回撤通道支护范文

回撤通道支护范文（精选6篇）

回撤通道支护 第1篇

1回撤通道支护强度计算

(1)巷道锚索悬吊力P。

P=Npη(cos β)/s。其中,N为每排支护的锚索支护根数,取N=3;p为锚索的最小破断力,取350 kN;η为锚索破断力利用系数,取0.8;β为煤层倾角,取9°;s为锚排距,取0.8 m。代入公式计算得P=1 037 kN/m。

(2)巷道顶板冒落高度岩石质量W。

W=Bhγ。其中,B为巷宽,取4.8 m;h为顶板的最大可能冒落高度,结合13-1煤层顶板实际情况,取5 m;γ为岩石密度,取2.5 t/m3。将数据代入公式,计算得W=60 t/m。

(3)安全系数n。

不考虑锚杆的悬吊力、工字钢棚和单体液压支柱的支撑力,全部顶板外载由锚索单独承担,锚索悬吊支护的安全系数n=P/W。代入数据计算得n=1.76。

综上所述,超大采高综采工作面切眼顶部采用工字钢棚、锚索配合12#槽钢、10#金属网联合支护,能满足支护要求;同时,为安全考虑,再沿切眼倾向布置2道挑棚形成联合支护体系,能确保支护安全。

2工作面支护

2.1锚网梁

顶部靠近煤壁1排全部为锚杆,其他均为锚索布置。顶部锚杆采用Ø20 mm×2.5 m高强度左旋无纵筋螺纹钢制成,间距为800 mm,使用2支Z2355低黏度树脂药卷,采用A3钢加工的小垫板规格为140 mm×90 mm×10 mm;木垫板规格:140 mm×90 mm×50 mm,走向布置长为4.5 m 的12#槽钢,铺5.0 m×1.0 m的10#金属网护顶;锚索由Ø18 mm、1×19股高强度低松弛预应力钢绞线制成,间排距均为800 mm,长6.2 m,采用3支Z2355低黏度树脂药卷锚固。帮部采用Ø20 mm×2.5 m、Ø20 mm×2.0 m高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆分层布置,使用1支Z2355低黏度树脂药卷,采用废旧U型钢加工的大垫板(规格为150 mm×150 mm×8 mm);木托板规格为300 mm×200 mm×50 mm,倾向布置长为4.2 m 的钢筋梯子梁,铺设5.0 m×1.0 m的10#金属网护帮。支护断面如图1所示。

2.2工字钢

顶板破碎处用矿用11#工字钢棚支护。梁长4.8 m,腿长4.4 m,另一侧使用液压支架为腿,棚距600 mm;用Ø18 mm×6 200 mm锚索配合12#槽钢沿倾向固定工字钢梁;工字钢棚腰帮过顶使用10#金属网和木棍。支护断面如图2所示。

3上出口支护

采用工字钢梁配合锚索施工上出口抬棚,工字钢主抬棚梁用6根9.0 m长的11#工字钢分2层架设,一侧使用液压支架,另一侧使用Ø22 mm圆木进行支撑,并用Ø22 mm×6 200 mm锚索配合特殊加工的U形卡固定;插梁使用6.4 m长的11#工字钢双梁倾向布置,间距800 mm。抬棚两端采用5.8～8.6 m长的工字钢进行断面过渡,采用锚索配合槽钢进行固定,工字钢下采用挑棚进行加固,支护平面如图3所示。

4结语

特厚煤层煤机扩刷回撤通道支护实践 第2篇

1 末采工作面基本概况

1.1 工作面位置

211301B工作面为首采区第二个工作面, 北临211301A工作面采空区保护煤柱, 南临井田边界保护煤柱, 西临211302工作面材料顺槽, 东临矿井煤层露头保护煤柱。

1.2 地质概况

13#煤层为厚煤层, 在该回采范围内总体平均厚度为13.4m, 其煤层结构为0.80 (0.37) 2.98 (0.35) 1.45 (0.35) 2.39 (0.34) 1.70 (0.20) 1.10 (0.07) 1.30。本工作面前后两巷高度3.60m, 顶煤平均厚度为9.8m, 底煤厚度变化在0-1.8m之间, 平均厚度一般为0.6m。本煤层在该回采工作面内属稳定煤层, 煤层厚度变化较小, 煤层倾角7~13°, 平均倾角10°, 可开采指数1, 稳定程度较好, M、A、V、Q、St, d、P分别为:0.81、15.59、34.45、25.64、0.86、0.018。

本工作面13#煤层的伪顶为0~1.50m厚的泥岩, 固结性较好, 较硬, 遇水膨胀变松软;直接顶为灰白色中粒砂岩, 厚度8.77m~25.38m, 层状构造, 局部层理不明显, 中粗粒结构, 主要以石英为主, 含长石及岩屑, 泥质胶结, 致密坚硬;直接底为砂质泥岩, 厚度4.5m-5.4m, 灰黑色, 层状构造顶部含较多的植物根化石, 成块状, 粉砂泥质结构。

1.3 工作面基本参数

211301B工作面平均走向长度1240m, 设计可采走向长度1240m, 倾斜长度:246.8m, 煤层结构简单、厚度为12.3m~14.5m, 平均13.4m;设计机采高度3.3m, 放顶厚度10.1m。

2 末采工序

工作面推进至停采线前30m时开始不放顶煤→工作面推进至停采线前18.2m开始铺设聚酯纤维柔性网→铺网后第12刀上第一排工字钢梁→第12刀至第18刀工字钢梁和锚索交替支护并上钢丝绳→第18刀摘除锚固头用单体液压支柱推移刮板机→第18刀至第23刀锚网索+“W”钢带联合支护→打帮部锚杆支护。

3 采煤机扩刷回撤通道技术工艺及管理

3.1 技术工艺

回撤通道支护参数:宽度4.5m, 高度3.6m, C25混凝土铺底200mm。采用锚网索联合支护, 采用湿式打眼, 锚杆为20m×2.2m螺纹钢锚杆, 顶部间排距875mm×800mm, 帮部间排距800mm×800mm;巷道全断面挂网, 顶部为聚酯纤维网, 帮部挂6.5钢筋网片, 网孔100mm×100mm;锚索为21.6m×12m钢绞线, 间排距1.75m×1.6m。

工作面推至停采线前30m时开始不放顶煤, 推至停采线前18.2m时开始铺网。将工作面从中间平均分成2段, 每段铺一张高强聚酯纤维柔性网, 工作面按246.8m面长计算, 顺槽宽5.4m, 则每张网长130m, 总长260m;工作面推进方向铺网距离为18.2m, 铺至回撤通道煤壁帮时与支护网片搭接1.8m。

采煤机每割一个循环, 铺网一次, 共铺设23刀。第一刀铺网前, 在支架间打设20mm×2200mm固网顶锚杆 (此时不上托盘、螺帽) , 锚杆间距为1750mm, 机头、机尾固网打设锚索;第一刀铺网时, 上好托盘、螺帽固网。最后一刀网铺完后, 将网片铺展后用铁丝与帮部金属网片绑扎连接, 确保绑扎牢靠。

从第10刀至第17刀, 每刀上钢丝绳 (15mm×260m) , 贯穿整个工作面及顺槽, 共计8根, 钢丝绳必须拉直, 两头固定在两巷的锚索上。

第12、14、16刀用工字钢梁支护, 第13、15、17刀均打设锚索, 间距1750mm, 打设在每架支架前梁中间, 第十二刀至第十七到均上圆木;第18到至第22刀每刀分别打设一排锚杆和一排锚索, 锚杆间距875mm, 锚索间距1750mm。末采工程完成后, 及时在每个支架前梁下打设2根单体液压支柱加强支护。

为满足工作面回撤需要, 211301B工作面用采煤机扩刷回撤通道, 工作面推进至距停采线4.5m, 割上网后第18刀煤时, 煤机割透机头、机尾, 此时工作面收尾范围的支架停止拉架, 工作面割过煤后, 打出伸缩梁管理顶板, 然后将支架与前溜连接耳摘开。停采前的6个循环, 用专用单体配合支架底座进行推溜。

为了满足回撤主巷铺地坪的需要, 割倒数第7刀煤时煤机滚筒下卧200mm, 停采前, 工作面采高必须保证3.5m~3.6m。剩余6刀平推。工作面推至停采线后, 回撤通道基本成型, 待回撤前部刮板输送机完毕, 进行地坪施工。

3.2 聚酯纤维柔性网应用

柔性网选用高强度聚酯纤维长丝为原材料是将高模高强度涤纶长丝编织成基体在该基体的表面涂覆一层可阻燃导静电的涂层用以代替金属网竹耙, 该产品耐酸碱不易老化柔韧轻盈使用寿命长具有强度高阻燃抗静电等性能可应用于巷道护顶护帮及工作面铺设假顶。根据工作面生产条件肖家洼煤矿选用了JD-PET400×400RS型聚酯纤维高强柔性网其技术参数径向拉伸强度400k Nm纬向拉伸强度400k Nm拉断伸长率小于13%重量3.20kgm2网格尺寸10mm×30mm。

聚酯纤维柔性网整体铺设工艺减少了工作面在造撤面过程中金属网的运输、展网、上网、联网等复杂工序, 柔性网网孔分布均匀整体铺设效果好有利于工作面撤除期间顶板控制和设备的安全快速撤除, 避免了金属网孔大撤架时架前漏煤多的状况。

3.3 安全管理

(1) 最后6个循环, 采取跟机作业的形式, 煤机速度不能超过3m/min, 煤机每割10架, 在上一级开关处停机闭锁前溜和煤机, 按照末采方案要求支护帮顶。网片需使用长把工具托至顶板后, 再进行支护作业;严禁施工人员站在裸露的顶板下进行支护。支护过程中需有专人观察顶板情况。

(2) 推溜用单体液压支柱, 初期使用2.5m后更换为3.8m。推溜过程中每5节溜槽为一组, 每组配备一根单体, 机头、机尾多配一根, 推溜时逐节推动。推溜使用远程供液的方式, 人员撤离至安全地点, 单体要与支架底座和对应溜槽垂直, 并使用10mm钢丝绳与前溜槽绑扎, 防止推溜过程中单体弹跳伤人。

(3) 最后1个循环, 打好主回撤巷帮顶支护, 做好网片搭接绑扎工作。

(4) 回撤巷道使用的支护材料和液压单体支柱采用人工搬运的方式运至施工点;搬运过程中要有专人观察线路, 保持道路畅通, 搬运人员要步调一致, 同时抬起放下物料。

(5) 回撤通道成型后, 由于回撤前溜和铺设地坪所用时间较长, 为保证通道顶板稳定, 在支架前梁打设3.8m单体支柱, 支柱垂直于顶底, 需“穿鞋戴帽”, 并使用防倒绳与前梁固定。

(6) 作业期间, 坚持敲帮问顶制度;作业人员进入前溜内作业时, 必须在上一级开关处闭锁前溜和煤机, 专人监护顶板、煤壁, 确认无误后方可作业。割最后一刀煤时, 跟班队长必须统一指挥, 协调配合, 每次重新开机, 必须确认作业人员至安全地点, 方可下令开机。

4 综合分析

4.1 适用条件

根据国内一般煤矿末采经验, 对于特厚煤层, 一般采用提前掘进两条回撤通道, 一条作为主回撤通道, 一条作为辅助回撤通道, 同时掘进数条联络巷, 方便回撤。末采时工作面直接推进贯通主回撤通道。由于回撤通道提前完成, 末采工程进度较快, 且对顶板控制较好, 安全可靠, 应用比较广泛, 相对末采成本也高。而山西锦兴能源有限公司肖家洼煤矿采用的采煤机扩刷回撤通道工艺对煤层赋存条件要求较高, 由于末采铺网支护所用时间较长, 工作面顶板压力较大, 末采工期长, 适用于顶板稳定, 发火期较长的煤层, 另外, 高强聚酯纤维柔性网的应用, 大大地提高了回撤通道扩刷的安全性。

4.2 经济分析

肖家洼煤矿211301B工作面长度248m, 若采用一般煤矿末采工艺, 两条回撤通道共掘进496m, 每米煤巷价格约为0.9万元, 则需要花费446.4万元。肖家洼煤矿采用采煤机扩刷回撤通道工艺只需花费巷道支护所用的支护材料费用约200万元。节约成本246.6万元, 经济效益明显。

5 结语

肖家洼煤矿首采工作面采用的采煤机扩刷回撤通道技术工艺首次实践成功, 之后第二个综放工作更加成熟的运用该工艺, 再一次圆满完成末采工程。实践证明, 对于赋存较稳定的特厚煤层, 煤机扩刷回撤通道支护技术工艺安全可靠, 技术实用可行, 经济合理, 能够满足综放工作面末采条件和设备回撤的技术要求。采煤机扩刷回撤通道技术工艺的成功应用, 大大提高了工作效率, 降低了末采成本, 取得显著的安全和社会效益实现了矿井综合效益的最大化, 为全国同类型矿井工作面末采工程提供技术参考, 具有推广意义。

参考文献

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.

回撤通道支护 第3篇

本文通过对某煤矿1114综采工作面末采期回撤通道巷道变形及矿压进行现场实测, 总结了末采阶段回撤通道的矿压显现规律及顶板运动特点。

1 工作面概况

某煤矿井田含煤地层为侏罗系中统延安组, 自下而上划分为五个中级旋回岩段;分别含5个煤组, 自上而下编号为1~5煤组, 煤层位于岩段上部, 共含煤达8层之多, 自上而下编号为2-2、3-1、3-2、4-2、4-3、4-4、5-2、5-3, 煤层总厚度平均值为23.77m, 含煤系数12%。其中可采煤层为2-2、3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤。

1114工作面煤层顶底板情况见表1。

2 观测方案

为了准确掌握1114工作面顶板运动特点及矿压显现规律, 根据相关矿压理论, 对主回撤通道内的所有垛式支架工作阻力进行全面的实时跟踪监测, 并且沿主回撤通道1~5号联巷口附近分别设置五个测区, 对于每个测区内的顶板下沉进行实时监测。

3 顶板运动及矿压监测结果分析

3.1 顶板下沉和运动破坏特点

顶板在受到工作面超前支承应力的作用下, 发生明显的运动甚至破坏, 顶板的下沉是矿压主要的显现形式。在对1114工作面进行实时观测发现, 自8月11日至8月17日工作面与主回撤通道贯通, 除了对垛式支架进行压力监测外, 亦对各个测区进行了顶板下沉观测, 各个测区顶板下沉情况图1所示。分析观测图表可知, 顶板下沉明显分为三个阶段, 各阶段顶板下沉的特点如下:

第一阶段:缓慢下沉阶段。从工作面距主回撤通道55m前进至3m过程中, 即在8月11日至8月16日上午9时, 顶板下沉量在31.07~198.78mm之间, 顶板基本为匀速下沉, 下沉速率在10.64~34.22mm/d。随着工作面的推进, 煤体出现片帮现象, 在接近末采阶段时, 煤帮严重破坏, 特别是负帮 (工作面一侧的煤帮) 已经发生大面积片帮, 同时, 巷道内出现淋水现象。

第二阶段:快速下沉阶段。从工作面距主回撤通道3m推进至工作面贯通过程中, 顶板下沉累计量在99.72~1028.48mm。该阶段持续时间约为12h, 下沉速率93.16~1144.4mm/d。在该阶段进行现场观测时发现煤柱片帮严重, 在联巷口处甚至发生大块煤块片落;可以听到巨大的顶板断裂声, 此外个别锚索被拉坏, 在回撤通道中部部分支架出现“压死”现象, 巷道中部位置淋水现象严重, 底板出现积水。

第三阶段:下沉稳定阶段。工作面贯通之后, 顶板继续发生下沉, 但是下沉速率减小到较低水平, 直至为零, 此时, 顶板停止下沉。该阶段稳定时顶板下沉量为105.14~1186.19mm。此时, 由于工作面已经贯通, 巷道顶板及两帮不再受动压影响, 只受到静力作用, 在支护体系及煤层共同作用下, 顶板达到新的平衡状态。

通过对图1及图2的进一步分析可以发现, 在沿主回撤通道方向, 顶板运动的趋势是大致相同, 但是, 不同位置的变化幅度及速率是有差异的:位于巷道中部的Ⅲ测区顶板下沉量最大, 最大值为1186.19mm, Ⅳ测区与Ⅱ测区次之, Ⅰ测区与Ⅴ测区相对较小, 最小值为105.14mm。即顶板运动的剧烈程度由巷道中部向两侧依次减弱, 中部的顶板下沉量为端部的十余倍。经分析知, 这是由于工作面两侧煤柱巷道两端附近的顶板有一定的支撑作用, 受此影响, 巷道两边顶板在下沉量及下沉速率上明显小于中部。

3.2 矿压显现规律分析

当工作面距主回撤通道较远时, 垛式支架的工作阻力基本稳定, 其中Ⅲ测区稳定在13MPa左右, 其余各测区稳定在20MPa左右。当工作面前推至距主回撤通道15m左右时, 支架工作阻力有增加趋势, 当距离为7m时, 支撑阻力发生突变, 变化后的阻力值在32~37MPa之间, 其中Ⅲ测区的阻力值为37MPa, Ⅱ测区阻力值为32MPa。在突变过程中, 变化幅度最大的为Ⅲ测区, 其变化值为23MPa, 变化幅度最小为Ⅱ测区及Ⅳ测区, 其变化值为11MPa。突变之后支护阻力维持在较高水平。

通过上述分析可以看出, 工作面距回撤通道约7m之前, 支架的工作阻力基本保持稳定, 当工作面继续推进时, 垛式支架发生突变, 迅速增大。当工作阻力变到最大值后, 维持在新的较高水平。由此可知, 当工作面推进至距主回撤通道约7m时, 巷道围岩发生明显运动, 围岩应力迅速增大, 主回撤通道内支架承受巨大压力。

4 结论

(1) 系统的观测了某煤矿1114工作面主回撤通道顶板下沉, 发现顶板受到工作面采动影响较为明显。在末采阶段, 顶板断裂, 发生整体下沉, 同时煤壁发生严重片帮, 部分单体破坏并伴有淋水现象出现。

(2) 随着工作面的推进, 顶板下沉明显分为三个阶段, 分别为缓慢下沉阶段, 快速下沉阶段以及下沉稳定阶段。在距主回撤通道3m时, 回撤通道顶板发生突然下沉, 由缓慢下沉阶段进入快速下沉阶段, 说明在采动影响下, 回撤通道顶板发生相对缓慢运动, 当工作面推进至3m时, 顶板发生断裂, 迅速下沉。在支护体系及周围围岩压力作用下, 断裂后的顶板缓慢下沉直至最后稳定, 至此完成下沉稳定阶段。

(3) 工作面推进至距主回撤通道7m时, 支架的工作阻力发生突变, 并基本稳定在较大水平。说明此时超前支撑压力对通道的影响变大, 此时通道内支架承受巨大上覆压力, 内煤壁及顶板运动剧烈。

(4) 沿通道方向顶板运动规律大体一致, 但是下沉幅度有很大差异, 整体呈现中部下沉明显而沿两侧下沉量逐渐减小的趋势, 出现这种现象主要是由工作面两侧煤柱对两侧顶板有一定的支撑作用引起的。

摘要：综采工作面末采阶段, 超前压力对主回撤通道顶板的影响加强, 致使顶板变形明显, 极易发生冒顶事故, 使回撤工作难以安全进行。文章对某煤矿1114工作面回撤通道顶板变形及矿压实测数据分析, 得到末采阶段主回撤通道顶板变形规律和矿压变化规律, 为研究主回撤通道顶板变形破坏机理及优化支护参数等工作提供实践参考。

关键词：回撤通道,顶板变形,矿压显现

参考文献

[1]钱鸣高, 石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1994.

[2]万镇, 吴士良.综采工作面回撤通道矿压观测研究[J].煤矿开采, 2009, 01:85-86+59.

[3]刘加旺, 姚有利.综采工作面回撤通道围岩运动及其矿压显现规律研究[J].煤炭工程, 2009, 09:54-57.

[4]范志忠, 等.浅埋大采高综放开采煤柱矿压显现规律研究[J].煤炭科学技术, 2010, 12:25-27+76.

[5]杜同生.特厚煤层综放开采工作面覆岩运动规律研究[J].同煤科技, 2011, 04:13-16+22.

[6]孙宝龙, 等.大断面回撤通道顶板冒落原因分析与控制方法[J].中州煤炭, 2012, 05:54-55.

回撤通道支护 第4篇

关键词：综放工作面,自掘回撤通道,收尾

1 工程背景

西沙河煤业有限公司1901工作面开采9#煤层, 走向长665 m, 倾向长180 m。直接顶板为泥岩, 厚3~5 m, 属中等冒落性顶板;基本顶为砂岩, 厚1 m, 较坚硬;底板为页岩。1901工作面煤层厚为11.4~16.6 m, 平均厚13.5 m, 煤层起伏变化大, 工作面倾角14°~17°。煤层顶板向下2.0 m有1层0.5 m厚的黑灰色砂质页岩, 距煤层底板向上约1.7 m处夹有一层0.2 m厚的灰色块状页岩, 中部煤层有多层不稳定夹矸, 煤层结构复杂, 中部煤层松散软弱、裂隙发育。工作面内地质构造较为复杂, 断层发育。工作面机采高度为3.1~3.5 m (平均高3.3 m) , 平均放煤高度为10.2 m。

2 自掘回撤通道支架回撤系统

自掘回撤通道支架回撤系统是指当工作面采至终采线处, 液压支架停止前移, 工作面采煤机及刮板输送机继续推进4~6个循环, 从而形成回撤空间, 并与回风平巷形成回撤系统[1]。小绞车和平板车作为主要的支架回撤工具。采煤机自掘回撤通道支架回撤系统如图1所示, 其剖面如图2所示。

3 1901工作面收尾技术

3.1 1901工作面设备回撤

(1) 工作面设备拆除顺序: (1) 拆除巷道胶带输送机; (2) 拆除前后部刮板输送机的机尾, 接着拆除采煤机, 依次往机头拆除, 最后拆除转载机; (3) 拆输送机前, 先拆工作面的电缆; (4) 支架撤出。1#—3#支架按照3#→2#→1#的顺序从运输巷撤出, 4#—119#支架从下端头往上端头通过回风巷撤出。

(2) 液压支架的回撤。工作面支架的回撤采用“单向顺序式全断面掩护架撤除法”, 即在回撤通道掘进面布置掩护支架, 由工作面下端头开始, 由下至上顺序撤除支架的方法。

(3) 撤架准备工作。安设推移绞车, 工作面绞车布置如图3所示。沿工作面倾向铺设轨道, 轨道中心线与终采线煤帮的距离为2.2 m。拆除回收支架前, 首先将工作面的支架全部补足压力。

(4) 正常撤架如图4所示, 将1号绞车钩头通过挂在10#架前梁上的导向轮连在9#架后底座箱上, 降架在顶板与顶梁刚脱离时, 开绞车将9#架向前拖移。然后换钩头, 摘回头导向轮, 将钩头连在底座前端, 使其调向至平行煤壁, 将其装平板车运走。9#架调向完毕后, 立即在两掩护架中间接续抬棚Ⅲ, 靠采空区接抬棚Ⅳ (若工作面顶板压力大时, 可在抬棚Ⅳ和采空区之间打木垛接顶) 。将1号绞车钩头连在采空侧掩护架底座前端, 降架至顶梁脱开顶板后立即向前拖移至距10#架300 mm左右处, 升架接实顶板。同时拖移另一掩护架至2架平齐, 回撤掩护架后方所有支护, 准备撤10#架, 以后撤除各架顺同。在回撤支架的同时, 工作面铺设的道轨也一同回收。

(5) 最后4组支架的撤除。最后4组支架 (5#、7#掩护支架, 上端头1#、2#过渡支架) 撤除, 采用先将掩护架拉出, 然后将末2架迈步撤走。将采空侧单体柱换成木点柱打密集, 将采空侧掩护架降下, 用5号绞车拖移调向运走, 将抬棚Ⅲ换成密集木点柱支护, 同法将采面前侧掩护架撤走。将掩护架位置所有的单体柱回收。垂直工作面打1排木垛, 撤走4号绞车。用回风巷5号绞车依次挂最后2架, 分别拖出工作面装车运走, 拉出这2架后, 要在架后打木垛, 以防顶板随支架垮落[2]。

3.2 撤架通道尺寸的确定

(1) 撤架通道宽度计算。根据设计的撤架工艺, 在支架降架回撤时, 支架受到掩护支架侧抬棚Ⅲ、Ⅳ边缘和相邻待撤支架底座以及煤壁的阻挡, 对该支架旋转空间进行计算 (图5) , 1901工作面中间支架降架后外形尺寸为8.26 m×1.42 m。抬棚Ⅲ、Ⅳ边缘与被撤支架的距离a为300 mm, 被撤支架宽度b为1.5 m。则抬棚Ⅲ、Ⅳ边缘和被撤支架的相邻支架底座之间的宽度M=1.8 m。

被撤支架旋转撤出时, 其沿着相邻支架底座前端A端点和抬棚Ⅲ、Ⅳ边缘线旋转。当支架旋转到图5 (a) 中B点时 (此点距离相邻支架底座前端走向尺寸为0.53 m) , 被撤支架超出相邻支架底座前端距离最长, 此时支架超出相邻支架底座前端的距离c为7.01 m。对回撤通道进行支护时, 要在煤帮侧打贴帮柱, 故考虑煤帮侧贴帮柱的宽度, 以及富余间隙总和d为0.3 m, 则撤架空间宽度L=7.31 m;由于支架底座前端至前梁端水平距离为2.67 m, 则支架停止前移时采煤机需再向前割煤6刀, 共4.8 m (采煤机截深0.8 m) , 则撤架空间宽度取整为7.5 m。

(2) 撤架通道高度H计算。H=l1+l2+l3+l4+l5+l6。其中, l1为枕木高度, 取0.15 m;l2为钢轨高度, 取0.13 m;l3为运架平板车高度, 取0.38 m;l4为支架下缩后最小高度, 取1.9 m;l5为挂滑轮支架顶梁厚度, 取0.4 m;l6为支架悬吊高度, 取0.54 m。将数据代入公式计算可得H=3.5 m, 则回撤通道断面面积为26.25 m2。

4 结语

针对复杂地质条件下特厚软弱煤层综放开采的工作面收尾技术难题进行了研究, 提出了采用自掘回撤通道来进行综放工作面收尾的方法, 解决了特厚软弱煤层综放面安全收尾问题。收尾期间工作面顶底板比较稳定, 仅用时46 d就顺利完成了工作面的收尾, 为煤矿创造了良好的经济效益。

参考文献

[1]王立民.预掘收尾空间在综采面回撤中的应用[J].煤, 2011, 20 (5) :82-83.

回撤通道支护 第5篇

大采高综采技术作为煤炭高效回采的有效手段,长期以来在中国各大矿区有广泛应用,而随着机械工艺不断提升,其应用范围还呈现出进一步增大趋势。与此同时,相关生产设备的回撤次数也在不断增多,如何实现快速、安全回撤作业,便成为关乎煤炭生产效益的关键要点。综采作业面不仅机电设备数量多,且质量高、体积大,加之回采末期顶板的破碎和围压的集聚使得巷道变形速率增加,片帮现象频发,这均对回撤作业造成极大阻碍。鉴于此,针对大采高作业面的预倔巷道快速收尾工艺展开探究,是确保井下生产高效开展的必要保障[1]。

1 工程概况

A矿18201综采工作面所采煤层为8号煤层,位于+700 m水平12采区南翼,地面标高+972 m~+1 184m,工作面标高+605 m~+684 m,盖山厚度288 m~579 m,平均煤厚5.56 m,煤层倾角平均9.5°,采长291.1 m。18201工作面回采至西沟村保护煤柱线位置开始回撤,采用提前预掘回撤通道的方法进行收尾回撤,已掘通道倾角为9°~11°,平均10°,水平长度为291.1m(帮—帮),斜长295.6 m(帮—帮)。

2 预掘巷道失稳分析

2.1 巷道掘进时期

回撤巷道开掘过程中,巷道围岩应力发生重新排列,局部发生应力集聚的同时围岩应力状态逐渐转变为三向受力。此时,当围岩应力低于岩体抗压极限时,围岩始终处于弹性变形阶段;当围岩应力超过岩体抗压极限时,围岩发生塑性变形。掘进过程中,由于回撤巷道两侧均为实体煤,则其应力对称分布。

2.2 采动影响时期

回撤巷道开掘后,随着回采面推移邻近,其受采动的影响也越来越明晰,巷道开掘后的应力平衡不断打破并重新恢复。受局部应力集聚现象的影响,围岩塑性区范围不断增大,围岩变形加剧。回采作业引起的超前支撑压力同回撤巷道围岩应力相互叠加并加强,使得回采面同回撤巷道间的原岩应力范围不断缩小并最终消失。当采场靠近停采线,巷道左侧巷帮应力大幅增加,动压对巷道的影响越发明显,巷帮深部应力增大。

2.3 周期来压时期

回采面同回撤巷道贯通后,二者合一,整体受覆岩结构的应力影响。依据其是否会出现依次来压,将贯通后应力状态划分为两类情况,这也是影响巷道稳定、进行支护设计的必要参照。

2.3.1 贯通后未出现周期来压

回采面同回撤巷道贯通后未出现周期性来压现象,则覆岩老顶断裂线如下图1所示,这时上部围岩整体处于相对稳定的状态。此时,通道上部同老顶断线间的A岩块是对通道围岩应力状态有显著影响的岩块。受其影响,覆岩整体稳定,覆岩载荷由回采面顶板承担,对回撤通道围岩影响有限,常用的支护方式均可实现有效支护,确保设备安全撤出。

2.3.2 贯通后出现周期来压

当贯通后覆岩老顶未不稳定状态,回采面支架的回撤会使老顶的平衡遭到破坏,如图2所示,岩块B或D将发生回转下沉,使得回撤巷道遭受二次动压影响,围岩变形破坏进一步加剧,威胁回撤作业的安全开展。同时,这种情况还可细分为两类,其一如图2a)所示,老顶于煤壁附近发生断链,顶板发生剪切运动,此时顶板来压强度大、速度快,应全力避免;其二如图2b)所示,老顶于原理煤壁处断裂,顶板发生弯曲下沉运动,岩块两端分别受到煤壁与支架的支撑,此时虽发生来压但强度有限。基于此,进行回撤作业时必须对其覆岩老顶岩块状态予以明晰,若发现存在周期来压风险,应当采取强度更大的支护方案,以保证回撤作业的顺利开展[2]。

3 回撤巷道施工技术分析

18201综采工作面回撤通道为梯形断面,上宽4.6m,下宽4.2 m,高3.0 m。回撤通道内打设有两排木垛:靠工作面侧150 mm处打设一排方木木垛,方木规格为200 mm×200 mm×1 000 mm;距方木木垛1 100 mm处并排打设一排半圆木木垛,半圆木规格为Φ200 mm×1 000 mm。两排木垛间距均为1 m,用于支撑顶板。通道巷帮选取“锚网索+工字钢梁”的联合支护方式。

工作面铺网线距回撤通道帮(工作面侧)11.9 m。工作面收尾按如下步骤进行施工:a)调整采高。当工作面推进至距铺网线30 m时,地测科对煤层地质情况进行探测,工作面开始上提溜子,调整采高为4.3 m±0.2 m。保证跟顶回采,回采至铺网线时确保采高4.3m;b)调斜。工作面推进到距铺网线30 m时,开始控制机头机尾尺寸,距铺网线10 m时使得工作面机尾与机头尺寸保持一致;c)固网锚杆。工作面推进至铺网线后,铺网开始前先在顶板施工固网锚杆,每两架一根,锚杆为Φ20 mm×1 100 mm的螺纹钢锚杆,每根锚杆配一个MSCK2380型树脂药卷及BHW400-280-2.75型托板和110 mm×110 mm×10 mm的钢托片;d)铺网。工作面机头推进至铺网线时开始铺网,每片网规格为62 m×13 m。整个工作面分成5段进行铺网(每34个架用一张网片),即:2#~35#架为第一段,36#~69#架为第二段,70#~103#架为第三段,104#~137#架为第四段,138#~171#架为第五段。第2片网滞后第一片一个循环,第3片滞后第二片一个循环,以此类推。每片网从开始铺网记为第一刀,铺完整片网共需15刀;e)铺钢丝绳。第7、9、11、13、14刀在网下加设Φ21.5 mm×310 mm钢丝绳,共计5根,每根贯通整个工作面;f)挑半圆木。第9刀~第14刀,铺网后刀刀在网片下每两架挑一根半圆木进行支护,半圆木交错布置,半圆木规格为Φ≥200 mm×1 800 mm;g)联网。纤维网与纤维网之间的连接采用搭接方式,搭接长度为1 000 mm,联网时用专用尼龙绳“V”字型连接,联网间距为150mm。铺网结束后树脂纤维网与回撤通道及两巷之间金属网的连接采用搭接方式,搭接长度为500 mm;h)贯通。第15刀结束后工作面与回撤通道开始贯通,每刀贯通34个架,贯通时将贯通范围内的方木木垛拆除(当所需回撤木垛处顶板压力较大,将木垛压死时,采用采煤机滚筒顶撞木垛中下部的方法将木垛推到),并将拆除的方木搬运至工作面指定地点摆放整齐。贯通后在每两个支架之间打设锚索,锚索规格为Φ21.6 mm×5 500 mm;i)拉底。第15刀结束后支架拉移到位,将刮板运输机推移到位,摘开连接器。支架不再拉移,采用圆木配合支架推溜继续推移刮板运输机,使用采煤机对回撤通道底板进行拉底至第21刀结束,拉底后的底板比支架底座低200 mm,回撤通道整体高度不得低于4.5 m。拉底作业过程中将半圆木木垛回撤;j)补打帮锚杆。第21刀采煤机拉底后在回撤通道帮部补打一排帮锚杆,锚杆规格为Φ22 mm×2 600 mm螺纹钢锚杆,间距1 000 mm,补打的帮锚杆距上一排800 mm。

4 施工控制效果分析

为对施工作业效果加以了解,确保回撤作业开展的安全性,对通道顶板离层状况进行检测。在通道顶板中共布设5台离层监测仪,每台设备由一个深部基点与一个浅部基点构成,其中浅部基点布置与锚杆端部,深部基点布置于锚杆上部稳定围岩内300 mm处。采动影响时期,每日记录监测数据。

5 结语

井下作业面机电设备的回撤作业质量是关系井下生产开展顺利、安全与否的关键所在,而预掘回撤通道的开掘与支护又是回撤作业的核心要点。矿井管理者应当采取积极措施,开展实践探究,探索切实可行的快速收尾工艺,从而为生产连续、高质开展提供保障。

参考文献

[1]张炜,张东升,王旭锋,等.大采高工作面大断面回撤通道联合支护效果模拟分析[J].煤炭工程,2009(3):64-66.

回撤通道支护 第6篇

在石槽村煤矿地质构造较复杂、煤层顶板松软破碎的条件下对综采工作面回撤铺网工艺进行了研究, 结果表明, 112201工作面回撤通道施工采用树脂纤维柔性网铺网工艺, 可以减少作业人员劳动强度, 节约大量时间, 有效提高收尾作业的施工工效。

1 铺网工艺介绍

石槽村煤矿112201综采工作面为该矿首采工作面, 所采煤层为2-2煤。煤层直接顶沿工作面厚度变化不均匀, 半坚硬, 与下部煤层明显接触, 较破碎。工作面采用ZY7800/22/45型掩护式液压支架支护顶板, 112201综采工作面倾斜长度为300米, 采用PET400×400MS树脂纤维柔性网铺网工艺, 柔性网规格:长×宽=66m×20m;共计5段。

1.1 树脂纤维柔性网运输方法

将采煤机停止刮板运输机机头位置, 用刮板运输机运输纤维网。使用钢丝绳扣将柔性网与刮板链连接。将纤维网运输至采煤机位置时, 闭锁刮板输送机, 摘除刮板链钢丝绳扣, 将纤维网抬放至煤帮侧, 启动采煤机上行, 待采煤机绕过纤维网后, 再次用刮板输送机运输纤维网至机头位置。依照上述步骤分次运输其它4片纤维网。

1.2 树脂纤维柔性网铺网施工方法

1.2.1 每两片柔性网之间搭接长度为5m, 柔性网在工作面全部铺开后, 作业人员先将头部用尼龙绳扣连接, 沿走向共连接6道, 每道间距1m。后续随工作面推进逐步进行连接。

1.2.2 距停采线16.4m时, 工作面开始拉第一道钢丝绳。铺网前最后一刀采煤机下行割煤时, 机尾不做机窝。距支架梁端150mm处沿工作面倾向打设一排φ18×1800mm锚杆用于固定钢丝绳。钢丝绳两端用φ18×1800mm的锚杆分别固定在回风顺槽上帮和主运顺槽下帮, 工作面内钢丝绳与纤维网长边固定, 每间隔500mm用铅丝连接一扣。并将每个绞盘上的钢丝绳从顶梁上悬挂的定滑轮上穿过, 再绕过网片后与第一道钢丝绳连接。

1.2.3 采用支架挑起钢丝绳挂网, 将钢丝绳用尼龙绳捆绑在支架顶梁上, 逐架升紧支架, 并将钢丝绳用铁丝捆绑在锚杆上。挂网完成后进行移架操作。

1.2.4 待工作面支架全部移架完毕后, 作业人员绞动手动绞盘, 将纤维网吊起在支架前梁下方。

1.2.5 第一道钢丝绳挂完后, 工作面正常割煤, 割煤过程中, 每截割一个采煤机机身长度拉架一次, 以确保纤维网全部紧贴于顶板上, 依此方法将整个工作面纤维网铺至顶板。

1.2.6 距停采线11.9m时, 沿倾向在纤维网上铺设第二道钢丝绳, 钢丝绳两端用φ18×1800mm的锚杆分别固定在回风上帮和主运顺槽下帮, 钢丝绳与纤维网中间每隔1m用铅丝连接一扣, 之后每循环铺设一根钢丝绳, 共计铺设11根。

1.2.7 铺网过程中, 必须先将绞盘松开, 待纤维网展开后, 方可将其挑起, 然后移架。移架完毕后, 再次将绞盘摇紧, 吊起纤维网。采煤机每割一刀煤, 依此重复割煤、铺网作业。

2 技术分析

2.1 采用树脂纤维柔性网铺网工艺, 柔性网强度为400KN/m2, 能较好的支护顶板, 并且顶板垮落时柔性网保证完好。

2.2 利用钢丝绳联接柔性网, 使柔性网沿工作面平稳展开。第一道钢丝绳使用顶板所打设的锚杆进行固定, 使柔性网在推移支架过程中平稳延伸, 避免了推移支架造成柔性网推出或撕裂, 达到支护标准。

2.3 综采工作面支架回撤时, 柔性网仍保证完好, 达到有效支护扇形带的要求。

3 经济及安全效益分析

石槽村煤矿112201综采工作面所采用的树脂柔性纤维网铺网工艺较之以往金属网铺网工艺具有以下优点。

3.1 大大降低了劳动强度。

以往的金属网铺网工艺, 每班至少需要60人协同作业, 而采用柔性网铺网工艺每班只需30人。以1.8m×6m的金属网片为例, 铺设一茬网, 就需要将50片金属网从工作面两端人工搬运至整个工作面, 耗费了大量的人工。而柔性网铺网工艺则借助机械的力量将整片柔性网从运输机机尾一次铺设至机头, 大大降低了挂网劳动强度。

3.2 耗时短。

采用金属网挂网工艺整个末采铺网过程需20天才能完成, 而柔性网铺网工艺用时不到10天就能完成。

3.3 安全系数高。

采用以往金属网铺网工艺, 不仅对联网质量提出很高的要求, 而且作业人员必须频繁在运输机内、煤壁前作业, 给工作面安全管理带来了巨大的隐患。而使用柔性网挂网工艺, 则利用隔架安装的手摇绞盘和滑轮组成的上网方法, 整体一次性将网片悬挂吊起, 随着工作面的逐渐推进, 按照放网、挑网、移架的工序, 将整个末采回撤作业区域铺设了一张安全网。有效防止顶板冒落、片帮等, 安全系数大幅度提高。

4 结束语

石槽村煤矿112201综采工作面回撤通道施工已成功采用了树脂柔性网铺网工艺, 该工艺给煤矿生产带来了明显的经济效益, 但尤为重要的是它给煤矿企业带来的安全效益, 所以说树脂柔性网铺网工艺是一种安全高效的施工工艺。因此, 该工艺将继续推行至石槽村煤矿各个综采工作面回撤通道施工中。