随着科技的发展和装备水平的提高, 目前煤矿的综采技术已经相当成熟。而对于急倾斜煤层综采工作面而言, 由于具体条件的不同及主客观方面的影响, 常出现种种困难情况其中以倒架的影响最大。下面我们以淮南矿业集团李嘴孜矿3232 (3) 工作面处理倒架的实践来分析一下处理急倾斜煤层综采面的方法与经验。
1李嘴孜矿3232 (3) 工作面概况
淮南矿业集团李嘴孜矿3232 (3) 工作面走向长849m~1114m (平均981m) , 倾斜长100 m~14 8m (平均12 4m) , 回采的C1 3-1煤层为结构简单、发育较稳定的厚煤层, 总厚30 m~7.5 m (平均5.2 m) , 煤层走向1 1 3°~131°, 倾向23°~41°, 倾角31°~53° (平均45°) 。工作面沿倾向布置ZZ4200/18/38型支撑掩护式支架80台, MG300/700-QWD型采煤机和SGZ764/630型刮板输送机各一台。工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法与炮采相结合的方法沿C13-1顶板进行回采其中:工作面上部用综采、下部用炮采。
2010年2月5日, 当工作面推进至160m时因局部超高回采和中部严重退后等原因造成30#~50#支架倒架, 不仅严重威胁作业人员的安全, 也无法进行正常生产, 工作面还有因压架而报废的危险。为此, 集团公司相关部门组织专家组对该面进行会诊, 确定处理倒架的具体方法与步骤。
2倒架的处理方法
2.1使棚逮顶
因该面局部超高回采且煤层倾角大, 工作面30#~50#支架顶板冒落后沿倾向滚落到工作面下部支架的顶部, 形成上部支架空顶的现象, 这给扶架工作带来很大的难度。为保证支架尽快逮住顶板, 减小拉架对工作面煤帮顶板的破坏, 在30#~50#支架处的煤帮使走向棚管理顶板。棚梁用I11矿用4m工字钢, 棚腿用DZ-35单体, 棚距为750mm (即:每架支架使两棚走向棚) , 并在使棚通道内沿倾向挑两排顺山棚加强支护。同时, 加强煤帮侧的背帮和护底, 防止发生片帮和抽底而影响顶板的支护效果。2.2采用千斤顶配合锚链进行扶架
这是扶架作业中最关键的一项措施。在工作面上部没有倒架的60#架附近, 分别在支架前梁、架档顶梁和架后的四连杆底座上各安装一个伸缩梁千斤顶, 并各连接一根锚链, 以卸扣或活节环与所扶支架的前梁、顶梁和尾梁连接, 通过收缩千斤顶的方式, 将歪倒的支架扶正。在扶架时, 可以根据所扶支架实际情况决定使用的千斤顶数量, 保证达到扶正支架的效果。扶架后及时将该架及以其下部的支架侧护板伸出, 并打单体支撑支架, 再逐架向下进行扶架作业。
为加快进度, 可在确保安全的前提下分茬作业, 但邻茬作业间距不得少于20m, 且须设置护身板, 防止掉落矸石伤及下侧作业人员。扶架过程中, 支架间距不宜过小或过大, 以支架侧护板伸完为宜, 间距过小则扶架效果不明显, 间距过大则容易形成架间空隙而发生抽冒, 既不利于顶板管理, 也对作业人员形成安全威胁。
2.3采用单体辅助调整支架
在处理倒架过程中, 因该面中部严重退后, 在推进时出现严重的挤架、咬架现象, 拉架相当困难。而千斤顶与锚链只能为支架提供一个沿倾斜方向的侧向拉力, 无助于支架的拉移, 这就必须采用单体辅助拉移支架:在挤架、咬架而出现拉移困难的支架上沿倾向打单体, 保证支架间隙, 减小拉移阻力;沿走向打单体, 为拉架提供额外的拉力。打单体时, 单体必须生根牢固并用防倒绳固定, 防止掉落伤人。个别支架需打4~5根单体辅助靠架、送架, 才能将支架拉出。
在用千斤顶扶架后, 也要打单体固定支架, 防止在千斤顶伸出后, 支架重新歪倒而出现反复。
2.4卧支架上架脚, 垫支架下架脚, 减小架脚落差
在急倾斜煤层综采工作面, 为保证对顶板的有效支护, 同样要求支架垂直于煤层的顶底板。支架处于正常状态时, 根据所采煤层倾角的不同, 支架上、下架脚间也会而有相应的落差, 而当支架歪倒时, 架脚落差更大。因此, 要将支架扶正, 必须减小架脚落差。扶架过程中, 在拉架前需将支架上架脚卧深、将下架脚用矸石或木垫墩垫高, 支架升劲后减小上、下架脚间的落差, 使支架尽可能垂直于顶底板, 保证扶架效果。
2.5调整工作面状况, 保证“三直两平”
在工作面推进过程中, 有意识地将中部退后段多进, 两端超前段少进或不进, 使工作面保持“三直”, 即:支架直、煤壁直、链板机直, 避免出现局部支架挤架、夹架现象。
坚持调整回采层位, 尽量使工作面顶、底板平。急倾倾斜煤层综采工作面拉架时, 支架下降前移, 此时需由下侧的支架起到稳定支架状态的作用。若工作面不平, 架间出现较大落差, 则在拉架时, 因支架侧护板无法相互咬合而出现倒架、咬架现象, 加大了处理倒架工作的难度。因此, 在调整支架期间也要逐步保持工作面的平直, 使工作面尽快走上了良性循环的轨道。
3取得的效果
3232 (3) 工作面扶架工作是一个厚积薄发的过程, 初期的工作成效并不明显, 而随着扶架工作的进行, 40#~50#支架逐步被扶正, 这样上部架间空隙逐渐增多, 而此时该处顶板仍未接实, 支架升不上劲, 只能靠下侧支架支撑而站立。因此, 从现场看, 40#~50#架处支架间空隙仍很大, 20#~30#支架处仍挤架、咬架、倒架严重, 并无实质改观, 似乎架间空隙没匀下去, 有关领导一度对扶架的方法产生怀疑, 扶架工作出现一定的反复。后经多方协调, 统一思想, 确定坚持执行既定的措施。
至3月中旬, 工作面扶架工作才初见成效;月底时, 工作面支架已基本扶正, 进入生产调整时期。4月初, 工作面恢复正常状态, 处理该面倒架工作整整用了两个月时间。实践证明, 处理该面倒架所采取的方法是正确的, 措施是得当的。
4经验与思考
综采工作面是一个复杂的系统, 必须按科学的方法进行管理。在日常管理工作中, 必须做到以下几点。
4.1正常回采时, 必须保证工作达到“三直两平”要求
综采工作面质量标准化要求达到“三直两平”, 这不仅是质量标准化的要求, 也是工作面保持正常回采的需要, 同时还是最基本的日常管理工作内容。只有达到“三直两平”要求, 才能保持住工作面支架状态, 为正常生产创造条件;若保证不了这个要求, 势必会出现支架调斜、歪架、挤架、咬架, 甚至是倒架现象, 不仅严重影响生产工作的正常进行, 还给作业人员带来极大的安全隐患, 威胁到矿井的安全生产。
4.2综采工作面严禁超高回采
综采工作面必须严格按作业规程规定控制采高, 既不能过高也不能过低。最大采高应小于支架最大高度300mm~500mm, 采高过大时, 一旦发生片帮掉顶, 容易出现高度超高而接不上顶, 则容易发生倒架事故。最小采高应大于支架最小高度600mm~800mm, 采高过低时, 可能因高度不足而影响采煤机正常通过, 遇顶板周期来压时还可能压死支架。因此, 保
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持合理的采高是保证综采工作面正常回采的前提条件。
4.3合理控制工作面链板机位置, 避免频繁窜动
综采工作面链板机位置的必须通过调整工作面采向进行控制。各个工作面的具体条件不同, 其采向也不尽相同, 即使同一采区的工作面, 也可能有很大差别。因此, 每个工作面在回采初期都要通过逐步摸索调整, 确定合理的超前距离, 保持适当的采向, 使链板机处于合理的位置, 以满足正常生产工作的需要。
如果链板机位置控制不好, 频繁地向上或向下窜动, 易引起支架状态的不稳定, 若不及时进行调整, 会出现支架调斜、歪架、倒架等一系列问题, 还会出现工作面一端需要撕帮、另一端因采煤机割不到而需要人工使棚的被动局面。为避免出现这种情况, 就必须通过调整工作面采向来控制链板机的位置, 并及时调整支架状况, 保证工作面处于良好的状态。4.4规范操作行为, 提高正规循环率
提高职工业务素质和操作技能, 规范职工的操作行为和干部的管理行为, 是煤矿生产单位最迫切的任务之一。只有规范操作行为, 才能从根本上杜绝违章操作行为, 使工作面设备在正常状态下运行, 生产才能按正规循环进行。一旦出现异常情况, 必须及时采取措施进行处理, 尽快将生产工作纳入正常轨道, 提高正规循环率, 减小现场工作的随意性, 保证生产工作的正常有秩进行。
5结语
处理倒架的原则是:尽可能保证工作面在推进过程中进行扶架作业。但处理急倾斜煤综采面倒架工作是一个艰苦而漫长的过程, 所以必须认识到此项工作的艰巨性和长期性, 要统一思想、端正态度, 树立打持久战的思想, 按部就班地开展工作, 切不可急于求成, 操之过急反而不利于处理倒架工作的正常进行。
遇到问题或许不可避免, 但要善于总结经验、吸取教训, 举一反三, 杜绝类似现象的发生才是明智之举。
摘要：急倾斜煤层布置综采工作面回采时, 技术难度大, 安全隐患多, 一旦发生倒架, 须及时采取有效措施进行处理, 防止事态扩大, 危及工作面作业人员的安全, 影响正常生产。本文通过对淮南矿业集团李嘴孜矿3232 (3) 工作面倒架处理实践的分析, 总结出急倾斜综采工作面倒架的处理方法, 为类似条件下综采工作面的安全生产提供经验。
关键词：急倾斜煤层,综采工作面,倒架,扶架,使棚,采向