淺談大傾角綜采工作面支架對接技術

黃 潔

1 工程概況

淮南礦業集團潘三礦設計生產能力3.0 Mt/年,2008年礦井技術改造后,實際生產能力達到5.0 Mt/年,礦井煤層埋藏穩定,平均傾角12°,局部受地質構造影響,煤層傾角變化大,其中西一采區1251(3)工作面受F24～F26斷層組影響,傾角7°～45°,平均28°,該面裝備 66架 ZZQ6000-21/42(B)型液壓支架,機頭3架ZZQG6000-21/42(A)型過渡液壓支架支護頂板,工作面鏈板機為SGZ-800/1050、煤機為MG300/700-QWD2,該面煤層賦存穩定,煤層厚度為2.7 m～7.5 m,平均3.6 m。地質構造條件較復雜,直接頂為砂質泥巖與13-2煤復合頂板,老頂為泥巖。

2 支架對接技術

支架對接是指綜采工作面出現面長增加,為確保順利回采,提高工作效率和機械化程度,通常在工作面軌道順槽提前安裝好增加的支架,待工作面原有支架推進接近新增支架時,將新老支架進行適當調整,以適應新的面長的施工工藝。支架對接過程必須安全、快速實現,杜絕出現壓架、咬架等事故發生。

潘三礦1251(3)工作面上下均為采空區,工作面切眼段受F11斷層(落差11 m)影響,設計為不等長工作面,為最大限度提高煤炭資源回收率,設計在軌道順槽距切眼198 m～412 m段,工作面沿推進方向面長由90 m逐漸增加到111 m,需分次加架,共增加14架,設計架數和對接起點如表1所示。

表1 設計架數和對接起點

2.1 對接前的準備工作

工作面軌道順槽掘進期間,按表1的支架對接起點分別施工支架硐室,根據對接架數,硐室深度為1.5 m,3 m,4.5 m等規格。工作面支架安裝完成后,將需要對接的14架支架分別安裝到對應的硐室內。

每次對接前將工作面支架與待接支架采成同一直線,工作面鏈板機抵過車后,煤機再割切煤,保證鏈板機煤壁和老塘側各有一個步距,便于對接過程中有足夠的空間。并且鏈板機機尾20節溜子方向與煤壁、支架方向一致,利于鏈板機溜槽合槎。對接前,臥底保證待接支架溜槽位置與工作面在同一平面。

2.2 對接期間頂板支護方式

受大傾角影響,工作面正常回采與對接過程中存在一定的煤垛,最大為6.5 m,機尾支護管理難度很大。根據現場情況,結合錨網支護理論,支架間的煤垛支護如圖1所示,采用錨索鎖帶眼工字鋼替代使用單體走向挑棚,取消了支架下移過程中卸單體拿大棚工序,極大地降低了支架下移中的安全威脅;在離支架架尾500 mm左右架設木垛,且將工字鋼棚老塘側用木垛托起,防止支架下移時,支架架尾頂板下沉和老塘竄矸,便于支架安全順利下移。

2.3 支架對接工藝

常規支架對接是采用先移鏈板機機尾,再向下移支架,造成施工空間狹小,現場操作難度大,尤其在大傾角工作面中存在極大的安全威脅,不利于安全生產。為降低對接難度,實現安全快速對接,改變支架對接工序:采取了先向下移支架,然后將鏈板機機尾一次性拉到位,實現了安全、快速對接。

由于工作面軌道順槽側傾角大,支架對接硐室為破頂施工,造成工作面支架和對接支架之間形成1 m～3 m的落差,部分對接支架受工作面回采動壓影響已被壓死,支架下移時,如操作不當,就會造成支架傾倒,施工過程中,在支架下移前,通過打眼放炮支架底座底板,將支架硐室底板與工作面底板臥成同一平面。然后通過4個錨固千斤頂,分別固定在支架前梁、底座及兩后立柱上,錨固千斤頂布置具體位置如圖2所示,逐步將支架下移。

2.4 機尾對接工藝

1251(3)工作面支架對接期間,機尾傾角在37°以上,特別是在最后兩次對接時,傾角達到42°以上,把重量達25 t的鏈板機機尾電機連同6節溜槽上移到規定位置,作業難度和安全威脅均較大。在緩傾斜煤層工作面支架對接施工中,均采用絞車將機尾往上拉移,但1251(3)工作面軌道順槽為沿空送巷,地壓大,巷道變形嚴重,無法采用常規工藝施工。經現場研究采用待接支架頂梁作為生根點,這樣就能保證生根點安全可靠,通過兩個18/38支架推移千斤頂拉移機尾溜槽,兩個普通千斤頂用作起吊(見圖3),逐步將機尾溜槽拉移到規定位置,做到機尾溜槽安全快速上移。

3 結語

1)對接的成功,為受地質構造帶、薄煤層等影響的大傾角煤層綜采工作面設計提供了依據,擴大了綜采工作面對接的適應性。2)經過1251(3)大傾角綜采工作面支架安全、快速對接,工作面增長21 m,在支架對接起止范圍內,多回收煤碳9 153 t,經濟效益十分可觀。3)1251(3)大傾角綜采工作面對接工藝的實施,是潘三礦對綜采工作面對接技術的大膽嘗試。實踐證明,該工藝技術可行,經濟合理,不僅提高了煤炭資源的采出率,緩解了生產接替,同時也帶來了可觀的經濟效益,為今后大傾角工作面支架對接提供了理論技術基礎和實踐經驗,具有較好的借鑒價值。

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