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        厚煤層孤島工作面收尾技術(shù)研究

        2019-03-11 11:27:34
        山東煤炭科技 2019年2期
        關(guān)鍵詞:錨桿支架

        趙 璽

        (山西高河能源有限公司,山西 長治 047100)

        高河礦位于長治縣境內(nèi),年設(shè)計能力600萬t,井田面積約63.55km2,地質(zhì)儲量約11.46億t,煤種為貧瘦煤,是優(yōu)質(zhì)的動力用煤、煉焦配煤和高爐噴吹用煤。E1303孤島工作面受到二次采動影響,頂板擾動性增大,礦壓顯現(xiàn)劇烈,導(dǎo)致巷道變形嚴(yán)重,收尾期間在采用常規(guī)手段基礎(chǔ)上,通過加強(qiáng)停采時煤幫支護(hù)強(qiáng)度、保證順槽超前區(qū)域安全、做好收尾期間機(jī)頭、機(jī)尾三角區(qū)域的管理、對停采線側(cè)煤幫進(jìn)行注漿加固等多項措施聯(lián)合施工,有效保障了工作面收尾工作的順利進(jìn)行,對類似地質(zhì)條件下放頂煤工作面收尾工作有重要指導(dǎo)意義[1-3]。

        1 工作面概況

        E1303工作面所采為3號煤層,煤層厚度穩(wěn)定,煤厚6.15~6.95m,平均6.34m。煤層埋深394.358~453.702m,工作面采用走向長壁、后退式低位放頂煤一次采全高全部綜合機(jī)械化放頂煤采煤法。工作面采高3.5±0.1m,放煤高度2.84m,采放比1:0.81。E1303工作面為孤島工作面,西臨E1305采空區(qū),東臨E1302采空區(qū),E1303回風(fēng)順槽與E1302采空區(qū)之間僅留有30m的保護(hù)煤柱,工作面布置情況如圖1所示。

        圖1 E1303工作面布置圖

        2 工作面收尾技術(shù)

        2.1 停采時工作面煤幫管理

        在割最后一刀煤時,滾筒每割15m,停機(jī)閉鎖刮板,在煤幫側(cè)打設(shè)錨桿加強(qiáng)支護(hù)。經(jīng)敲幫問頂確認(rèn)無安全隱患后,在煤幫打設(shè)三排Ф22×2400mm的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿進(jìn)行護(hù)幫。錨桿鉆孔呈五花眼布置,頂錨桿距頂板700m,排距1000mm,中部錨桿距頂2200mm,排距1000mm,底錨桿距底板500mm,排距1000mm,裝入2支樹脂藥卷(一支K2335,一支Z2360),預(yù)緊力400N·m。將金屬網(wǎng)預(yù)先鋪設(shè)錨固在煤幫上,安裝錨桿過程中保證金屬網(wǎng)緊貼煤幫,錨桿布置圖如圖2所示。

        圖2 煤幫錨桿布置圖

        2.2 兩順槽超前維護(hù)管理

        收尾期間膠帶順槽距離停采線10m時加強(qiáng)支護(hù),改用一梁(4.6m)三柱單體柱π型梁棚(原支護(hù)為一梁二柱),中柱緊貼轉(zhuǎn)載機(jī)外幫側(cè)打設(shè),棚距800mm;回風(fēng)順槽距離停采線10m時改用單體柱工字鋼棚,棚距400mm。棚梁與巷道頂板之間用道木、剎桿等進(jìn)行絞頂,確保接頂嚴(yán)實。

        2.3 機(jī)尾三角區(qū)頂板管理

        收尾期間,每小時對工作面機(jī)尾50m范圍內(nèi)的液壓支架初撐力巡查一次,發(fā)現(xiàn)不達(dá)標(biāo)時及時進(jìn)行處理,確保支架初撐力不低于24MPa;回風(fēng)順槽超前區(qū)域的單體柱初撐力進(jìn)行抽檢次數(shù)應(yīng)保證每班不少于3次,每5架棚抽檢一架,確保單體柱初撐力不小于11.5MPa。

        2.4 機(jī)頭三角區(qū)頂板管理

        膠帶順槽側(cè),停采線距離F3-2斷層5m左右,收尾工作受斷層影響較大。收尾期間,機(jī)頭三角區(qū)處于斷層面下方,該區(qū)域煤體破碎,頂板壓力大,應(yīng)加強(qiáng)機(jī)頭三角區(qū)的頂板管理。重點加強(qiáng)機(jī)頭50m范圍內(nèi)的頂板管理,機(jī)組割煤后,緊跟機(jī)組及時拉架,拉架滯后采煤機(jī)前滾筒不得超過3m;支架必須升至完全吃緊,接頂嚴(yán)實,初撐力不小于24MPa。膠帶順槽超前區(qū)域的單體柱初撐力進(jìn)行抽檢次數(shù)應(yīng)保證每班不少于3次,每5架棚抽檢一架,確保單體柱初撐力不小于11.5MPa[4-5]。

        2.5 注漿施工工藝

        收尾期間,當(dāng)工作面煤幫片幫、頂板破碎嚴(yán)重時,要及時采取打眼注漿措施對工作面頂、幫進(jìn)行加固。采用晉安加固1號材料對工作面煤幫進(jìn)行注漿加固,晉安加固1號主要成分由樹脂、催化劑雙組份材料按照一定比例配置而成,雙組份材料均為液體產(chǎn)品,產(chǎn)品具有高柔韌性、粘結(jié)力強(qiáng)、機(jī)械性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,便于井下狹小空間使用。產(chǎn)品注入煤巖體后,可快速滲入微小的裂隙,使原本松散破碎的圍巖粘結(jié)成整體,良好的柔韌性能可承受工作面動壓影響。現(xiàn)場使用3ZBQ-9/12注漿泵將加固材料注入煤幫,粘結(jié)斷層附近破碎煤(巖)體,增加幫部、頂板的完整性,提高整體抗壓強(qiáng)度,保證工作面正常回采。注漿孔雙排布置,上排孔距頂板1000mm,孔深8000mm,仰角15°,排距5000mm;下排孔距底板1500mm,排距5000m,孔間距1000m,水平布置。煤幫注漿時,務(wù)必保證注漿壓力達(dá)到1MPa時方可停止注漿,注漿孔布置如圖3所示。

        圖3 煤幫注漿孔布置圖

        3 收尾期間安全事項

        (1)聯(lián)網(wǎng)、吊網(wǎng)、上梁及打錨桿時,必須對機(jī)組、刮板進(jìn)行閉鎖,并安排專人停送電,行人、運(yùn)料嚴(yán)禁踩踏刮板。提前處理活煤矸塊,工作地點前后必須在采取可靠的背幫護(hù)頂措施后,方可進(jìn)行施工作業(yè)。

        (2)綜放工作面臨近收尾時,雙層金屬網(wǎng)、鋼絲繩已提前鋪設(shè),在移架、降架過程中要防止液壓支架前探梁刮網(wǎng)、刮繩,支架上方金屬網(wǎng)、鋼絲繩整體性破壞后,將會降低金屬網(wǎng)對頂板的護(hù)表能力。如在移架、降架過程中刮網(wǎng)、刮繩,為彌補(bǔ)其帶來的不良影響,應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)網(wǎng)或繩。

        (3)支架液壓系統(tǒng)由檢修班安排專人負(fù)責(zé)維修工作,每天定時對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修,保證乳化液泵站壓力不低于31.5MPa,確保支架能夠正常的拉移。

        (4)加強(qiáng)端頭的支護(hù)管理,機(jī)頭機(jī)尾超前影響區(qū)域抬棚嚴(yán)禁缺梁少柱,單體支柱要升緊并捆綁牢固,定時進(jìn)行補(bǔ)液。

        (5)及時掌握工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律,為收尾工作提供科學(xué)有效的依據(jù)。每班對工作面所有壓力表及兩巷頂板離層情況進(jìn)行認(rèn)真觀測并記錄。對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的壓力不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象及頂板離層現(xiàn)象,要安排相關(guān)工作人員及時處理。

        4 收尾效果分析

        高河礦E1303孤島工作面采用錨網(wǎng)支護(hù)與注漿加固方式,配合超前區(qū)域加強(qiáng)管理等手段,有效地控制住了工作面的頂板,保障了支架回撤通道的安全,為工作面內(nèi)支架等設(shè)備的快速回撤創(chuàng)造了條件,加快了工作面的收尾進(jìn)度。采用錨網(wǎng)支護(hù)與注漿加固方式,相較于傳統(tǒng)的架棚工藝,作業(yè)環(huán)境更加安全可靠,施工速度也得到大幅提升,工人勞動強(qiáng)度顯著降低,該工作面收尾僅用時15d就順利結(jié)束。收尾工程采用錨網(wǎng)支護(hù)與注漿加固技術(shù)與傳統(tǒng)的架棚工藝相比,節(jié)省材料費用12.2萬元,節(jié)約人工費5.6萬元。

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