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        大采高綜采工作面過(guò)環(huán)形裝架硐室的技術(shù)研究

        2018-11-01 05:44:46桂維國(guó)
        山東煤炭科技 2018年10期
        關(guān)鍵詞:支架

        桂維國(guó)

        (柴里煤礦生產(chǎn)技術(shù)部,山東 滕州 277519)

        1 工作面概況

        3605①綜采工作面為柴里煤礦村莊搬遷下新區(qū)工作面,也是首次采用大采高工藝工作面。井下位于一水平六采區(qū)北部,開采二疊系山西組3煤,煤層賦存穩(wěn)定。3煤厚6.15~13.60 m,平均9.59 m,局部含一至三層泥巖夾矸厚0~0.80 m。該面開采一分層采高4.2 m,采用走向長(zhǎng)壁后退式一次采全高綜合機(jī)械化采煤工藝,利用雙滾筒采煤機(jī)割煤、裝煤,割煤寬度為0.8 m,采高4.2±0.2 m。工作面為不規(guī)則、合茬設(shè)計(jì),安裝重達(dá)30 t的ZF9000/23/47型支架支護(hù)頂板,生產(chǎn)過(guò)程中將在機(jī)尾不斷縮減支架開采。采空區(qū)采用全部垮落法放頂。

        工作面及環(huán)形裝架硐室平面位置示意圖見圖1。

        2 環(huán)形裝架硐室加固方案制定

        2.1 環(huán)形裝架硐室基本情況

        該硐室位于軌道順槽轉(zhuǎn)彎處,為半環(huán)形形狀,均為錨網(wǎng)梯索梁支護(hù)。硐室中心長(zhǎng)度為34 m,寬7.4m,高度4.3~6.5 m,平均高度為5.6 m。

        圖1 3605①綜采工作面及環(huán)形裝架硐室平面位置示意圖

        2.2 環(huán)形裝架硐室加固方案對(duì)比

        硐室段3煤厚平均8.5 m,開采一分層采高4.2m,工作面底板將沿硐室中上部推采,如沿該硐室底板推采將造成下分層該區(qū)域難以開采。為確保本分層安全通過(guò)并兼顧下分層開采,提出兩種加固方案進(jìn)行對(duì)比。

        方案一:全部采用方木排嚴(yán)、打設(shè)木垛方法進(jìn)行加固。

        優(yōu)點(diǎn):便于施工和組織,施工時(shí)間短。

        缺點(diǎn):成本投入較大,不利于下分層煤機(jī)截割和開采。

        方案二:采用袋裝爐渣灰鋪底和頂部?jī)蓪臃侥九艊?yán)方法進(jìn)行加固。

        優(yōu)點(diǎn):節(jié)約成本,有利于下分層煤機(jī)截割和開采。

        缺點(diǎn):施工勞動(dòng)強(qiáng)度大,時(shí)間稍長(zhǎng)。

        綜合分析比較,決定采用第二方案實(shí)施加固。

        3 實(shí)施過(guò)程

        3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布置

        軌道順槽導(dǎo)11點(diǎn)與運(yùn)輸順槽導(dǎo)18點(diǎn)落差為30m,計(jì)算工作面煤層傾角為14°。環(huán)形硐室內(nèi)以導(dǎo)C點(diǎn)向面里方向煤幫最高處揭露的頂板為起點(diǎn),以垂直底板向下測(cè)量4.2 m 1點(diǎn)為上基準(zhǔn)點(diǎn),由此點(diǎn)向?qū)屠€定出下基準(zhǔn)點(diǎn)2點(diǎn),上下基準(zhǔn)點(diǎn)的連線即為環(huán)形硐室內(nèi)加固填充物的上平面基準(zhǔn)線。然后,由基準(zhǔn)線的1點(diǎn)按照14°坡度分別向環(huán)形硐室兩入口處兩幫拉線定出兩入口處3、4、5、6各點(diǎn)。由此得知,1~3點(diǎn)和1~5點(diǎn)之間連線為環(huán)形硐室面里幫填充物的上平面連線,2~4點(diǎn)和2~6點(diǎn)之間連線為環(huán)形硐室面外幫填充物的上平面連線,1~2點(diǎn)為兩幫之間整體填充物的上平面連線。依此,可確定數(shù)條基準(zhǔn)線。

        裝架硐室導(dǎo)C點(diǎn)處工作面兩巷落差29.76 m,傾角13.5°,硐室內(nèi)最大高度6.4 m,最小高度4.3 m。

        3.2 實(shí)施加固

        (1)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算得知,加固材料需準(zhǔn)備:爐渣灰,袋裝600 m3;金屬網(wǎng):規(guī)格5×1.15 m,數(shù)量60片;方木:規(guī)格Φ18×3600 mm,數(shù)量900棵。

        (2)維護(hù)加固方式:以環(huán)形硐室現(xiàn)有底板為基準(zhǔn),設(shè)計(jì)底板基準(zhǔn)線以下0.4 m為基線,此空間區(qū)域填充爐渣灰,爐渣灰上平面敷設(shè)一層金屬網(wǎng),設(shè)計(jì)底板基準(zhǔn)線以下,爐渣灰上平面0.4 m空間施工方木木垛。

        (3)木垛施工方式:沿環(huán)形硐室走向鋪設(shè)第一層走向方木,沿環(huán)形硐室傾斜方向鋪設(shè)第二層傾向方木。每層方木與方木之間采用交錯(cuò)、無(wú)間距密集布置,方木與方木之間使用扒釘釘牢。

        經(jīng)過(guò)近十天的施工組織,在工作面推采距環(huán)形硐室25 m處完成加固施工。

        3.3 工作面過(guò)環(huán)形硐室安全技術(shù)要求

        (1)工作面過(guò)環(huán)形硐室過(guò)程中,每班必須指定一名管理人員具體負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)清理維護(hù)工作,所有工作必須指定專人負(fù)責(zé)。

        (2)加強(qiáng)機(jī)尾犄角管理,杜絕犄角折幫空頂現(xiàn)象,工作面臨近環(huán)形硐室5 m時(shí),在機(jī)尾段環(huán)形硐室影響段15 m范圍內(nèi)上頂網(wǎng)以加強(qiáng)頂板管理,待推過(guò)環(huán)形硐室后停止上網(wǎng)。

        (3)工作面過(guò)環(huán)形硐室期間要加強(qiáng)支架支護(hù)狀態(tài)調(diào)整,嚴(yán)格控制工作面采高,確保采高均勻,高度控制在4.0~4.2 m。生產(chǎn)過(guò)程中,支架工兩人一組,配合進(jìn)行調(diào)架,確保支架歪斜不大于5°,仰俯不大于7°。

        (4)頂板破碎處及時(shí)拉移超前架支護(hù),堅(jiān)持“帶壓移架”、“擦頂移架”,盡量減少頂板裸露時(shí)間,防止漏矸、漏炭。

        (5)工作面過(guò)環(huán)形硐室時(shí),因環(huán)形硐室犄角折幫、掉頂造成頂板超高或端面距超過(guò)規(guī)定時(shí),必須對(duì)頂板煤幫采取穿料接頂、拉移超前架、面前扶棚等有效維護(hù)措施,扶棚裝頂期間不得操作附近10m范圍內(nèi)的支架。

        (6)人員進(jìn)入煤壁區(qū)支護(hù)頂板時(shí),首先要停機(jī)閉鎖,必須敲幫問(wèn)頂,設(shè)專人指揮并觀察頂板,維護(hù)清理好退路,確認(rèn)無(wú)隱患后方可進(jìn)入,工作時(shí)必須在有掩護(hù)的空間下進(jìn)行操作,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

        (7)打點(diǎn)柱、扶棚用單體液壓支柱時(shí),要用麻繩、防倒鏈牢固生根,以防歪倒,并采取5 m外遠(yuǎn)距離方式供液。

        (8)工作面通過(guò)環(huán)形硐室支架處于充填物上方時(shí),巷道支架與頂板保持嚴(yán)密接觸為準(zhǔn),防止支架下陷,不再考核初撐力要求。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        (1) 為便于現(xiàn)場(chǎng)施工,通過(guò)精確計(jì)算硐室加固坡度后,在幫部用漆標(biāo)出層位后再用綠色尼龍繩拉線標(biāo)記,包括硐室?guī)筒考皟蓭瓦B線。

        (2)為確保袋裝爐渣灰的加固強(qiáng)度并兼顧工作面下分層開采時(shí)煤機(jī)截割,在爐渣灰中參入少許比例的水泥,并對(duì)每層袋裝爐渣灰進(jìn)行灑水以加強(qiáng)致密性。加固強(qiáng)度得到較大提高,現(xiàn)場(chǎng)效果較好。

        (3) 硐室加固時(shí),在袋裝爐渣灰與底層方木之間鋪設(shè)一層金屬網(wǎng)并嚴(yán)密連接,為下分層開采此段時(shí)頂板管理極為有利,可有效防止頂板破碎漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。

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