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        綜放工作面跨廢棄暗井及底部空巷技術(shù)應(yīng)用

        2020-12-16 07:42:50
        山東煤炭科技 2020年11期
        關(guān)鍵詞:拉架空巷間距

        馬 寧

        (山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)柳灣煤礦,山西 孝義 032303)

        1 工程背景

        柳灣61112 綜放工作面所采煤層為11#煤,平均埋深252.2 m,采用綜合機(jī)械化低位放頂煤全部垮落采煤法,采煤高度為2.6 m,放煤高度為2.48 m。

        61112 綜放工作面中部有一小窯遺留下來的暗井與底部空巷連通,上部與9#煤空巷相連,共同構(gòu)成原小窯的提升系統(tǒng)。經(jīng)查明暗井直徑為5 m,落底至11#煤底部,于2009 年8 月采用煤矸與黃土填實(shí),如圖1 所示。

        位于工作面底部以下的空巷呈V 字型布置,與工作面的層間距為0.5~11 m,底部空巷整體與工作面斜交,巷高、巷寬均為2 m,巷內(nèi)原支護(hù)采用木棚支護(hù),間距為1 m,如圖2 所示。

        2 底部空巷及暗井頂?shù)装蹇刂?/h2>

        2.1 暗井鋪設(shè)人工假頂

        暗井上口位置采用規(guī)格為6 m 的工字鋼配合Ф24 cm×3.6 m 的半圓木棚板進(jìn)行密鋪,形成人工假頂。當(dāng)工作面采至距暗井位置5 m 時,沿工作面方向打規(guī)格為Ф20 mm×2 m 的錨桿,間距為0.2 m。隨后在錨桿臨近位置斜向上15°朝暗井施工規(guī)格為Ф17.8 mm×8 m 的錨索,后采用鋼絲繩配合繩索將配套的錨桿、錨索對齊固定,錨索一側(cè)采用木棚板聯(lián)鎖,形成第二層人工假頂。如圖3、圖4 所示。

        圖1 暗井充填情況剖面圖

        2.2 底部空巷加強(qiáng)支護(hù)

        工作面推進(jìn)至距離底部空巷100 m 位置時,對底部空巷及暗井加強(qiáng)支護(hù),具體方法為:層間距大于7 m 的范圍采用1.6 m 的半圓木棚板水平架設(shè)木垛,木垛間距邊-邊1.5 m;層間距大于5 m 的范圍支護(hù)方式與上述一致;2 m ≤層間距≤5 m 的范圍同樣使用1.6 m 的半圓木棚板水平架設(shè)木垛,木垛間距為1 m,并在木垛間充填料石;層間距<2 m的范圍使用3.6 m 木棚板密鋪,并在棚板上方使用料石全部填實(shí)。如圖5 所示。

        圖2 底部空巷及井筒位置平面示意圖

        圖3 暗井上部口維護(hù)示意圖

        圖4 暗井中部加固示意圖

        圖5 材巷底部空巷維護(hù)示意圖

        3 工作面通過底部空巷及暗井流程

        (1)工作面距離底部空巷30 m 時,開始均勻留厚約300~500 mm 的底煤,逐漸增加層間距。

        (2)根據(jù)工作面推進(jìn)情況對暗井及底板空巷進(jìn)行鉆探,探明積水情況。

        (3)工作面進(jìn)入底部空巷影響范圍后慢速推進(jìn),根據(jù)底板情況進(jìn)行支架操作。

        (4)工作面推進(jìn)至距暗井10 m 范圍時,停止放頂煤;推進(jìn)至暗井壁2 m 時,對暗井進(jìn)行加固,適當(dāng)降低工作面采高,使用支架托住第二層人工假頂推進(jìn)。

        (5)工作面推進(jìn)至暗井壁時,先打開一個0.5×0.5 m 的觀察口,再次確認(rèn)充填物凝結(jié)情況,進(jìn)入暗井內(nèi)部后根據(jù)底板充填情況進(jìn)行割煤作業(yè)。

        (6)工作面通過暗井及底部空巷后,依據(jù)現(xiàn)場頂?shù)装迩闆r逐步恢復(fù)放頂煤工序。

        4 主要安全技術(shù)措施

        (1)工作面進(jìn)入底部空巷區(qū)域后,在臨近材巷側(cè)每隔2 m 標(biāo)一個點(diǎn),結(jié)合圖紙得出空巷推進(jìn)—延伸關(guān)系,每班根據(jù)工作面推進(jìn)位置推算空巷在工作面的具體影響范圍。

        (2)拉架作業(yè)時滯后采煤機(jī)3~5 架及時拉架,必要時可進(jìn)行二次移架。拉架時應(yīng)少降、慢速、快移,當(dāng)支架出現(xiàn)下沉趨勢時要停止移架,在底座下方充填煤矸后再繼續(xù)拉架。升架時要緩慢送液,不得過度升架,初撐力控制在20 MPa 左右,發(fā)現(xiàn)支架出現(xiàn)下沉趨勢時,停止升架。

        (3)當(dāng)出現(xiàn)煤機(jī)割通底部空巷的情況時,立即停止作業(yè),根據(jù)現(xiàn)場情況采用煤矸、料石進(jìn)行充填,防止支架下陷。

        (4)割至暗井范圍時,煤機(jī)司機(jī)要放慢割煤速度,若出現(xiàn)流水、充填物涌出、氣體異常時應(yīng)立即停止割煤,保持煤機(jī)滾筒處于原位、刮板輸送機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備開啟,人員沿避災(zāi)路線撤退。當(dāng)班負(fù)責(zé)人在皮帶機(jī)頭觀察出料情況,待輸送機(jī)拉空后到材料巷地勢較高的地點(diǎn)觀察現(xiàn)場情況,采取進(jìn)一步維護(hù)措施。

        (5)當(dāng)二次移架后端面距仍超過340 mm,應(yīng)在支架上方插入Ф24 cm 的木棚板,并在梁頭位置支設(shè)單體支柱加強(qiáng)支護(hù),待下一循環(huán)拉架后再將單體支柱回撤。

        5 過底部空巷及暗井期間的頂板監(jiān)測

        5.1 工作面頂板監(jiān)測

        在工作面每個液壓支架上安裝一組數(shù)值壓力表或礦壓在線監(jiān)測分站,用于監(jiān)測液壓支架的初撐力和工作阻力。壓力表每架一個,監(jiān)測分站均勻分布安裝在液壓支架上(每15 架一臺),定期收集記錄觀測數(shù)據(jù),并及時分析整理,做出預(yù)測預(yù)報(bào)。

        5.2 超前支護(hù)和端頭支護(hù)的監(jiān)測

        每天對工作面兩巷超前支護(hù)和端頭支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測檢查,用手持式壓力表監(jiān)測單體液壓支柱的初撐力及工作阻力,發(fā)現(xiàn)問題要及時制定改進(jìn)措施,保證支護(hù)質(zhì)量符合要求。礦壓組根據(jù)觀測數(shù)據(jù),及時分析整理,做出預(yù)測預(yù)報(bào)。

        5.3 兩巷頂板監(jiān)測

        兩巷每隔50 m 安裝一組頂板離層儀,每兩天進(jìn)行一次監(jiān)測并做好臺賬記錄(工作面50 m 范圍離層儀每天觀測一次),通過分析離層儀數(shù)據(jù)做出頂板離層預(yù)測,發(fā)現(xiàn)離層及時加強(qiáng)支護(hù)。

        5.4 頂板監(jiān)測數(shù)據(jù)

        表1 礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表

        如表1 所示,本次觀測主要在工作面及兩巷超前支護(hù)范圍進(jìn)行,超前支護(hù)以外的地點(diǎn)經(jīng)抽樣檢測,整體壓力值無明顯變化。

        6 結(jié)論

        (1)綜放工作面跨暗井及底部空巷時,鋪設(shè)雙層人工假頂可以更有效地控制頂板。

        (2)暗井及小窯空巷區(qū)域及其附近20 m 范圍圍巖應(yīng)力明顯增加,將影響范圍超前支護(hù)距離延長至30 m。

        (3)對于底部空巷,抗壓強(qiáng)度為14.7 MPa 的底部巖層,當(dāng)巖層厚度大于2 m 時,底部不易發(fā)生塌陷,采用常規(guī)維護(hù)措施即可。

        (4)跨廢舊暗井時,支架的初撐力控制在18~20 MPa 之間可有效控制頂板,且不會發(fā)生底陷。

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