to strengthen roof,set up gateway,and prepare for the smooth dismantling support. Field practice and economic analysis proves that the technology could save 21 million yuan for the mine, which could be useful for the mines with similar geological and mining conditions.

extreme broken roof;fully-mechanized mining face;rapid moving

TD823

A

1672-5050（2015）02-0047-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.02.015

（編輯：樊敏）

2014-08-30

王慶水（1959-），男，山東濟(jì)南人，在讀工程碩士研究生，高級(jí)工程師，從事煤礦管理工作。