大傾角綜采工作面絞車房優(yōu)化布置及施工方法

肖家平

(淮南職業(yè)技術學院,安徽淮南 232001)

大傾角綜采工作面絞車房優(yōu)化布置及施工方法

肖家平

(淮南職業(yè)技術學院,安徽淮南 232001)

大傾角綜采面絞車房的布置一直是我國大傾斜綜采工作面布置的一個難點。以謝一礦 5111C13-綜采工作面切眼絞車房布置支護為例,介紹了利用擴大棚施工技術在大傾角中厚煤層綜采工作面布置絞車房及施工方法。同時對其他大傾角綜采面絞車房的布置方式選擇和施工具有一定的參考價值。

大傾角;絞車房;優(yōu)化布置;施工方法

Optim ization Layout ofW inder Chamber of Full-mechan ized M in ing Face and Its Construction M ethod

1 工作面基本地質(zhì)概況

5111C13-工作面布置在 -660m水平北二采區(qū)C13煤層 (Ⅵ線與Ⅳ-Ⅴ線之間),上至 -650m標高,下至 -700m標高,北至開切眼,南至工業(yè)廣場煤柱線。該塊段以北、 -650m以上 C13煤層及以東同階段 C15煤層已開采完畢。走向長 770～810m,平均 790m;傾斜長 133～146m,平均139m。面積約為 109810m2。該煤層屬穩(wěn)定中厚煤層,煤厚 6.0～8.71m,平均 6.73m;煤層中硬,易碎,結構簡單;傾角 20～22°,平均 21°。

該塊段內(nèi)煤層呈單斜構造,平均走向 148°,傾向 58°。影響開采的地質(zhì)構造主要是 F13-4-1斷層及其附生的小構造。構造情況描述見表 1。

表1 構造情況描述

表2 煤層頂?shù)装逄卣?/p>

2 問題的提出

由于該綜采工作面采用 ZZP6400/18/38大型掩護式綜采液壓支架,架高 1.82～3.8m,架長7.5m,架寬 1.5m,原設計施工的切眼上口已不能滿足綜采支架的運輸安裝要求。因此,必須對切眼上口絞車房進行改造,以滿足運輸綜采支架要求。

3 布置方案的確定

根據(jù)該工作面綜采支架的長度、高度及寬度,經(jīng)計算得出,在切眼上口重車軌道的轉彎半徑達到25m,因此,絞車裝置的布置成首要問題,共提出了 3個方案。

方案 1：在切眼上口直接施工 2個絞車房,規(guī)格分別是 4.0m×4.0m和 2.0m×2.0m,兩絞車房間距 2.0m。

方案 2：在切眼上口施工 1個 4.0m×8.0m的大絞車房,然后用瓦石砌一個 2.0m×4.0m的垛子,人為分割成 4.0m×4.0m和 2.0m×4.0m的絞車房。

方案 3：采用巖巷施工交岔點的方式,利用擴大棚施工一個 9.0m寬,高 5.1m的大斷面硐室。

因該工作面上回風巷距上階段運輸巷的凈垛僅為 12m,且處于應力集中帶的峰值區(qū)域,在回風巷施工過程中,應力顯現(xiàn)已非常明顯。方案 1及方案2在施工過程中必須沿煤頂施工,難度較大,在施工完畢后,巷道、硐室將難以正常維護;另外,煤層傾角為 23°,回風巷的寬度為 4.0m,加上絞車

方案 3的優(yōu)點：采用循序漸進的方式擴大斷面,直接破煤層頂板,避免了沿煤頂施工,減少了安全威脅;擴大了車場長度,滿足了重車轉彎半徑的要求;有利于絞車的安裝,降低了運輸支架的難度;采用錨梁網(wǎng)組合支護的方式,加強頂板支護強度,大大降低了巷道的維護難度,見圖 1。

圖1 擴大棚技術架棚

4 施工方法

(1)施工采用 29U型棚支護,棚距 (中 -中)0.5m,最小斷面為 4.4m×3.0m,最大斷面為9.0m×5.1m,鋼筋笆 (φ8-1000×500mm)腰背,使用三道金屬拉桿連接,見表 3。

表3 5111C13-絞車房擴大棚支護參數(shù)

(2)U型棚卡子螺栓間距為 250mm,梁腿搭茬為 400mm,柱窩深度不小于 200mm,螺栓扭矩不小于 200N·m。每班安設專人對所有的螺栓進行二次預緊,確保施工質(zhì)量。

(3)沿巷中位置使用 1根鋼梁,用 4根長度7.0m的錨索將鋼梁牢固的固定在棚梁內(nèi)側。在擴至 9.0m寬后,在中線兩側各 1.0m處再使用鋼梁加固頂板支護。

(4)嚴格控制支架距離,架間拉桿長度不得大于 0.6m,采用先架后拉的方式配合前探梁控制頂板。

(5)加強工程質(zhì)量的管理,架棚嚴禁出現(xiàn)淋肩、吊斜及迎退山現(xiàn)象,幫頂腰背嚴實,嚴禁空幫空頂施工。

(6)錨索采用 φ17.8mm的鋼絞線,安裝預緊力不小于 80kN,錨固力不小于 250kN,外露長度不得大于 300mm。每孔安裝的樹脂藥卷為 1支K2360和 3支 Z2380錨固劑。錨索必須用漲拉儀拉緊 (不小于 20MPa),鋼梁兩端必須緊貼住棚梁,中間可以用木楔打緊。

(7)施工過程中,達到 1根鋼梁的距離時,必須先施工鋼梁,待錨索打完方可繼續(xù)向前施工。9.0m后,先施工中線位置的鋼梁,待工程全部完工后,再施工中線兩側各 1.0m的鋼梁,錨索必須錯茬布置,鋼梁搭茬距離不小于 500mm。

(8)施工至切眼上口后,必須帶腿子向前施工,柱窩必須深入底板不小于 200mm。在工程全部完工后,再安排人員摘掉下幫棚腿。

5 結論

大傾角綜采面絞車房的布置一直是我國大傾斜綜采工作面布置的一個難點,施工強度大,支護困難。在謝一礦 5111C13-大傾角中厚煤層綜采工作面切眼絞車房布置支護中,采用擴大棚施工技術,該工作面的絞車房每班出勤人數(shù)為 6～8人,施工工期僅用 20d就完成任務。在該次施工中,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采用靈活多變的工作方式,經(jīng)過詳細的方案論證,解決了車場轉彎半徑不夠、絞車房深度不夠及應力作用可能導致巷道硐室冒頂?shù)戎T多問題,確保該項工作的安全順利完成。同時對其他大傾角綜采面絞車房的位置選擇和施工方法具有一定的參考價值。

[1]李長春 .分體頂梁懸移支架在傾斜中厚煤層中的應用 [J].煤炭技術,2009,(8).

[2]郭忠平,何希林 .深井軟巖硐室近距離跨采研究 [J].礦山壓力與頂板管理,1999(2).

[3]謝文兵,陸士良 .支護 -圍巖接觸關系與軟巖硐室失穩(wěn)破壞的研究 [J].中國礦業(yè)大學學報,1999(5).

[4]董升平,潘來永 .大斷面絞車房的支護設計與施工方法[J].山東煤炭科技,2005,(5).

[5]李為師,丁秀凱 .軟巖大斷面硐室施工及支護工藝 [J].煤礦開采,2000(S1).

TD822.2

B

1006-6225(2010)01-0038-02

2009-10-12

肖家平 (1973-),男,安徽壽縣人,工程碩士,講師,從事煤礦工程技術教科研工作。房 4.0m的長度,無法滿足 25m轉彎半徑的要求,如要滿足要求,必須施工長度不小于 8.0m的絞車房,這樣又增加了施工的難度,因此,排除方案 1及方案 2,選擇方案 3。

周景林]