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      下分層綜采工作面末采技術(shù)研究與應(yīng)用

      2018-12-05 09:10:56杜龍華郭鐵成陳亞明
      山東煤炭科技 2018年6期
      關(guān)鍵詞:機尾頂梁煤壁

      杜龍華 郭鐵成 陳亞明

      (中平能化集團平煤股份十礦,河南 平頂山 467000)

      下分層綜采工作面頂板普遍較為破碎,尤其是在采面臨近結(jié)束階段,頂板管理更是影響采面安全生產(chǎn)的重點。因此,在采面結(jié)束布置寬斷面時,多采用炮采工藝做寬斷面。但由于炮采過程中人員勞動量大,人均工效低,又牽扯到火工品的大量使用,存在很大安全隱患。通過己17-22160工作面末采期間探索實施機采工藝,大大降低了工作面末采期間的工人勞動強度,提高了末采工作效率,增加了末采安全系數(shù)。

      1 工作面概況

      己17-22160工作面位于十礦己組二采區(qū)三軌下山西翼中段,工作面東靠己二軌道、運輸機,西至26 勘探線以東120m左右,南部己17未開采,北部為己17-22180采空區(qū)。采面有效走向長平均619m,切眼斜長175m。本面所采煤層為己17煤層,煤層厚度為0.7~1.9m,己17煤下部有偽底煤,機巷在6022點向里,風(fēng)巷在623點向里偽底夾矸逐漸增厚,己17煤層變薄至0.7~1.2m,工作面平均煤厚為1.25m。工作面上覆為己16-22160、己15-22140及己15-22160采空區(qū)。地面對應(yīng)位置在跑馬場下。地面標高160~240m,工作面標高-350~ -400m,埋深510~634m。巖性綜合柱狀圖如下圖1。

      2 末采回采工藝比較

      2.1 炮采工藝

      采面推進至停采線里2.4m時,采煤機再割1刀煤,在機尾入窩位置停電閉鎖并摘刀,推溜后不拉架,并在頂板破碎段進行探板臨時支護,之后開始炮采作業(yè)。全采面炮采寬2.4m,支架梁端沿走向架“廠”型棚,每組支架2棚,棚距0.7m,凈高不低于1.6m,棚梁一端插入支架頂梁不少于300mm,另一端打上貼幫柱,支柱要迎山有力,下扎200mm,棚距要均勻,用單體柱或圓木在棚梁下加打中柱,中柱要打在實底上,圓木要鋸“V”型口,機尾(頭)上(下)側(cè)開口處的“廠”型棚必須是對棚。炮采工藝雖然簡單,但是牽扯到打眼放炮,工人的勞動強度較大,火工品安全管理難度大。

      圖1 煤巖綜合柱狀圖

      2.2 機采工藝

      采用機采進行寬斷面的布置,只要頂板比較穩(wěn)定,采用合適的進刀方式當(dāng)采面推進至停采線里2.4m時,采煤機在再進一刀煤的基礎(chǔ)上,將運輸機的推移塊去掉,采用單體柱進行推溜,然后再進行割煤,每割10架左右采煤機停機閉鎖并摘刀,然后降架將事先準備好的圓木插入支架頂梁升緊,依次進行,采用斜切進刀方式進行割煤,當(dāng)采煤機行至中間架時,返空刀10架左右后,再采用中部斜切進刀方式進行割煤,采煤機每過5架左右停電閉鎖并摘刀,人員迅速進行降架將頂梁的圓木向外拉出至煤墻后升緊,然后繼續(xù)進行割煤,直至支架頂梁與煤墻之間的寬度達到寬斷面要求為止。

      相對炮采,機采有著更為穩(wěn)定的安全系數(shù),并且減少了人工清煤的工作量,更能安全高效地完成寬斷面的布置。

      3 末采機采工藝實施

      3.1 機采寬斷面前準備

      保證上網(wǎng)上繩過程中的工程質(zhì)量,上網(wǎng)時金屬網(wǎng)片沿走向要搭接一半(550mm),沿傾斜方向搭接長度不少于500mm。網(wǎng)片連接扭結(jié)扣距應(yīng)不大于200mm,每個結(jié)必須用專用聯(lián)網(wǎng)鉤擰夠2圈;網(wǎng)片傾斜方向搭接處用雙股扎絲將網(wǎng)聯(lián)接,間距沿走向、傾向均應(yīng)不大于200mm,扎絲必須用專用連網(wǎng)鉤擰2圈以上。先上網(wǎng)片應(yīng)在后上網(wǎng)片的下面,全采面的網(wǎng)與網(wǎng)聯(lián)接后呈“品”字型。初次上網(wǎng),必須逐架進行,壓網(wǎng)時要注意將網(wǎng)鋪平、鋪直,金屬網(wǎng)不得出現(xiàn)扭斜或打折現(xiàn)象。

      在鋪第五排網(wǎng)時上第一根繩,繩間距0.5m,并要保持均勻。鋼絲繩采用7分絲繩,無斷股及嚴重銹蝕,每根繩長163m,需用11根。上繩時,將繩的一頭固定在幫腿上,打上繩卡,然后逐架拉直,繩用扎絲按0.5m一個結(jié)綁在網(wǎng)上。最后將另一頭固定在幫腿上。鋼絲繩要在工字鋼腿上繞2圈以上,繩卡不少于3個并上緊,保證繩與繩之間的間距受力要均勻。

      3.2 采煤機進刀方式

      (1)上繩工作結(jié)束后,采煤機鉆機尾入窩位置,調(diào)整采面支架,使之平、齊,頂梁平面接頂,推直工作面運輸機。

      (2)采煤機升機尾側(cè)滾筒割頂煤,降機頭側(cè)滾筒割底煤,采煤機開始上行割機尾三角煤。

      (3)采煤機上行割煤至機尾后,升機頭側(cè)滾筒割頂煤,降機尾側(cè)滾筒割底煤,采煤機下行割煤50架左右。(支架梁頭至煤壁距離1.0m左右)將采煤機上段運輸機推至煤壁,彎曲段長度保持15m。

      (4)采煤機升機尾側(cè)滾筒割頂煤,降機頭側(cè)滾筒割底煤,采煤機開始上行割煤,割煤3~5架后,采煤機換向牽引3~5架后停機,支護頂板。直到上行割煤至機尾(支架梁頭至煤壁距離1.7m左右)。

      (5)摘掉支架與運輸機連接的銷子,用2.2m和2.5m的單體柱將采煤機下段運輸機推向煤壁,升機頭側(cè)滾筒割頂煤,降機尾側(cè)滾筒割底煤,采煤機下行切入煤壁,直到機尾側(cè)滾筒吃滿滾筒為止。推直工作面機尾段運輸機。

      (6)采煤機升機尾側(cè)滾筒割頂煤,降機頭側(cè)滾筒割底煤,采煤機開始上行割機尾三角煤。

      (7)采煤機上行割煤至機尾后,升機頭側(cè)滾筒割頂煤,降機尾側(cè)滾筒割底煤,采煤機下行割煤20架左右。(支架梁頭至煤壁距離2.4m左右)將采煤機上段運輸機再次推向煤壁0.3m,彎曲段長度保持15m。

      (8)采煤機升機尾側(cè)滾筒割頂煤,降機頭側(cè)滾筒割底煤,采煤機開始上行割煤,割煤3~5架后,采煤機換向牽引3~5架后停機,支護頂板。直到上行割煤至機尾,割出機尾7組支架大斷面。(機尾7組支架梁頭至煤壁距離2.7m左右)

      (9)采煤機上行割煤至機尾后,升機頭側(cè)滾筒割頂煤,降機尾側(cè)滾筒割底煤,采煤機下行割煤,割煤3~5架后,停機支護頂板。

      采煤機進刀方式如下圖2。

      圖2 機采寬斷面斜切進刀示意圖

      3.3 工作面頂板管理及支護管理

      為了保證工作面頂板在整個機采寬斷面過程中的穩(wěn)定,在機采的過程中采用在支架梁端沿走向架“廠”型棚,每組支架2棚,棚梁一端插入支架頂梁不少于300mm,另一端打上貼幫柱,支柱迎山有力,下扎200mm,棚距要均勻。支護方式如下:

      (1)采煤機第一次進刀,支架梁頭至煤壁距離1.0m左右時,利用單體柱和大板配合,對頂板破碎地點進行臨時支護。

      (2)采煤機第二次進刀,割煤3~5架后,停機支架梁頭至煤壁距離1.7m左右,利用單體柱和大板配合,對頂板破碎地點進行臨時支護,然后逐次降架,將提前準備的2.8m×180mm圓木沿走向插入支架頂梁1.4m左右,架設(shè)懸臂梁,每組支架2根,棚距0.7m。

      (3)采煤機第三次進刀,割煤3~5架后,停機支架梁頭至煤壁距離2.4m左右,利用單體柱和大板配合,對頂板破碎地點進行臨時支護,然后逐次降架,將插入支架頂梁圓木抽出抵住煤壁,每組支架2根,棚距0.7m,用2.5m單體柱打好幫腿。頂板出現(xiàn)空頂時用大板剎實,確保木梁接頂嚴密。

      結(jié)合己17-22160工作面的頂板條件,當(dāng)采面第9根繩進入支架前梁以內(nèi)后,采用采煤機正常割煤的方式進行寬斷面的布置。大幅度提高寬斷面布置的質(zhì)量和效率,保證工人安全,減輕工人勞動強度。

      4 應(yīng)用效果分析

      4.1 節(jié)約工時

      此次機采寬斷面共用3個工時,較以往采用炮采寬斷面的下分層工作面己16-22200、己16-22320、己二煤柱等極大的地縮短了工時,如下表1。

      表1 工作面末采耗時對比表

      4.2 提高安全系數(shù)

      機采寬斷面技術(shù)安全重點為頂板管理,控制好頂板就基本保證了安全。炮采寬斷面技術(shù)安全重點一方面需要注重頂板管理,另一方面需要爆破管理,放炮時的“一炮三檢”、撤人把口、人員在臨時支護的頂板下出渣等各個安全環(huán)節(jié)都要注意,否則就容易出現(xiàn)安全事故。

      4.3 經(jīng)濟效益

      己17-22160綜采工作面末采工期的提前完成,為原煤的生產(chǎn)提供了時間保障。

      5 結(jié)論

      己17-22160下分層綜采工作面采用機采工藝進行寬斷面布置技術(shù)的成功實施,保證了整個工作面寬斷面布置的質(zhì)量,減少了火工品的使用,大幅度降低了職工在寬斷面布置過程中的勞動強度,提前三天完成,安全得到了更有利的保障。該項目的成功實施具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益,為今后工作面末采采用機采布置寬斷面提供了依據(jù)和經(jīng)驗。

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