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        探究煤巷掘進(jìn)工作面托頂煤頂板管理

        2019-02-10 15:12:58慎陸生
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年3期
        關(guān)鍵詞:煤巷

        慎陸生

        摘 要:鄭煤集團(tuán)部分礦井屬于豫西“三軟”煤層,且煤層厚度一般都在5m以上,煤巷掘進(jìn)工作面過(guò)斷層、過(guò)底板起伏帶和反揭煤施工期間托頂煤情況較為常見(jiàn),通過(guò)總結(jié)U型鋼支護(hù)巷道托頂煤掘進(jìn)期間的頂板控制,確保了巷道的安全掘進(jìn)。

        關(guān)鍵詞:煤巷;托頂煤;頂板管理

        1 引言

        巷道掘進(jìn)期間托頂煤現(xiàn)象較為普遍,而托頂煤施工是掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)頂板控制要求較高、施工隱患較為突出的重點(diǎn)工程之一,為了保證施工期間的安全,采用U型鋼支護(hù),配合頂板管理的措施。順利保證了巷道的安全掘進(jìn),為頂板管理的安全掘進(jìn)提供了技術(shù)支持和保障。

        2 礦井概況

        蘆溝煤礦是鄭州煤炭工業(yè)蘆溝煤礦有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱(chēng)鄭煤集團(tuán)公司)的骨干生產(chǎn)礦井之一,位于鄭州市西南27公里處,新密煤田東部岳村鄉(xiāng)境內(nèi),礦井屬于豫西“三軟”煤層。礦區(qū)交通十分便利,鄭密公路從礦區(qū)穿過(guò),礦區(qū)東依京廣,北靠隴海,西有焦枝三大鐵路干線,本礦專(zhuān)用鐵路與新鄭一京廣鐵路支線宋寨車(chē)站接軌,生產(chǎn)煤炭可直接外運(yùn)。蘆溝煤礦是1965年6月由武漢煤礦設(shè)計(jì)研究院,依據(jù)1958年密縣地質(zhì)勘探隊(duì)提出的岳村礦區(qū)精查報(bào)告設(shè)計(jì)的。1966年開(kāi)始興建,1972年12月簡(jiǎn)易投產(chǎn),年設(shè)計(jì)能力60萬(wàn)噸。采用立井單水平上下山開(kāi)采,中央邊界通風(fēng),大巷位于-15米水平,由于受高角度正斷層切割形成一個(gè)獨(dú)立的井田。其北部以煤層露頭帶為界,南部以魏寨正斷層為界,西界以第三勘探線為界,東部以第17勘探線為界,井田東西走向7公里,南北寬2公里,面積14平方公里。

        3 巷道支護(hù)情況

        巷道采用29U12平方U型鋼配合塑料網(wǎng)、椽子支護(hù),支架凈下寬4.4m,凈高3.2 m,棚距0.6m,梁腿搭接長(zhǎng)度0.35-0.4m,卡纜螺栓扭矩≥200N·m,卡纜間距0.20-0.25m,頂椽子間距0.35m,幫椽子間距0.4m,椽子按二抬一標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè),并成一條直線,塑料網(wǎng)連網(wǎng)長(zhǎng)度0.1m,搭接寬度0.1m,柱窩深度0.2m。U型鋼支架承受壓力大,支撐時(shí)間久,具有易安裝不易變形等特點(diǎn)。

        4 施工前注漿

        施工前,采用注水泥漿的方式對(duì)煤體進(jìn)行加固,注漿期間嚴(yán)格按照以下要求執(zhí)行:

        (1)使用水泥在專(zhuān)用的攪拌桶內(nèi)加水后進(jìn)行攪拌,形成均勻的漿液。通過(guò)注漿泵混合后注入注漿孔內(nèi)。煤體加固注漿工藝:準(zhǔn)備管路并連接-----打注漿孔----清洗管路----制作漿液-----注漿加固------封孔-----清洗管路-----回收管路-----回收注漿管。

        (2)制漿材料配比:水泥:水=1:1。注漿泵泵壓4MPa,孔端壓力4MPa。注漿孔布置第一排距巷道輪廓線以里0.5m,第二排巷道頂板以下1.5m位置各布置1排,第1排布置3個(gè)孔(1#、2#、3#)、第2排布置4個(gè)孔(4#、5#、6#、7#),第1排孔間距1m、孔深6.0m、傾角35°-40°,第2排孔間距0.8m、孔深10m、傾角25°-30°(具體可根據(jù)巷道實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)。

        (3)注漿孔采用錨索鉆機(jī)打眼,鉆孔直徑?22mm。注漿時(shí)采用單孔或雙孔同時(shí)注漿。當(dāng)注漿孔注滿或滲液為注漿結(jié)束時(shí)間。

        (4)注漿施工前,由現(xiàn)場(chǎng)班組長(zhǎng)負(fù)責(zé)對(duì)注漿迎頭往后10m范圍內(nèi)的U型鋼支架進(jìn)行逐棚檢查,確保支架工程質(zhì)量合格、支架條件滿足注漿并且檢查巷道連鎖完好情況,工程質(zhì)量不合格或者支架連鎖不達(dá)標(biāo)時(shí)嚴(yán)禁實(shí)施注漿作業(yè)。注漿前檢查設(shè)備完好情況,當(dāng)注漿管路處于承壓狀態(tài)時(shí),禁止連接、拆卸、修理注漿管件。

        (5)注漿作業(yè)期間必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé),不間斷檢查管路、設(shè)備情況,保證注漿管完好。注漿管?chē)?yán)禁對(duì)人,操作人員連接好管路后,操作人員身體必須離開(kāi)管頭至少500mm以上。每注漿結(jié)束一個(gè)鉆孔,現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人都需要檢查迎頭巷道支架情況,支架無(wú)異常時(shí)可以換注漿孔。

        5 托頂煤施工頂板管理方法

        (1)掘進(jìn)施工前,認(rèn)真執(zhí)行《揭閉子管理規(guī)定》,先兩邊后中間,從兩邊的點(diǎn)桿揭起,在每揭起一根點(diǎn)桿確保頂板沒(méi)有問(wèn)題后才能揭下一根點(diǎn)桿,必要時(shí)中間的兩根點(diǎn)桿可以暫不揭除,先掘進(jìn),待掘進(jìn)2-3棚留有肚子后,再去除,防止出現(xiàn)頂部流煤。

        (2)掘進(jìn)期間可留設(shè)兩棚或三棚肚子(象鼻)。為防止施工期間煤壁冒落,造成冒頂事故,可留設(shè)兩棚或三棚肚子,肚子兩側(cè)的寬度不得小于0.8米,肚子必須采用不少于3根的3寸鋼管或小荊木配合竹笆進(jìn)行加固,以防煤體滑落。

        (3)掘進(jìn)前必須采用撞楔法進(jìn)行超前護(hù)頂。每棚掘進(jìn)前采用管釬椽配合鐵釬椽和板釬椽超前護(hù)頂。防止冒頂發(fā)生時(shí),在需要挺釬椽的支架向外0.5~1.0m(一個(gè)或二個(gè)支架棚距)處,在巷頂正頂以仰角40?向巷道正前方煤體中打入釬椽。釬椽采用密集方式沿支架頂梁布置,用大錘或手鎬敲擊釬椽尾挺入。木釬椽間距不能大于0.2m,釬椽尾外露長(zhǎng)度不能超過(guò)300mm。釬椽必須能托住前方的松散煤體。

        (4)掘進(jìn)期間必須采用前探梁(前探梁可采用π型鋼或槽鋼制作)。通過(guò)使用金屬前探梁臨時(shí)支護(hù)固定裝置,增加了作業(yè)地點(diǎn)臨時(shí)支護(hù)范圍內(nèi)的牢固性和可靠性,提高了巷道超前控制頂板的整體穩(wěn)定性,對(duì)掘進(jìn)工作面頂板管理起到了很好作用。

        (5)空幫、空頂處用煤袋或廢舊坑木填實(shí)。每掘進(jìn)一棚,若出現(xiàn)空幫空頂現(xiàn)象時(shí),必須及時(shí)用編織袋裝煤或廢舊坑木填實(shí),否則不得施工下一棚,防止出現(xiàn)幫頂不實(shí)就繼續(xù)施工的現(xiàn)象。

        6 結(jié)語(yǔ)

        (1)通過(guò)對(duì)托頂煤施工頂板管理技術(shù)的研究,采取改變施工工序、超前護(hù)頂、固化頂板等技術(shù),解決了托頂煤施工期間的頂板管理難題,保證了工程的順利施工,為礦井的正常接替提供了有力的保障。

        (2)采取注漿措施后,煤體得到了注漿固化、銹結(jié),同時(shí)注漿過(guò)程中煤體被漿液濕潤(rùn),施工期間作業(yè)的煤塵大大降低,改善了作業(yè)環(huán)境,減少了煤肺病的發(fā)生。

        (3)完善了“三軟”煤層煤巷掘進(jìn)工作面托頂煤施工期間的頂板技術(shù),從前期的準(zhǔn)備注漿工作,到施工期間的頂板管理措施,讓整個(gè)頂板管理工作更加的科學(xué)化、工藝化和制度化。為鄭煤集團(tuán)豫西“三軟”煤層推行突出煤巷掘進(jìn)工作面在復(fù)雜地質(zhì)情況下快速安全掘進(jìn)工藝奠定了基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉猛,毋飛等.三軟不穩(wěn)定煤層過(guò)聚能爆破頂板控制技術(shù)[J].中州煤炭,2012.

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