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        仰采工作面過底板穿層老巷的安全技術(shù)研究

        2022-04-22 07:42:58閆春來
        山東煤炭科技 2022年3期
        關(guān)鍵詞:木垛老巷移架

        馬 超 閆春來

        (山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司,山東 兗州 272100)

        1 概況

        李堂煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力45萬t/a,主采三層煤,采用走向長壁采煤方法,綜合機械化采煤工藝。3c201綜放工作面為二采區(qū)東翼首采面,區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜,工作面準(zhǔn)備過程中為了探明煤層賦存情況,工作面機尾沿走向42 m、傾向34 m范圍內(nèi)有一條底板穿層巷道和3條煤層內(nèi)巷道(具體如圖1)。

        圖1 3C201工作面巷道布置平面圖

        煤層內(nèi)1#、3#老巷幾乎與工作面垂直,煤層內(nèi)2#老巷與工作斜交,煤層內(nèi)老巷全部沿煤層頂板掘進(jìn)。這些老巷全部采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù),錨索規(guī)格為Ф15.24 mm×6000 mm,錨索間排距2 m×2 m。

        切眼處3#老巷與材料巷相距6 m,沿工作面走向方向與材料巷相距越來越小,最小處相距3.4 m。按預(yù)計工作面超前量15 m計算,工作面與傾向老巷夾角15°。工作面揭露煤層內(nèi)2#老巷后,每刀將揭露13.5 m長的老巷。底板穿層巷道見煤點與材料巷相距25 m,工作面內(nèi)73#架附近支架將位于穿層巷道與工作面的交叉點位置。

        2 老巷加固方案[1-2]

        2.1 底板穿層老巷加固方式

        (1)底板穿層巷道從見煤點始12 m范圍內(nèi)(遠(yuǎn)離煤層方向)BC段架設(shè)11#礦用工字鋼梯形棚,工字鋼棚梁長3.2 m,棚腿長2.25 m,棚腿扎角85°,棚距800 mm,共架設(shè)15棚。棚梁與棚腿接觸嚴(yán)密,棚腿、棚梁與巷道圍巖的空隙應(yīng)使用木料充填接實,相鄰棚之間用4個L800 mm×Φ22 mm螺紋鋼連接桿連成一體,提高工字鋼棚的穩(wěn)定性。在工字鋼梯形棚下打“#”型木垛加強支護(hù),保證液壓支架能順利通過。

        (2)穿層巷道從見煤點至破底500 mm處AB段用3 m長的方木料充填,木料沿巷道走向密排,并且用14#鐵絲和耙釘連接牢固。底板穿層巷道加固方式如圖2、圖3。

        圖2 底板穿層巷道加固剖面圖

        圖3 (1-1)斷面圖

        2.2 煤層內(nèi)老巷加固方式

        煤層內(nèi)老巷沿巷道頂板掘進(jìn),按照目前3c201工作面放頂煤采煤工藝,工作面推進(jìn)過程中沿底板回采,工作面揭露時存在大面積架空現(xiàn)象。為最大限度地減少對工作面推進(jìn)速度的影響,保證支架全部接實頂板,煤層內(nèi)老巷全部采用首尾相連鎖的“#”字型木垛,木垛料之間全部用12#鐵絲和耙釘鏈接牢固,并且全部木垛與頂板鋼筋網(wǎng)用8#相連接。

        3 工作面仰采過老巷方案

        3.1 仰采面臨的難題

        3c201工作面切眼附近傾角15°,距工作面切眼19.3 m巷道傾角達(dá)24°,工作面總體趨勢為仰采,煤層厚4.5 m以上時仰采放頂煤工作面頂板管理難度很大,主要為:

        (1)仰采時煤壁易出現(xiàn)片幫和冒頂。采煤機割煤后煤壁呈往老塘側(cè)傾倒趨勢,再加上煤層煤質(zhì)松軟易引起片幫,片幫后若維護(hù)不及時,空頂時間過長就會造成漏(冒)頂,對安全生產(chǎn)影響極大。

        (2)回采高度控制困難,經(jīng)常會出現(xiàn)超高或過低情況。仰采幅度過大,溜子跟不上容易出現(xiàn)超高,導(dǎo)致支架失穩(wěn)接頂不實而歪倒,給生產(chǎn)安全帶來極大危害;仰采幅度過小,上抬幅度過小,容易造成支架升不起來、采煤機通不過等情況。

        3.2 仰采安全措施

        (1)注馬麗散加固6 m煤垛頂煤。垂直6 m煤垛使用風(fēng)煤鉆打注漿孔,距煤層頂板1.5 m布置一排鉆孔,孔深3 m,鉆孔間距2~3 m,鉆孔直徑42 mm,注馬麗散加固煤體。

        (2)工作面沿煤層底板層位回采,煤層內(nèi)老巷沿木垛底層通過,回采過程中嚴(yán)格控制好層位。工作面揭露老巷后,應(yīng)超前移架并升平前梁挑住木垛,托木垛后嚴(yán)禁帶壓移架,防止木垛坍塌。

        (3)到老巷觀察頂板情況及是否出現(xiàn)底鼓,根據(jù)頂板下沉量,提前采取剎底措施,確保工作面頂板與老巷底板(木垛料底層)處于同一層位,保證工作面與老巷推透后不破壞木垛及支架不超高。

        (4)機尾5架鋪設(shè)單層8#1.2 m×3.5 m菱形金屬網(wǎng),必要時鋪設(shè)同規(guī)格的雙層菱形金屬網(wǎng)加強頂板管理。為避免鋪聯(lián)網(wǎng)時間長,不利于煤壁管理,金屬網(wǎng)長邊搭接不少于2扣,雙排扣聯(lián)接,每排扣間距不大于3個網(wǎng)格。當(dāng)頂板較破碎時,應(yīng)在割煤機機身上移架。為減少割煤與移架時間間隔,移割煤機機身上方的支架時,割煤機停機不停電。

        (5)加快工作面的推進(jìn)度,保證每班進(jìn)尺不少于2刀,減輕頂板壓力對回采的影響。必須快速超前帶壓移架,必要時使用單體液壓支柱輔助移架。采煤機割煤后滯后右滾筒1~2架及時伸出支架伸縮梁和護(hù)幫板。移架過程中利用相鄰支架的側(cè)護(hù)板調(diào)架,保證支架垂直頂?shù)装濉?/p>

        (6)適當(dāng)調(diào)采工作面機尾,調(diào)整工作面與2#煤層內(nèi)老巷的夾角,減少每刀暴露老巷長度。

        (7)隨著工作面的推進(jìn),老巷內(nèi)頂板壓力加大,必要時增加支護(hù)阻力確保老巷內(nèi)頂板完好。過老巷前,必須對工作面所有設(shè)備進(jìn)行排查檢修工作,保證過老巷期間能正常進(jìn)轉(zhuǎn)。

        (8)加強兩巷的超前支護(hù),保證單體液壓支柱初撐力不低于規(guī)程要求,支架初撐力應(yīng)不低于24 MPa。加強工作面工程質(zhì)量,確保工作面“三直兩平”。

        (9)及時調(diào)整支架和推溜順序,控制好刮板輸送機的上竄、下滑,確保刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機搭接合理。

        4 結(jié)語

        通過采取提前加固老巷、注瑪麗散加固煤垛等安全措施,提高了仰采綜放工作面過老巷安全性,保證液壓支架順利通過各工作面的推進(jìn)度,為復(fù)雜條件下工作面的安全回采提供了可靠依據(jù)和成功經(jīng)驗。

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