焦貴生
(山西晉能集團朔州煤炭運銷公司,山西 朔州 036000)
蓮盛礦井主要可采煤層為山4、9、11號層,目前回采9#煤層,9#煤平均厚度13.1 m,局部有2~6層夾矸,夾矸巖性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖。9#煤為暗淡型,中下部煤質(zhì)較堅硬,且發(fā)育有外生裂隙,裂隙充填方解石。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖,厚13.5 m,直接底為中砂巖,厚3.7 m。
礦井屬于低瓦斯礦井,根據(jù)測試資料,結(jié)合9#層順槽掘進,瓦斯絕對涌出量為0.9 m3/min。煤塵有爆炸危險性。煤的自燃傾向性等級為自燃煤層。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單,水文地質(zhì)類型為中等。
9102工作面為兩巷布置。9102運輸順槽為機軌合一運輸,9102回風(fēng)順槽為輔助運輸,均沿9#煤層底板掘進。
(1)在進風(fēng)巷施工一吊裝峒室:長度為5 m,寬度5 m,高度5.5 m。
(2)工作面回采至距停采線3.0 m時,割煤過程中工作面下底回采,在最后沿走向2.4 m范圍內(nèi)必須使底板下底深度達到300 mm,并將下出口7.5 m范圍采用下底回采制作成平巷,作為下拉支架緩沖地段,并割成圓弧過渡至工作面。在回撤通道完成、前溜拆除后在吊裝硐室至回撤通道下端30 m范圍將通道底板用C30混凝土進行硬化,硬化厚度300 mm,寬度為從距煤幫300 mm開始至采空區(qū)側(cè)2 m處。
(1)回撤通道坡度10°,在工作面運輸順槽下幫正對回撤通道位置擴掘絞車房,安裝一臺JD-55型調(diào)度絞車(Φ22 mm鋼絲繩,牽引力40 kN)用于回撤工作面設(shè)備,同時在絞車前方埋設(shè)串掛導(dǎo)向滑輪的錨鏈(220型刮板機Φ30 mm圓環(huán)鏈)。
(2) 在吊裝硐室以外安裝JH-20型慢速絞車(Φ24.5 mm鋼絲繩,平均靜拉力200 kN)1臺,用于拉移支架設(shè)備及其部件。
(3) 在工作面上口距停采幫1 m處上幫安裝一臺JSDB-25(55 kW)雙速多用絞車(Φ30 mm鋼絲繩)一臺,在前方埋設(shè)大鏈,安裝導(dǎo)向滑輪,用于拉移滑靴,同時配合下出口絞車?yán)浦Ъ??;爻吩O(shè)備安裝布置見圖1。
圖1 回撤設(shè)備安裝布置
回撤通道為矩形斷面,凈寬8 m,凈高3.0 m,長150 m,為保證回撤通道暢通和支架回撤安全,根據(jù)9102工作面條件,回撤空間采用主打錨桿和錨索,配合鋪網(wǎng)、掛鋼絲繩的方式進行支護?;爻房臻g支護見圖2。
回撤通道鉆打錨桿和錨索,錨桿規(guī)格為Φ18 mm×2000 mm,排距0.6 m,間距1.5 m,錨桿支設(shè)范圍為7.2 m,即12個循環(huán)。錨索布置的間排距為1.5 m×3.0 m。錨索通道兩側(cè)和中間各布置一排,即布置三排,每排錨索之間的間距為3 m。
圖2 回撤空間支護
回撤支架時,按照從上向下的順序逐架進行,方法是:先將液壓支架伸縮梁、側(cè)護板收回,單架支架在巷道中正常狀態(tài)高度3700 mm,伸縮梁收回后狀態(tài)高度2300 mm,側(cè)護板側(cè)護板伸縮量為70 mm,應(yīng)采用帶壓抽架技術(shù),不讓頂梁與頂板脫離接觸,使其相互作用間有一個作用力,增大摩擦,防止抽架過程中支架滑倒。用自身動作配合單體支柱將液壓支架沿垂直煤壁方向拉出1.7~2.0 m,再使其旋轉(zhuǎn)90°,然后上出口絞車?yán)K頭連接在支架尾梁上,利用單體配合將滑靴穿在支架底座上,用大鏈將滑靴與支架底座綁扎牢固,并將支架降到最低高度,再利用上、下出口絞車及滑輪組將支架沿工作面底板拉到下出口 (上出口絞車?yán)K頭連接在支架尾梁上,下出口絞車?yán)K頭連接在架前底座上),然后利用進風(fēng)巷慢速絞車?yán)浦恋跹b硐室解體裝車外運。
工作面回撤期間,通過運輸順槽、后部刮板輸送機注氮管路沿工作面傾向預(yù)埋的注氮管路,向采空區(qū)進行連續(xù)注氣氮,正常情況下,24小時持續(xù)注氮,注氮量不小于1000 m3/h,氮氣濃度(按體積計算)不得低于97%。采空區(qū)防火注氮量確定原則是:采空區(qū)氧化帶氧氣濃度不大于8%,工作面風(fēng)流中的氧氣不小于18%。若發(fā)現(xiàn)工作面、支架間的行人過道、回風(fēng)隅角氧氣濃度降低(<18%),應(yīng)暫停注氮或減少注氮強度。工作面回撤期間,正常情況下對工作面架間插管、施工的鉆孔進行注漿,自上而下,反漿為止。如果在回撤期間,發(fā)現(xiàn)某一支架區(qū)域出現(xiàn)溫度、CO氣體異常時,加大該區(qū)域內(nèi)鉆孔的注水量,此外利用已施工的鉆孔則持續(xù)對該區(qū)域鉆孔進行注漿,直至徹底消除隱患。如現(xiàn)有鉆孔不能有效覆蓋異常區(qū)域,安排人員在異常區(qū)域內(nèi)補打鉆孔,進行防滅火作業(yè)?;爻菲陂g掩護架形成后,在進風(fēng)隅角區(qū)域木垛外側(cè)注羅克休,減少采空區(qū)漏風(fēng)。在端頭架、175#附近向采空區(qū)方向分別施工3個鉆孔,套管為1寸,長度為8~12 m,做為注凝膠措施管。在回撤支架期間,工作面?zhèn)湟慌_注漿泵和10 t白泥,地面準(zhǔn)備4臺完好的注漿泵和100 t白泥備用,以及灌注白泥所需其他材料?;爻分Ъ艿却蠹r,避免停留在巷道斷面小的地點,以防止影響采場風(fēng)量,引起采空區(qū)內(nèi)壓力變化。
(1)人工檢測
①瓦斯檢查員必須每班對工作面支架的架間溫度、氣體等參數(shù)進行檢測,具體規(guī)定為每隔10架一個測點,對進、回風(fēng)隅角、架間插管、行人側(cè)與架后進行檢測,并將檢測結(jié)果及時匯報至通風(fēng)調(diào)度,并做好相關(guān)記錄。
②每天對回風(fēng)流、回風(fēng)隅角、工作面支架間每隔10架進行人工采樣、化驗分析。如局部地點CO濃度大于100 PPm時,每班采樣一次。
(2)安全監(jiān)測
工作面設(shè)置一氧化碳傳感器;回風(fēng)流、回風(fēng)隅角設(shè)置一氧化碳、溫度傳感器;各監(jiān)測點實行24小時連續(xù)監(jiān)測,并保證靈敏可靠。
根據(jù)工作面回采及收尾期間采空區(qū)自然發(fā)火特點,分兩個階段實施防火措施,即工作面距停采線30 m至施工回撤通道結(jié)束、工作面回撤期間。這兩個階段內(nèi)將采用預(yù)測預(yù)報、噴漿、充填灌漿、注漿、注水、注氮、進回風(fēng)隅角設(shè)置隔離墻等多種防火措施。
回撤支架時,用采空區(qū)側(cè)移溜頂子配合繩扣牽支架后部掛鉤點,以配合支架回撤,防止支架自滑跑架。并有保證現(xiàn)場作業(yè)人員的安全技術(shù)措施。
支架翻轉(zhuǎn)梁收回并拆下,對煤墻端進行頂部支護防止竄出矸石傷人,采空區(qū)側(cè)的擋矸板在拆下前要做好對其的剎幫背頂工作。
注漿羅克休時施工力求一次注好,對注漿量較大部位必須連續(xù)灌注,設(shè)備的壓力和流量必須達到施工設(shè)計要求。在塌頂區(qū)域充填一次后,未達到充填效果的可直接進行二次充填。注漿人員在施工中,應(yīng)注意查看注漿量、注漿比例及擴散范圍,準(zhǔn)備好棉紗、木楔以封堵漏液區(qū)域,減少材料浪費保證效果。當(dāng)注漿過程中出現(xiàn)少量反料情況時,應(yīng)降低注漿速度或進行間歇性注漿,直至不再出現(xiàn)反料;當(dāng)注漿過程中出現(xiàn)大量反料時,應(yīng)用棉紗、木楔進行封堵,如仍無法封堵時,應(yīng)停止注漿。注漿過程中出現(xiàn)跑漿、冒漿,多屬封閉不嚴(yán)導(dǎo)致,當(dāng)出現(xiàn)此種情況應(yīng)停止注漿,重做封閉工作。
通過合理組織,下行回撤技術(shù)大大縮短了工作面回撤工期,采用下行回撤方式工期縮短了8 d,工作面回撤過程中未出現(xiàn)滑架、倒架及其它安全事故,將下行回撤效果比與上行回撤效果比較,工作面回撤材料費節(jié)約6.7萬元,人力資源成本節(jié)約7.1萬元,取得了良好的經(jīng)濟效益。
下行回撤空間支護方式合理,降低了職工作業(yè)強度,保證了人員安全,提高了撤架速度,節(jié)約了回撤支架的費用。技術(shù)可行,達到了預(yù)期效果,具有較好的借鑒意義和推廣價值。