綜采工作面回采末期收尾技術(shù)參數(shù)及工藝研究應(yīng)用

徐元元 周紅旗

摘?要：2505綜采工作面回采末期，因煤層走向、傾向角度大，頂板破碎，地質(zhì)條件復(fù)雜，為保證綜采工作面順利回撤所有設(shè)備，對綜采工作面回采末段技術(shù)參數(shù)及工藝進(jìn)行了研究，該技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，有效保障了設(shè)備安全回采。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜條件;上網(wǎng)上繩;支架回撤

Research?and?application?of?roadway?crossing?old?roadway?and?faultcollaborative?construction?technology

476600?Henan?energy?chemical?group?Henan?Yongcheng?Xu?Yuan-yuan??Zhou?Hong-qi

引言

綜采工作面回采結(jié)束后，因地質(zhì)條件的多變性、復(fù)雜性，導(dǎo)致設(shè)備在回撤期間難度較大，給煤礦安全生產(chǎn)帶來較大威脅，近幾年來，隨著煤炭資源高強(qiáng)度的開采，煤炭資源越來越緊缺，因此如何為綜采工作面安全、快速地回撤提供安全可靠環(huán)境，保證最大限度回收煤炭資源，是煤礦企業(yè)的一大難題。

1.復(fù)雜地質(zhì)條件

2505綜采工作面處于城郊煤礦二水平東翼，煤層埋藏深度較深，回采末期煤層傾角平均21°，局部傾角在26°以上，工作面俯采角度達(dá)18°，頂板較破碎，老塘竄矸嚴(yán)重，同時工作面瓦斯較大，頂板為多層復(fù)合頂板，導(dǎo)致工作面在回采結(jié)束后，支架回撤難度較大。

2.收尾技術(shù)參數(shù)及工藝的優(yōu)化

2.1?收尾開始位置及上第一根繩位置的確定

2.1.1?收尾開始位置距停采線距離L的計(jì)算方法：

L=a+b+c

式中：L-收尾時距停采線的距離;

a-首排半圓木落地后塑編網(wǎng)壓人老塘的長度，一般取2m;

b-液壓支架掩護(hù)梁與尾梁連接銷孔到支架底座下端塑編網(wǎng)的長度，取3m;

c-上第一根鋼絲繩時工作面距停采線距離。

2.1.2?上第一根繩時工作面距停采線距離c的計(jì)算方法：

c=l+m+n

式中：l-回撤通道形成后，支架頂梁梁端與煤壁的距離;

m-支架頂梁的長度;

n-支架掩護(hù)梁的長度。

2505綜采工作面所使用支架為ZY3800/16/35掩護(hù)式支架，支架頂梁長度3.15m，掩護(hù)梁長度1.9m，回撤通道形成后，支架頂梁梁端與煤壁的距離1.9m，代入上式計(jì)算得上第一根繩時工作面距停采線距離c為6.95m（數(shù)值取整為7m），收尾開始位置距停采線距離為11.92m（數(shù)值取整為12m）。

2.2?上繩工藝的改進(jìn)

2.2.1?鋪首排網(wǎng)工藝優(yōu)化

鋪網(wǎng)前要提前調(diào)整工作面，保證液壓支架、刮板輸送機(jī)平行于停采線。當(dāng)工作面推進(jìn)距停采線12m時，沿工作面支架頂梁前端，開始鋪設(shè)第一排網(wǎng)。工作面鋪設(shè)塑編網(wǎng)采取分段作業(yè)，即在每段內(nèi)采煤機(jī)割完煤后逐架操作，具體操作步驟如下：先將塑編網(wǎng)聯(lián)到半圓木上，再將半圓木布置在液壓支架頂梁上，然后移架挑住半圓木，挑好半圓木后將下垂的網(wǎng)片吊掛到支架頂梁上。塑編網(wǎng)采用聯(lián)網(wǎng)繩扣扣聯(lián)接牢固。在移架過程中注意將液壓支架降至足夠低的高度，確保支架頂梁能挑住半圓木。自機(jī)尾向機(jī)頭方向逐架操作，半圓木便逐架壓入支架頂梁與工作面頂板之間，第一排塑編網(wǎng)也隨之鋪設(shè)完成。

2.2.2?鋼絲繩的合理布置

收尾期間使用舊鋼絲繩，長度為225m（留出5%的富余量用于鋼絲繩的固定），第1根鋼絲繩布置于掩護(hù)梁下端，即距第1排半圓木5m處，根據(jù)以往工作面回撤經(jīng)驗(yàn)，掩護(hù)梁處鋼絲繩受力最大。因此，整個掩護(hù)梁鋼絲繩布置選用Φ26mm的鋼絲繩，同時將繩間距減小到0.5m。

2.2.3?鋼絲繩數(shù)量的選擇

整個掩護(hù)梁加密布置鋼絲繩，間距0.5m，共需上繩4根，第5根鋼絲繩處于頂梁上部?？紤]到回撤期間有掩護(hù)架支撐，鋼絲繩受力不大，故至停采線鋼絲繩布置問距為0.6m;在支架頂梁前的網(wǎng)片下鋪設(shè)Φ21.5mm的鋼絲繩，以后工作面每推進(jìn)一排，鋪設(shè)一根鋼絲繩。故共布置13根鋼絲繩。

2.3?設(shè)備回撤通道的尺寸確定

2.3.1?設(shè)備回撤通道寬度

設(shè)備通道寬度要滿足支架回撤的需要，但又不宜過寬，設(shè)備通道過寬，控頂距離增大，增加回撤過程中頂板管理的難度，同時亦增加材料消耗和延緩收尾速度，因而需根據(jù)不同的支架合理確定不同的設(shè)備通道寬度。設(shè)備通道寬度主要考慮支架回撤時磨架寬度要求和回撤運(yùn)輸通道寬度要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取3.5m。

2.3.2?設(shè)備通道高度的確定

設(shè)備通道高度主要考慮支架運(yùn)輸高度要求，同時考慮一定的安全高度。

工作面回撤設(shè)備通道頂?shù)装甯叨扔?jì)算：

H=e+f+g+h

式中：H-工作面回撤設(shè)備通道頂?shù)装甯叨龋琺;

e一支架最小支撐高度，取1.6m;

f-支架頂梁厚度，取0.35m;

g-裝車平臺高度（或通道軌道系統(tǒng)形成后平板車上沿與通道底板的高度），取0.3m;

h-運(yùn)輸安全高度（考慮安全運(yùn)輸富余量及頂板下沉量），一般取0.3。

以?ZY3800/16/35支架的參數(shù)代入計(jì)算得工作面回撤設(shè)備通道頂?shù)装甯叨菻為2.55m。

3.解決難題

3.1?通過計(jì)算收尾時距停采線的距離及上第一根繩距停采線的距離，明確了收尾的開始位置及上第一根鋼絲繩的位置。

3.2?鋪第一排網(wǎng)時，用4m半圓木代替鋼絲繩，安全可靠，適應(yīng)性更強(qiáng)，使鋪首排網(wǎng)工作更輕松方便，同時更能保證支架挑住半圓木的質(zhì)量。

3.3?根據(jù)掩護(hù)梁處鋼絲繩受力最大的回撤經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，合理布置及加密鋼絲繩，并做好鋼絲繩的數(shù)量計(jì)算及繩徑的選擇，從而大大加強(qiáng)了回撤通道老塘側(cè)的支護(hù)強(qiáng)度，起到了很好的擋矸作用。

3.4?通過對設(shè)備回撤通道寬度及高度的參數(shù)優(yōu)化，降低了頂板管理的難度，同時也減少了材料的消耗，提高了收尾速度。

4.總結(jié)與認(rèn)識

通過對工作面上網(wǎng)上繩、鋼絲繩的布置和設(shè)備通道支護(hù)等工藝以及收尾開始位置、通道寬度和高度等技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化，為大傾角綜采工作面收尾工作提供技術(shù)參考，為實(shí)現(xiàn)工作面安全、快速地回撤提供安全可靠環(huán)境，同時也最大限度回收煤炭資源。