急傾斜綜采放頂煤工作面防滾矸綜合治理技術(shù)

摘要本文介紹了急傾斜綜放工作面回采過程中，大傾角回采易造成片幫滾矸傷人的綜合防治方法，可供類似條件下綜放綜采面的安全開采借鑒。

關(guān)鍵詞急傾斜 防護(hù)網(wǎng) 擋矸簾 鄰架 遠(yuǎn)控

中圖分類號:TD8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 工作面概況

1.1 工作面地質(zhì)概括

張雙樓煤礦9419工作面位于-1000m水平西一采區(qū)，該工作面西起-1000西一軌道上山，東至工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，南北均為未采區(qū)。該面上覆7煤7421工作面、7423工作面采空區(qū)。工作面走向長760m，傾斜長154~184/174m，面積約132190 m2。該工作面總體為傾向NNW的單斜構(gòu)造，煤層平均厚度 5.60m，構(gòu)造簡單，煤層賦存異常。落差大于1.0m斷層14條，地層傾角為18~40°，平均傾角34°。

1.2 采煤方法

該面采用綜合機(jī)械化單一走向長壁采煤法，回采工藝采用綜采放頂煤工藝。采空區(qū)頂板管理采用全部垮落法。

1.3 工作面設(shè)備配備

工作面采用一臺國產(chǎn)無鏈牽引MG300/700-QWD型采煤機(jī)割煤，工作面架前鋪設(shè) SGZ―764/630型鑄造刮板輸送機(jī)一部，架后鋪設(shè)SGB―630/220型刮板輸送機(jī)一部，工作面安裝ZF4600/17/28HQ型放頂煤液壓支架118臺，上下端頭安裝ZFG5200/18/29H型放頂煤液壓支架各2臺，運(yùn)輸機(jī)道超前車為一部雙電機(jī)SGW-40T×2快速刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸機(jī)道鋪設(shè)SJ-150膠帶運(yùn)輸機(jī)1部，鋪設(shè) 40T×2刮板輸送機(jī)3部。

2 問題的提出

當(dāng)9419綜放工作面在走向推進(jìn)至240m時(shí)，因受工作面煤層變薄，頂板破碎、工作面傾角變大，局部最大角度達(dá)49o，工作面煤壁片幫嚴(yán)重，制約了礦井的安全生產(chǎn)。為吸取在相鄰采區(qū)9417及7423工作面回采期間由于頂板控制不好，經(jīng)常發(fā)生煤塊矸石滾落竄出刮板輸送機(jī)傷人血的教訓(xùn)，充分體現(xiàn)“以人為本”的思想理念，最大限度的保障現(xiàn)場人員的生命安全，在9419綜放工作面回采期間，我礦從根源上如何預(yù)防片幫掉頂減少煤塊矸石滾落和怎樣防止煤塊矸石滾落竄出傷人兩方面入手總結(jié)了一整套綜采綜放工作面防滾矸綜合防治措施。

3預(yù)防片幫掉頂，減少矸石滾落

煤塊矸石滾落主要產(chǎn)生于以下幾個(gè)方面:煤機(jī)割煤、工作面煤壁片幫、工作面冒頂、支架移架時(shí)架縫掉矸、支架歪架等，煤機(jī)割煤是正常生產(chǎn)程序不可避免的，主要從預(yù)防工作面片幫冒頂、移架掉矸、支架歪架進(jìn)行入手。

3.1 加強(qiáng)工程質(zhì)量，防止片幫掉頂

嚴(yán)格控制工作面采高，杜絕支架超高使用，對出現(xiàn)的頂梁仰俯角過大、架間落差過大、歪架、倒架、調(diào)斜等情況，要及時(shí)處理，確保支架處于良好狀態(tài)。嚴(yán)格初撐力的考核，加強(qiáng)二次補(bǔ)液和支架維護(hù)工作，減少管路泄漏，確保支架支護(hù)的工作阻力，減少頂板下沉量。

3.2 及時(shí)帶壓移架，減少空頂時(shí)間

割煤后應(yīng)及時(shí)帶壓移架，移架后支架與頂板應(yīng)接觸嚴(yán)密，支架前梁上的浮煤，浮矸必須及時(shí)清理干凈，頂板破碎時(shí)，應(yīng)割一架移一架，必要時(shí)采取遠(yuǎn)距離供液，用單體輔助移架。發(fā)生片幫后，若端面距大于0.34m，應(yīng)及時(shí)移超前架;若移完超前架后，端面距仍大于0.34m，且不超過1.0m時(shí)，應(yīng)采取用厚120mm的半圓木搭接在支架前梁上挑起護(hù)頂?shù)拇胧雸A木前端抵住煤幫，與支架搭接長度不少于0.3m;若移完超前架后，半圓木護(hù)頂失效時(shí)或端面距大于1.0m時(shí)，則必須采取過頂措施。過頂方法:用直徑180mm以上圓木做梁(長度視現(xiàn)場情況而定)，扶走向棚，圓木搭在支架前梁上，搭接長度不少于0.3m，一架兩棚，一梁一柱，柱子選用DZ系列單體及穿鐵鞋，要求柱子迎山有勁，并拴好防倒繩，梁上用板皮、金屬網(wǎng)和半圓木接實(shí)背嚴(yán)。

3.3 對頂板破碎帶、斷層帶采取加固措施，防止漏矸

頂板破碎帶、斷層帶采取頂板鋪網(wǎng)、上半圓木、煤壁注馬里散固化劑進(jìn)行煤體加固等措施，所鋪菱形金屬網(wǎng)必須壓茬聯(lián)網(wǎng)，壓茬寬度140~200mm，聯(lián)網(wǎng)采用14#雙股鐵絲雙排扣布置，間距200mm，割煤、過架時(shí)必須注意防止撕網(wǎng)，金屬網(wǎng)受到損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。架縫漏頂時(shí)應(yīng)及時(shí)采取封頂措施，防止漏頂擴(kuò)大造成冒頂。

3.4 加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備及液壓系統(tǒng)檢修，減少事故影響

3.4.1 認(rèn)真嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)電設(shè)備“三定四檢”制度

“三定”即定人、定時(shí)和定內(nèi)容，由專人對設(shè)備進(jìn)行定期檢修。“四檢”就是班檢、日檢、周檢、和月檢，增大對設(shè)備的的檢查力度，及時(shí)排查消除機(jī)電設(shè)備隱患，所有設(shè)備必須達(dá)到機(jī)電完好標(biāo)準(zhǔn)，否則不得使用;所有電器設(shè)備、綜機(jī)設(shè)備實(shí)行包機(jī)維護(hù)、檢修管理，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從而減少因機(jī)電設(shè)備事故導(dǎo)致工作面停止推進(jìn)，引起片幫掉頂事故的發(fā)生。

3.4.2 加強(qiáng)對液壓系統(tǒng)的維護(hù)管理

液壓管路是液壓支架的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和血管。要杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，保證支架初撐力，能有效地控制頂板事故的發(fā)生。同時(shí)，液壓系統(tǒng)時(shí)刻處于完好狀態(tài)，能夠有效地提高現(xiàn)場移架和推溜速度。

3.5 工作面支架歪架、倒架的處理

工作面支架歪架、倒架的處理:使用1.6m~3.5m的單體配合千斤頂調(diào)架。首先在歪倒支架上方相鄰支架的頂梁下斜撐一棵2.8m，其次，在歪倒支架本架尾梁及四連桿處分別用1.6m及2.5m單體打一斜撐。所有單體支柱，升足勁，用8#黑鐵絲拴好防倒繩。千斤頂一端掛在歪倒支架的尾梁上，另一端用400溜子大鏈條掛在該支架的上方的穩(wěn)定區(qū)域支架第5~6#的底座上，用球閥遠(yuǎn)程控制送液將支架調(diào)正。調(diào)架時(shí)人員嚴(yán)禁站在支架的下方和單體打滑及千斤頂錨鏈斷裂可能波及到的范圍。

4 防滾矸(煤塊)傷人綜合措施

4.1 防滾矸設(shè)施的使用與管理

4.1.1 傾斜方向防護(hù)網(wǎng)

沿工作面傾斜方向設(shè)置我礦專門設(shè)計(jì)的新型可伸縮柔性金屬防護(hù)網(wǎng)并配合呢絨防護(hù)網(wǎng)。原防護(hù)網(wǎng)采用呢絨網(wǎng)，對架間人行道進(jìn)行安全防護(hù)，經(jīng)現(xiàn)場使用發(fā)現(xiàn)，呢絨網(wǎng)強(qiáng)度不夠，不能對動(dòng)量較大的煤矸起到阻擋作用，損壞嚴(yán)重，幾乎每班需進(jìn)行更換，更換期間為防止?jié)L矸傷人，支架與煤機(jī)停止運(yùn)行，制約生產(chǎn)。新型防護(hù)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)原理:根據(jù)自動(dòng)伸縮門及菱形可伸縮的原理設(shè)計(jì)加工。材料主要采用45mm的扁鐵連接而成。每個(gè)扁鐵長度600mm，在上面分布3個(gè)ф10mm的孔(上下端扁鐵為2個(gè))，每兩塊扁鐵交叉狀用ф8*50mm的螺絲連接，在每個(gè)菱形狀中間，沿上下方向用彈簧連接起來，彈簧在其彈性形變內(nèi)不僅可以提高防護(hù)網(wǎng)的收縮速度和質(zhì)量，而且又能增加抗煤矸沖擊的強(qiáng)度，大大減少了扁鐵砸彎的可能性，提高了經(jīng)濟(jì)效益。用ф12mm圓鋼做防護(hù)網(wǎng)的橫梁，上面焊接兩個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)固定在支架耳朵上，防護(hù)網(wǎng)下部與電纜槽用特制U型卡連接，每個(gè)支架安裝一組。呢絨防護(hù)網(wǎng)上部用掛鉤(每架兩個(gè))掛在工作面上方支架前梁下，擋矸網(wǎng)下部固定在電纜槽老塘側(cè)，中部多余網(wǎng)用專用倒掛鉤(間距750mm，生根在電纜槽連桿上)繃緊。這樣整個(gè)工作面形成一個(gè)全封閉擋矸防護(hù)網(wǎng)，有效防止煤矸竄出傷人。

4.1.2 煤壁機(jī)道采用液壓擋矸簾

在煤壁機(jī)道處每隔15架采用液壓擋矸簾，通過安裝在前梁上的液壓千斤頂?shù)目刂疲瑩蹴泛熥詣?dòng)抬起落下，人員不必進(jìn)入煤壁區(qū)，直接在支架內(nèi)部操作，實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全。

4.1.3 人行道設(shè)置擋矸網(wǎng)

在工作面人行道上處每隔20米設(shè)置一個(gè)擋矸網(wǎng)，擋矸網(wǎng)采用側(cè)開式，使用液壓控制，固定在支架立柱上，人員通過后及時(shí)關(guān)閉，保持常閉狀態(tài)。

4.1.4 工作面下口設(shè)置密集支柱

在工作面下出口正對前刮板輸送機(jī)機(jī)頭沿超前刮板輸送機(jī)下幫用單體和金屬菱形網(wǎng)設(shè)置全封閉防護(hù)網(wǎng)(寬度超過溜子寬度和煤壁各一米)，單體間距0.5m，菱形網(wǎng)緊貼單體上幫吊掛，上至頂板，下至底板，并用鐵絲固定在密集上。密集支柱垂直頂?shù)装澹鯎瘟Σ坏陀?0kN，每次拉完機(jī)頭，必須重新打好密集支柱，否則嚴(yán)禁運(yùn)行工作面刮板輸送機(jī)，進(jìn)而有效保證行人通過的安全。

4.1.5 進(jìn)入煤壁區(qū)作業(yè)設(shè)置擋矸壩及護(hù)幫設(shè)施

人員進(jìn)入煤壁區(qū)作業(yè)前，必須對工作面刮板輸送機(jī)實(shí)行停電閉鎖，并同時(shí)護(hù)幫護(hù)頂，移好超前架，伸出伸縮梁抵住煤幫，仍有空頂?shù)谋仨氂冒雸A木挑頂或架半圓木傾向棚，傾向棚一梁兩柱，為防止片幫傷人，必須用單體打設(shè)貼幫點(diǎn)柱，同時(shí)用板皮等背嚴(yán)背實(shí)，以確保在可靠有效的支護(hù)下進(jìn)行作業(yè)。工作地點(diǎn)附近的支架不得隨意操作;在工作點(diǎn)上方5米處架設(shè)一道全封閉擋矸攔壩，攔壩是用兩根2.0米長厚180mm的半圓木垂直放置，中部再橫亙一根半圓木，半圓木上鋪金屬網(wǎng). 半圓木間、金屬網(wǎng)與半圓木間均用18#黑鐵絲系牢捆扎好而成。現(xiàn)場必須有專人監(jiān)護(hù)頂幫及其它安全情況， 并做好敲幫問頂工作，以確保施工的安全。

4.1.6 防護(hù)設(shè)施設(shè)專人維護(hù)管理，有備用

工作面有專人維修防滾矸設(shè)施，跟班區(qū)長、班長對現(xiàn)場損壞及吊掛不規(guī)范的防滾矸設(shè)施必須及時(shí)安排人員進(jìn)行維修，確保設(shè)施完好，施工現(xiàn)場必須一定數(shù)量的備用，并在規(guī)程措施中進(jìn)行明確，交接班時(shí)必須將現(xiàn)場備用情況向工區(qū)值班領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，值班干部根據(jù)現(xiàn)場備用擋矸設(shè)施數(shù)量情況及時(shí)安排人員補(bǔ)充。

4.2 支架采用鄰架操作

因工作面傾角較大，在進(jìn)行移架時(shí)，架間漏矸很容易落入支架內(nèi)操作處，為防止頂板破碎區(qū)移架時(shí)架縫漏矸傷人，將支架本架操作改為鄰架操作，在需移架上方支架內(nèi)進(jìn)行操作，有效解決這一問題，現(xiàn)場取得很好效果。

4.3 煤機(jī)加擋煤板實(shí)行遠(yuǎn)控操作

在推上山仰采時(shí)，煤壁容易片幫，當(dāng)煤機(jī)割煤，煤塊由于片幫砸落在煤機(jī)上極易崩出對煤機(jī)司機(jī)人身造成威脅，為此我們在煤機(jī)上靠人行側(cè)加置擋煤板，阻擋煤塊飛出，同時(shí)煤機(jī)采用遙控器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控操作，減少與煤機(jī)近距離接觸，使煤機(jī)司機(jī)人身安全得到保障。

4.4 規(guī)范崗位操作行為，實(shí)行安全確認(rèn)

煤機(jī)割煤、支架操作時(shí)，必須確認(rèn)工作地點(diǎn)附近是否有人作業(yè)，嚴(yán)格遵循工作面割煤與移架、移架與移架之間不得平行作業(yè)，即煤機(jī)動(dòng)支架不動(dòng)，支架動(dòng)煤機(jī)不動(dòng)，上方支架動(dòng)下方支架不得動(dòng)的原則。

5 實(shí)施效果

由于措施制定得當(dāng)，現(xiàn)場得到嚴(yán)格貫徹執(zhí)行，在大傾角9419綜采工作面整個(gè)回采過程中，創(chuàng)造了我礦大傾角開采以來的無一起冒頂事故，無一起滾矸傷人事故的記錄，同時(shí)給該面實(shí)現(xiàn)安全高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件，工作面月平均產(chǎn)量達(dá)8.5萬噸。

事實(shí)證明，只要廣大干部職工牢固樹立“安全第一”的思想，制定出一套行之有效的防滾矸措施并嚴(yán)格執(zhí)行，大傾角工作面滾矸傷人是完全可以防范的，大傾角工作面的安全生產(chǎn)是有保障的。