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篇1：大俯角综采工作面回采技术浅析工学论文
大俯角综采工作面回采技术浅析工学论文
【摘要】663工作面为大俯角回采工作面,根据该工作面的实际地质情况,制定了支架防倾斜、防飞车、防飞矸针对性的安全回采技术措施及管理方法,确保了663工作面的安全回采。
【关键词】工作面;回采;安全;技术
1 概况
刘桥一矿主系二叠系下石盒子组的四煤层和山西组的六煤层,分两个水平开采。近年来,一水平、南翼二水平相继报废,采场已集中在北翼二水平。六采区为一水平遗留的一块六煤,设计从北翼二水平够采这块六煤。663工作面为六采区右翼首采工作面,在工作面俯采角度大的条件下,通过加强工作面回采安全技术管理,取得了良好的成效。
2 工作面地质情况
663工作面为北翼二水平66采区六煤层首采面,工作面平均走向长750米,倾向长200米,煤层厚度1.3~3.7m,平均厚度2.8m,煤层赋存较稳定。该工作面可采储量为54.17万t,工作面煤层倾角18°~32°,平均倾角为26°。工作面共揭露4条断层,落差为1.0~1.5m。煤层伪顶为泥质粉砂岩,厚0.1m;直接顶为粉砂岩,深灰色,较硬,厚约3.7m;老顶为15.4m厚的中粒砂岩和13.8 m厚的砂质泥岩。直接底为深灰色砂质泥岩,厚5.6m;老底为砂质泥岩,厚度19.7m。工作面六煤底板至太灰水顶板间距为42～50m,太灰水对工作面回采有相当大的威胁,回采前采取了针对性的.措施,保证了工作面的安全回采。
3 工作面巷道布置
663工作面回采上限标高-150m,下限标高-360m,掘进工程量为米。风巷靠近刘桥镇保护煤柱,风巷掘进520m遇F663-3断层,调整方向进尺80 m作为外段切眼,再调整方向与外风巷平行再进尺130 m到里切眼;机巷上部为待开采区;切眼靠近煤层露头防隔离煤柱。
4 底板水的治理与应用
六煤底板至太灰水顶板间距为42～45m,工作面在俯采过程中可能造成对六煤底板的破坏,导致太灰水涌出,威胁矿井安全。回采前加大对太灰水的治理是663工作面回采首要解决的问题。
4.1 打钻放水:六采区轨道石门二处打有四个钻孔、3#联络眼打有二个钻孔,现在放水量控制在260m3/h。通过对六煤底板太灰水的疏放,控制了水压,降低了突水系数。
4.2 太灰水的应用:3|联络眼二个钻孔疏放的水直接为663工作面所利用;-380轨道石门四个钻孔调节向Ⅱ46采区、Ⅱ66采区供水。对六煤底板太灰水既达到了有效治理又达到有效应利用。
4.3 底板加固:风巷设计4个钻机窝、机巷设计5个钻机窝,分别对663工作面底板进行打钻注浆加固,每个钻机窝设计5-8个成放射状注浆孔,共注水泥1.2万t,有效地控制了太灰水的涌出。
5 支架防倾斜管理
5.1 控制割煤速度及割煤量:采取单向割煤,往返一次进一刀,空刀装煤;或采取浅截深多循环,使其达到截割深度,卧底量符合要求;再者割煤速度要控制在1.5～2m/min。通过减缓割煤速度,保证煤机匀速运行,减少割煤负荷,有助于保持支架的稳定性。
5.2 移架防倾斜措施:工作面抵车前先人工卧底并找平底板,采用带压擦顶移架。移架时严格控制降架高度,防止支架倾斜。拉架必须保证支架垂直于顶底板,歪斜度±5°。
5.3 支架歪斜处理:支架歪斜度>5°时使用侧护千斤顶进行调架,必要时可使用单体进行调架。用单体调架以相邻支架的顶梁或底座为支撑点(避免刚性接触),将支架扶正。
6 工作面对接支架防倾斜管理
6.1 生产技术部测量人员提前对工作面对接地点进行测量,为工作面对接提供可靠数据,保证工作面支架对接间隙不超过规定(200-300mm)。
6.2 施工单位做好工作面对接前的准备工作,根据对接地点底板高低控制采煤高度,使对接地点两面高低一致,并人工趁平底板,防止对接支架倾斜。
7 工作面移架主要安全技术措施
7.1 抵车前先支护好顶板,找掉伞岩,然后人工卧底攉煤,找平底板再抵车。
7.2 采用液压单体辅助抵车时,单体一端打在力柱上,另一端打在采煤机跑道下方,每隔2架打一液压单体,用棕绳将其拴紧拴牢。刚性接触之间用薄板皮垫实,防止打滑崩坏设备或伤人。推移千斤顶与液压单体应同时供液,且对液压单体远距离操作。
7.3 移架期间操作人员应站在四力柱之间,人要站稳,手要抓紧液压支架可靠部位,防止支架移动时人随下移方向滑倒。
7.4 移架应二人配合,一人操作液压支架,一人距此架不少于3m处观察移架情况,并作警戒,防止其他人员误入移架区内。
8 老塘防窜矸管理
由于工作面俯采开采,老塘侧矸石容易窜入支架内,影响移架、调架,危及安全生产。采取在液压支架架间设置挡矸帘。挡矸帘是用铁板制作并用配套的钢丝绳与绳卡固定在支架四连杆上。
9 机风巷隅角防窜矸管理
9.1 回柱前,靠放顶线打一排密集支柱,间距为300mm,要求所打密集支柱垂直顶底板,初撑力不小于11.4Mpa。
9.2 靠密集支柱里侧使用半圆木、塘柴捆、大笆背严挡实。
9.3 所打单体必须棵棵拴紧拴齐防倒绳,防止支柱卸载歪倒伤人。
10 机巷防飞车防飞矸管理
663工作面上部有180m俯采角度大,俯采角在32°左右;下部俯采角度变小,俯采角在18°～26°左右。机巷依次铺设一部皮带机、二部链板机及60m搪瓷溜槽。机巷设置了皮带机防飞车、防飞矸装置。
10.1 皮带机防飞车安全技术措施:皮带机为下山运行,煤量较大时容易造成飞车,针对防飞车设计阻尼板,每100m安置一个,有效控制了飞车事故的发生。阻尼板是用长4m×0.3m×0.002m的4块木板组合,并在木板上方钉上皮带,铺设在皮带下面的托辊上方,用铁丝将组合好的阻尼板捆扎在杠杆上。
10.2 皮带机防飞矸安全技术措施:为防止皮带机运行飞矸伤人,每隔50m安设一道防飞矸装置。防飞矸装置是使用加工的槽钢安设在皮带机杠杆架上,将长 5m、宽1m的皮带卡住,沿皮带运行方向压住随皮带机运行的大块煤矸石,防止飞矸。
10.3 搪瓷溜道防飞矸安全技术措施:机巷搪瓷溜道外侧设置挡煤板,其高度1.4m。挡煤板是使用厚30mm大板、方木撑装钉,挡板里侧钉上废旧皮带,用铁丝把钉好的挡板固定好。在搪瓷溜道距尾部2m、中部、距溜槽头部10m设置三处防飞矸帘。飞矸帘制作:是用长1.5m、宽1m的皮带距溜槽上沿200mm用1分的钢丝绳将其吊起并固定在顶板锚杆或棚梁上。
11 结语
663综采工作面安全俯采,取得了较好的安全效益、经济效益和社会效益。该面俯采成功经验为相邻工作面的安全回采提供了可靠依据,该项技术可在兄弟煤矿进行推广应用。
篇2：综采工作面俯采技术浅谈工学论文
综采工作面俯采技术浅谈工学论文
【摘要】663工作面为大俯角回采工作面,根据该工作面的实际地质情况,制定了支架防倾斜、防飞车、防飞矸针对性的安全回采技术措施及管理方法,确保了663工作面的安全回采。
【关键词】工作面;回采;安全;技术
1概况
刘桥一矿主系二叠系下石盒子组的四煤层和山西组的六煤层,分两个水平开采。近年来,一水平、南翼二水平相继报废,采场已集中在北翼二水平。六采区为一水平遗留的一块六煤,设计从北翼二水平够采这块六煤。663工作面为六采区右翼首采工作面,在工作面俯采角度大的条件下,通过加强工作面回采安全技术管理,取得了良好的成效。
2工作面地质情况
663工作面为北翼二水平66采区六煤层首采面,工作面平均走向长750米,倾向长200米,煤层厚度1.3~3.7m,平均厚度2.8m,煤层赋存较稳定。该工作面可采储量为54.17万t,工作面煤层倾角18°~32°,平均倾角为26°。工作面共揭露4条断层,落差为1.0~1.5m。煤层伪顶为泥质粉砂岩,厚0.1m;直接顶为粉砂岩,深灰色,较硬,厚约3.7m;老顶为15.4m厚的'中粒砂岩和13.8m厚的砂质泥岩。直接底为深灰色砂质泥岩,厚5.6m;老底为砂质泥岩,厚度19.7m。工作面六煤底板至太灰水顶板间距为42～50m,太灰水对工作面回采有相当大的威胁,回采前采取了针对性的措施,保证了工作面的安全回采。
3工作面巷道布置
663工作面回采上限标高-150m,下限标高-360m,掘进工程量为2000米。风巷靠近刘桥镇保护煤柱,风巷掘进520m遇F663-3断层,调整方向进尺80m作为外段切眼,再调整方向与外风巷平行再进尺130m到里切眼;机巷上部为待开采区;切眼靠近煤层露头防隔离煤柱。
4底板水的治理与应用
六煤底板至太灰水顶板间距为42～45m,工作面在俯采过程中可能造成对六煤底板的破坏,导致太灰水涌出,威胁矿井安全。回采前加大对太灰水的治理是663工作面回采首要解决的问题。
4.1 打钻放水:
六采区轨道石门二处打有四个钻孔、3#联络眼打有二个钻孔,现在放水量控制在260m3/h。通过对六煤底板太灰水的疏放,控制了水压,降低了突水系数。
4.2 太灰水的应用:
3|联络眼二个钻孔疏放的水直接为663工作面所利用;-380轨道石门四个钻孔调节向Ⅱ46采区、Ⅱ66采区供水。对六煤底板太灰水既达到了有效治理又达到有效应利用。
4.3 底板加固:
风巷设计4个钻机窝、机巷设计5个钻机窝,分别对663工作面底板进行打钻注浆加固,每个钻机窝设计5-8个成放射状注浆孔,共注水泥1.2万t,有效地控制了太灰水的涌出。
5支架防倾斜管理
5.1 控制割煤速度及割煤量:
采取单向割煤,往返一次进一刀,空刀装煤;或采取浅截深多循环,使其达到截割深度,卧底量符合要求;再者割煤速度要控制在1.5～2m/min。通过减缓割煤速度,保证煤机匀速运行,减少割煤负荷,有助于保持支架的稳定性。
5.2 移架防倾斜措施:
工作面抵车前先人工卧底并找平底板,采用带压擦顶移架。移架时严格控制降架高度,防止支架倾斜。拉架必须保证支架垂直于顶底板,歪斜度<±5°。
5.3 支架歪斜处理:
支架歪斜度>5°时使用侧护千斤顶进行调架,必要时可使用单体进行调架。用单体调架以相邻支架的顶梁或底座为支撑点(避免刚性接触),将支架扶正。
6工作面对接支架防倾斜管理
6.1 生产技术部测量人员提前对工作面对接地点进行测量,为工作面对接提供可靠数据,保证工作面支架对接间隙不超过规定(200-300mm)。
6.2 施工单位做好工作面对接前的准备工作,根据对接地点底板高低控制采煤高度,使对接地点两面高低一致,并人工趁平底板,防止对接支架倾斜。
7工作面移架主要安全技术措施
7.1 抵车前先支护好顶板,找掉伞岩,然后人工卧底攉煤,找平底板再抵车。
7.2 采用液压单体辅助抵车时,单体一端打在力柱上,另一端打在采煤机跑道下方,每隔2架打一液压单体,用棕绳将其拴紧拴牢。刚性接触之间用薄板皮垫实,防止打滑崩坏设备或伤人。推移千斤顶与液压单体应同时供液,且对液压单体远距离操作。
7.3 移架期间操作人员应站在四力柱之间,人要站稳,手要抓紧液压支架可靠部位,防止支架移动时人随下移方向滑倒。
7.4 移架应二人配合,一人操作液压支架,一人距此架不少于3m处观察移架情况,并作警戒,防止其他人员误入移架区内。
8老塘防窜矸管理
由于工作面俯采开采,老塘侧矸石容易窜入支架内,影响移架、调架,危及安全生产。采取在液压支架架间设置挡矸帘。挡矸帘是用铁板制作并用配套的钢丝绳与绳卡固定在支架四连杆上。
9机风巷隅角防窜矸管理
9.1 回柱前,靠放顶线打一排密集支柱,间距为300mm,要求所打密集支柱垂直顶底板,初撑力不小于11.4Mpa。
9.2 靠密集支柱里侧使用半圆木、塘柴捆、大笆背严挡实。
9.3 所打单体必须棵棵拴紧拴齐防倒绳,防止支柱卸载歪倒伤人。
10机巷防飞车防飞矸管理
663工作面上部有180m俯采角度大,俯采角在32°左右;下部俯采角度变小,俯采角在18°～26°左右。机巷依次铺设一部皮带机、二部链板机及60m搪瓷溜槽。机巷设置了皮带机防飞车、防飞矸装置。
10.1 皮带机防飞车安全技术措施:
皮带机为下山运行,煤量较大时容易造成飞车,针对防飞车设计阻尼板,每100m安置一个,有效控制了飞车事故的发生。阻尼板是用长4m×0.3m×0.002m的4块木板组合,并在木板上方钉上皮带,铺设在皮带下面的托辊上方,用铁丝将组合好的阻尼板捆扎在杠杆上。
10.2 皮带机防飞矸安全技术措施:
为防止皮带机运行飞矸伤人,每隔50m安设一道防飞矸装置。防飞矸装置是使用加工的槽钢安设在皮带机杠杆架上,将长 5m、宽1m的皮带卡住,沿皮带运行方向压住随皮带机运行的大块煤矸石,防止飞矸。
10.3 搪瓷溜道防飞矸安全技术措施:
机巷搪瓷溜道外侧设置挡煤板,其高度1.4m。挡煤板是使用厚30mm大板、方木撑装钉,挡板里侧钉上废旧皮带,用铁丝把钉好的挡板固定好。在搪瓷溜道距尾部2m、中部、距溜槽头部10m设置三处防飞矸帘。飞矸帘制作:是用长1.5m、宽1m的皮带距溜槽上沿200mm用1分的钢丝绳将其吊起并固定在顶板锚杆或棚梁上。
11结语
663综采工作面安全俯采,取得了较好的安全效益、经济效益和社会效益。该面俯采成功经验为相邻工作面的安全回采提供了可靠依据,该项技术可在兄弟煤矿进行推广应用。
篇3：大采高综采工作面切眼大断面支护技术论文
大采高综采工作面切眼大断面支护技术论文
【摘要】大断面切眼成巷的关键是支护技术。本文总结了特大断面成巷掘进工艺及顶板支护技术的先进做法和成功经验。
【关键词】大断面 切眼 支护技术
神华宁夏煤业集团羊场湾矿于2008年6月装备了一套6.2m大采高综采设备,根据设备配套要求,按照先摆支架后稳输送机、上采煤机的顺序进行切眼设备安装。这就使切眼断面一次达到宽×高=8400mm×4050mm的要求。宽断面一次成巷最关键是顶板控制技术。
1 工作面概况
大采高首采工作面Y120201位于2#煤层12采区,总走向长度3720m,工作面倾斜长350m,煤厚6.85～7.37m,平均厚7.0m,煤层倾角3°～14°,平均为8°。2#煤层伪顶岩性为泥岩,直接顶岩性为粗砂岩,老顶为粉砂岩。
2 切眼施工工艺
2.1 掘进工艺
(1)受掘进条件的限制,8400mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。采用先导硐施工4700mm宽,成巷后再扩帮370mm宽的方式。
采用ABM20S型掘锚机及配套设备施工。使用ABM20S型掘锚机来完成割煤和装煤及临时支护、永久支护工序,破碎机破碎、转运。具体为:每次掘进前,司机将掘锚机调整到巷道前进方向的中间位置,按由左向右,由上向下的顺序割煤,逐步扩大到设计断面的要求。循环截割深度不大于1000mm。截割下的煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤炭装入中部运输机,运输机再将落煤转载至破碎机处,再利用带式输送机转运至运输大巷处的.带式输送机上。采用掘锚机自带顶护板完成临时支护,最大控顶距离为2300mm。每一循环截割完毕后施工人员将钢筋网及钢带放在顶板液压支撑架横梁上,然后靠两个液压缸顶起液压支撑架到顶板。两个尾部液压稳定架缸稳定住掘锚机,并且辅助支撑顶板。在液压缸顶起液压支撑架到顶板的同时,锚杆机开始永久支护工作。截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。顶锚杆及两帮最上两排锚杆紧跟迎头,两帮锚杆中最下两排锚杆滞后迎头不得超过15m。锚索永久支护滞后工作面迎头不得超过30m。
(2)在距离4700mm导硐成巷施工50m之后(综掘机滞后掘锚机的距离不小于50m),采用S150J型综掘机进行3700mm的扩帮施工,采用由下向上左右循环截割。通过综掘机二运皮带将渣运输至切眼导硐掘进使用的刮板输送机运出。采用金属前探梁(1.5寸和2寸的钢管各三根,每根5.0m,φ20mm的圆钢三根,每根长500mm,卡子6个,每个前探梁2个)临时支护,循环进度为150mm(两片网),最大控顶距离为1800mm。截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。锚索永久支护滞后迎头不超过30m。
2.2 顶板控制
(1)支护形式
采用“锚网+钢带+锚索”联合支护。支护材料为顶板采用螺纹钢锚杆、工作面推进方向煤帮采用玻璃钢锚杆锚杆、扩帮侧老空煤帮采用圆钢锚杆、钢绞线锚索、铁托板、槽钢托梁、金属网、木托板,塑钢网。
第1次导硐掘进4700mm宽巷道时,巷帮布置φ20×2000mm的玻璃钢锚杆,间排距为1000×1000mm,每根锚杆安装2节φ35×350mm树脂药卷;顶板采用φ20×2500mm的螺纹钢树脂锚杆,锚杆间排距为750×750mm,每根锚杆安装4节φ23×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块150×150×10mm铁托板。
第二次切眼宽度扩够后,扩帮侧老空煤帮使用φ18×1800mm圆钢锚杆,间排距为1000×800mm,每根锚杆安装2节φ35×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块400×200×50柳木托板配合一块150×150×10mm铁托板;顶板采用φ20×2500mm的螺纹钢树脂锚杆,锚杆间排距为750×750mm,每根锚杆安装4节φ23×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块150×150×10mm铁托板。
锚索为φ17.8mm(1×7)钢绞线长8300mm,锚索间排距为2000×2000mm,锚索托梁长度为2400mm,在切眼正中和左右各2000mm补打锚索,锚索间排距为2000×2000mm, 锚索托梁长度为4400mm,每根锚索装6节φ23×700mm树脂药卷;2400mm的锚索托梁支护距离迎头不超过30m, 4400mm的锚索托梁支护距离迎头不超过50m。金属网规格为3700×900mm(网格150×150mm的钢筋网, φ6.5mm圆钢加工而成),顶部每排锚杆压一根钢带,钢带为φ18圆钢焊接加工而成,长度3700mm;巷道扩帮侧老空煤帮挂设塑钢网,网子为15m×2.5m, 网格50×50mm。在巷中支设1排单体液压带帽点柱,间距为1000mm。最终成巷后巷宽8400mm,总支护布置为:顶板锚杆12排、两帮锚杆各4排、锚索7排、单体液压支柱1排,如图1、2所示。
(2)支护机理
导硐每掘进2.3m后采用锚杆进行及时支护,扩帮每掘进1.8m后采用锚杆进行及时支护,顶板短时暴露尚未下沉或未出现离层时就及时安装上锚杆,进行悬吊、挤压加固,保持了浅部顶板的完整性及相对稳定性。
锚索支护弥补了锚杆长度的不足,预应力大,承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中,对被加固的岩体预先施加压应力,限制岩体的松动变形,从而保持围岩稳定。
当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时,锚杆支护的悬吊作用减弱,顶板会离层脱落。再采用预应力锚索补强加固,锚索长度大、预应力高、快速承载能力强,形成压缩圈厚度大,在较大预应力的作用下,把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在一起,每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠,在复合顶板中形成一个厚度更大的均匀连续压缩带,各岩层面互相挤压,层面摩擦大大增加,使复合顶板形成拱梁,从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性,加强了顶板的自承能力。
3 支护效果和经济分析
过去,羊场湾矿在围岩应力集中、顶板破碎的巷道中均采用锚杆加钢棚支护,支护费用高,工人劳动强度大,工序复杂,单进低。近几年来,根据顶板赋存条件开始大面积推广锚杆、锚索联合支护技术替代钢棚等支护形式。到目前为止,所有掘进巷道全部采用这种支护形式,覆盖面达100%。
(1)用锚网、锚索联合支护,每米巷道支护费用降低1000多元,每年节约支护费用近4000多万元,创造了客观的经济效益。
(2)用锚网、锚索联合支护,其运输量、运输环节及消耗量少,工人劳动强度大大降低。短掘短锚做到及时支护,消除了空顶作业,改善了安全环境,带来显著的社会效益。
(3)用锚网、锚索联合支护,巷道断面利用率提高17%,通风阻力下降10%,明显的改善安全生产环境。
4 结论
(1)在34.03m2的特大断面切眼的掘进工艺过程中,最难的是支护技术。利用锚杆、锚索联合支护形式是最好的一种选择。锚索长度大、预应力高、快速承载能力强,不占巷道空间。既能满足支护强度要求,又能保证安装设备时不受支护影响。
(2)大采高工作面除切眼外的其它巷道,如顺槽、盘区等大断面巷道的支护均采用锚网、锚索联合支护形式。从切眼来看,从巷道开掘到设备安装结束的4个月时间里,巷道顶板没有出现大量下沉或冒顶事故。从工作面开采过程来看,现已推进了1400多米,两顺槽超前段采用较简单的超前维护即可保持顶板完整、无明显下沉。由此证明,所选锚网、锚索联合支护形式,规格、参数等均能满足现有顶板管理要求,这种支护技术是非常成熟有效的,值得全面大力推广。
