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末采工作面顶板支护技术革新与应用 -全讯官网

发表时间:2019-08-29 21:49

    前言
  采煤工作面的末采工作,讲究安全高效且便于支架的拆除回收,本文针对柳湾煤矿回采工作面末采做了研究,确保了安全高效的末采。
  1 工作面基本情况
  61114工作面所采煤层为太原组11#煤,煤层平均厚度为5.4m,煤层倾角0°~7°,平均4°左右。10#煤与11#煤层间距为3.15m,直接顶为3.15m厚的黑灰色泥岩,抗压强度38.9mpa,10#煤平均厚度1.63m,直接顶为2.19m厚的黑灰色泥巖,抗压强度38.9mpa,9#煤平均厚度1.53m,基本顶为5.6m厚的黑灰色k2石灰岩,抗压强度94mpa。基本底为4m厚的深灰色泥岩,含铝质遇水变软膨胀,抗压强度14.7mpa。
  61114工作面开采工艺为倾斜长壁综合机械化放顶煤采煤法。顶板管理采用全部垮落法。工作面的顺槽长1989m,工作面采长200m,放煤采用多口单轮顺序均匀放煤。采高2.6m,放煤高度2.8m。工作面上方9#、10#煤已被小窑严重破坏,无法开采,回采过程中工作面频繁进出小窑破坏区,顶板破碎情况明显。为了解决上述难题,我们在末采期间,参考同类条件工作面,优化支护参数,解决上述问题。
  2 综采工作面原支护方式和存在的问题
  2.1 原支护方式
  原回采工作面末采中,支护形式具体为:工作面推进到距停采线2.7m时,把液压支架与运输机的连接销摘开,只移溜不拉架割最后四刀煤。第一刀割煤后在液压支架顶梁上方插入π梁。π梁沿走向方向放置,每一个支架插两根,互相平行,间距0.75m。π梁垂直于煤壁,梁头距煤壁0.3m。第二刀、第三刀割煤后把支架上方的π梁每刀拔出0.6m。第四刀割煤后把π梁拔出使梁头顶住煤壁,并及时在π梁的靠煤壁梁头下支设一根单体液压支柱。确保支护后的回架通道高度自底板至支架护帮板油缸下不低于2.6m,宽度自煤帮至支架伸缩梁端头(收回时)不少于2.4m。
  2.2 采用上述施工方法,主要存在问题
  ①依靠穿π梁法支护顶板,顶板为被动支护,受支护材料强度的局限,容易造成漏顶,掩埋支架;②人员在支架上方空顶作业,遇有顶板隐患时,容易被煤矸压伤;③长期反复作业,顶板的松动圈发生了离层,给顶板的维护带来了困难;④人员的操作复杂,安全措施针对性不强,给现场带来了隐患。
  3 优化后的支护方式
  参考经验优化后61114工作面末采中,顶板支护形式具体为:工作面距停采线还有2.7m时,割煤时只移溜不拉架,采用锚—网—w钢带联合支护,锚索补强支护,工作面割煤循环进度为600mm,每割20~50m后(根据现场顶板情况而定),停机停溜,开始平行工作面支护。锚杆支护采用φ20mm×2.2m的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,配套一支msck2355(超快)和一支msk2355(快速)型锚固剂,配合眼径24mm的高强直眼托饼,压3200mm×280mm×3mm的w钢带贴顶板支护顶板,锚杆预紧扭矩不小于190牛﹡m。工作面每推进一个循环,进行一排锚杆支护。锚杆间排距为1.0m×0.6m。施工完毕后方可进行下一循环。锚杆共计施工5排。
  当工作面局部顶板破碎或压力较大无法正常施工锚杆时,可先在支架顶梁上方架设π型梁后在支架中间施工锚杆,托饼压规格为400mm×280mm×3mm金属托板贴金属网支护顶板,锚杆预紧扭矩不小于190牛*m。工作面每推进一个循环,进行一排锚杆支护。锚杆间距为1.5m,排距为0.6m,五花布置。
  锚索支护采用φ17.8mm×6.3m的钢绞线,托板为300mm×300mm×16mm的钢板,及相配套的锚具,锚索预紧力不低于140kn。锚索施工在第二排与第三排锚杆之间及第四排与第五排锚杆之间,锚索间距4.5m,排距1.2m,三花布置。确保支护后的回架通道高度自底板至支架护帮板油缸下不低于2.6m,宽度自煤帮至支架伸缩梁端头(收回时)不少于2.4m。
  4 经济效益分析
  ①实现了工作面安全高效。顶板支护由之前的被动支护变为主动支护,增加了顶板支护安全指数,减少了材料消耗,节约生产;②提高工作效率,缩短末采、回收周期时间。参照以为类似工作面回收支架,需15天时间,本次改进支护工艺后,回收支架只用了10天时间,明显缩短工期,提高效率;③支护效果好,增加了拆架通道利用率,减少了起底工作量,提高工人劳动积极性;④便于施工操作,确保 了安全性,为日后同类巷道的施工具有较好的参考价值。
  5 应用效果及推广前景
  ①通过本次末采顶板支护技术革新,顶板支护由之前的被动支护变为主动支护,增加了顶板支护安全指数,既满足了回收需要,又消除了顶板隐患,保证职工安全,为安全末采及回收创造了条件;②此种支护方式简单,速度快,参照以为类似工作面回收支架,需15天时间,本次改进支护工艺后,回收支架只用了10天时间,明显缩短工期,提高效率。

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