大傾角綜采工作面特殊條件下頂板管理技術(shù)

韓新明

工作面基本情況:全年回采了一個(gè)首采面5上-103綜采工作面可采儲(chǔ)量45萬(wàn)t,第二個(gè)回采面5上-104綜采工作面可采儲(chǔ)量25萬(wàn)t,第三個(gè)回采面5上-105綜采工作面11月下旬安裝完成預(yù)計(jì)回采10萬(wàn) t,三個(gè)面均為大傾角綜采面,傾角18°～35°,工作面構(gòu)造多,每平方千米斷層103條,最大落差7.5m,多數(shù)斷層落差大于2m,給回采工作造成影響,特別是在遇空巷、斷層和靠架等特殊條件下頂板管理困難大,容易造成冒頂事故。以上三面切巷長(zhǎng)155m,煤層厚2.3 m～2.6m,正副巷沿5上煤層掘進(jìn),凈寬3.5m,采用錨網(wǎng)梁錨鎖聯(lián)合支護(hù)控制頂板。工作面選用ZY3200/14/28型支架、MGTX250/600-1.1D型雙滾筒電牽引采煤,SGZ-764/630型可彎曲刮板輸送機(jī),順槽采用一部SGB-150T型轉(zhuǎn)載輸送機(jī)和一部SJ-1000型膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。

1 大傾角綜采面過(guò)空巷頂板管理技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用

大傾角綜采面過(guò)空巷頂板管理技術(shù):5上-103,5上-104綜采面各有原礦井兩條老采巷道需要通過(guò)、該老采巷道與工作面平交巷的兩條、立交巷兩條,平交巷位于5上煤層、立交巷位于5煤層,平交巷采用錨網(wǎng)梁及錨索支護(hù),錨桿采用φ 20mm×2000mm的左旋高強(qiáng)螺紋錨桿,間距為800mm,排距900mm,原巷道寬3.5m,錨桿“五、五”布置,錨索采用φ 15.24 mm的7股低松弛鋼絞線,長(zhǎng)8.3m,孔深 8m,外露0.3m,錨索安裝采用2卷Z2388與 2卷CK2340樹(shù)脂錨固劑錨固,托板為500mm×500mm×10mm(長(zhǎng)×寬×厚)鋼板,“二、二”布置,間距3m,排距3 m;斷層處錨索“三、三”布置,間距1.5m,排距3.0m,并保證錨索預(yù)緊力達(dá)到35 MPa。立交巷采用木垛密集支護(hù),工作面推進(jìn)至預(yù)定位置5 m范圍,用3 m鉆桿超前探巷,發(fā)現(xiàn)空巷需采取如下措施,每次割煤前向空巷頂板施工爆眼,深度 1.0m,垂直夾角 60°,裝藥量400g,一次爆破3個(gè)眼,直至將空巷填滿,確保支架、溜子、機(jī)組安全通過(guò)。5上-103,104綜采面四條老采空巷都順利通過(guò),沒(méi)有給生產(chǎn)造成影響。

2 大傾角綜采面靠架頂板管理技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用

大傾角綜采面靠架頂板管理技術(shù):5上-105綜采工作面90m切巷推進(jìn)20m后與機(jī)尾60m繞巷對(duì)接,繞巷中40個(gè)支架需向機(jī)頭方向移3.4m,與60號(hào)支架對(duì)接。靠架前準(zhǔn)備工作對(duì)接處上端頭支護(hù),改為單體支柱并戴1.2 m短π梁支護(hù),柱距1m,排距1m,保證支柱初撐力 6.5 MPa,嚴(yán)禁使用漏液支柱,支柱、小梁采取防倒措施,便于靠架時(shí)替換。工作面準(zhǔn)備6根3.6 m π梁回柱,20根單體支柱。靠架工藝:維護(hù)頂板→浮煤清理→調(diào)立柱加長(zhǎng)桿降架→使用單體支柱靠架→到位后調(diào)立柱加長(zhǎng)桿升架切巷頂板采用錨網(wǎng)梁錨鎖支護(hù),由于切巷有三條斷層,靠架前需檢查頂板支護(hù)情況,發(fā)現(xiàn)變化使用步3.6 mπ梁支設(shè)對(duì)梁邁步支護(hù),一梁三柱,對(duì)梁距1 m、柱距1m,支柱有防倒措施。靠架前需把浮煤清理干凈,放到老山側(cè)不影響靠架。頂板維護(hù)好后開(kāi)始調(diào)立柱加長(zhǎng)桿降架,使用導(dǎo)管法或支柱法操作,檢查支架的完好情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。使用單體支柱靠架時(shí),由一名代班長(zhǎng)負(fù)責(zé),兩名支架工,三名端頭工操作,人員不準(zhǔn)站在支架的下方,防止倒架傷人。支柱必須放穩(wěn),支點(diǎn)可靠,防止滑脫傷人。升柱時(shí)先慢供液,均勻緩慢升柱。遇頂板破碎需來(lái)回替柱操作,保證支架順利前移。調(diào)整立柱加長(zhǎng)桿注意事項(xiàng),優(yōu)先采用導(dǎo)管法調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時(shí),另一根立柱升緊。若用單體支柱在支架頂梁上垂直支設(shè),柱頭固定在頂梁焊接槽內(nèi),使用溜子大鏈拴柱(在手把),操作時(shí)先慢升,吃勁后升緊,注意支柱滑脫,操作時(shí)使其他無(wú)關(guān)人員離開(kāi),相鄰的支架必須升緊。工作面靠架注意事項(xiàng),先從61號(hào)支架往機(jī)頭方向靠架,必要時(shí)采用單體支柱扶架,支柱支設(shè)牢固,操作時(shí)必須用大鏈拴柱,防止滑脫傷人,支架下方、前方嚴(yán)禁有人,防止倒架傷人。5上-105綜采工作面42個(gè)支架安全順利完成靠架工作。

3 大傾角綜采面過(guò)斷層頂板管理技術(shù)

大傾角綜采面過(guò)斷層頂板管理技術(shù):5上-103,104綜采工作面推進(jìn)中揭露大大小小斷層45條,落差大于 H=2.5 m的正斷層有20條,最大斷層 H=6.5 m并且多形成地塹構(gòu)造,給安全生產(chǎn)造成影響。

采用放振動(dòng)炮,機(jī)組掃矸過(guò)斷層方法,斷層上盤(pán)放振動(dòng)炮斜挑三角頂,斷層下盤(pán)處需及時(shí)托三角頂煤。斷層面煤巖交面難以留設(shè)頂煤,可提前打錨桿維護(hù),使用φ 20×2000高強(qiáng)錨桿錨網(wǎng)梁全錨支護(hù),錨桿間距0.8m,排距0.6m,保證托煤效果。保證采高:采高控制在2.3 m～2.5 m范圍,嚴(yán)禁超高或太低,機(jī)組司機(jī)掌握好采高,煤壁松軟片幫,只準(zhǔn)掃底刀通過(guò),片幫深度超過(guò)0.6 m必須等待超前拉架后,機(jī)組才能通過(guò)。隨著斷層向機(jī)頭方向移動(dòng),及時(shí)調(diào)整工作面的采高,保證斷層的正常過(guò)渡,保證溜子平、直過(guò)渡。斷層頂板破碎采用超前拉架,保證及時(shí)支護(hù)頂板,防止漏矸,防止冒頂事故發(fā)生,必要時(shí)支架護(hù)幫板恢復(fù),并及時(shí)打開(kāi)使用。采用帶壓移架,支架移過(guò)后,要調(diào)整好支架平衡油缸,保證支架頂梁與頂板接實(shí)。出現(xiàn)漏頂、冒頂現(xiàn)象,要用板梁、道木“井”字形構(gòu)頂,確保支架初撐力達(dá)25 MPa。

4 問(wèn)題與建議

隨著大傾角采煤中工作面頂板管理技術(shù)的成熟,木瓜山煤礦下一步將著手進(jìn)行大傾角放頂煤的研究,為2010年大傾角放頂煤奠定基礎(chǔ)。

[1]顧文卿.煤礦礦井支護(hù)新技術(shù)與支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算及支護(hù)產(chǎn)品選型設(shè)計(jì)、維護(hù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)煤炭工業(yè)出版社,2007.

[2]張榮立,何國(guó)緯,李 鐸.采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2006.