摘 要:綜采工作面初次放頂技術管理直接關系到煤礦的安全狀況、煤礦的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。采煤工作面初次放頂?shù)募夹g管理重點在于加強頂板管理,減少頂板事故,保證安全生產(chǎn)。為此,本文結(jié)合某實際綜采工作面實例,重點介紹了支護設計,以及初次放頂其間的技術管理措施,以確保煤礦的安全生產(chǎn),提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益。
關鍵詞:綜采工作面;初次放頂;支護設計;頂板管理
中圖分類號:TD327.2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791 (2010)10(c)-0000-00
1、概況
本工作面設計開采煤層為3上層煤,通過地質(zhì)資料分析和現(xiàn)場巷道、切眼掘進證實,該工作面范圍內(nèi),煤層賦存穩(wěn)定,煤厚變化不大,煤層平均厚度為7.2m,煤層以亮煤為主,少量鏡煤和暗煤,玻璃光澤,煤巖類型為半亮、半暗型煤。該面煤巖層基本構造形態(tài)為一小背斜(張莊背斜),背斜西翼走向105°,傾向15°,煤巖層傾角平均10°;背斜東翼走向168°,傾向78°,煤巖層傾角平均10°;根據(jù)巷道的實際揭露資料,工作面內(nèi)構造比較簡單,除面北部的DF12和西部的F29斷層外,只在工作面切眼上部揭露一條落差1m的正斷層f1,對工作面的正常回采影響不大,另根據(jù)物探資料,在工作面中部有一條落差0~3m的正斷層,對工作面的正常回采有一定的影響,在回采過程中預計還會揭露個別小斷層。
2、工作面支護設計
2、1液壓支架所需支護強度計算
用估算法確定:P=MR/(K-1)×N×9.8×10-3=0.74(MPa)
式中:P支架支護強度;M最大采高,取3.8m;R煤層頂板巖石容重,取2.7t/m3;K頂板巖石碎脹系數(shù),取1.3;N考慮老頂周期來壓不均衡的安全系數(shù),取2.2。
按經(jīng)驗公式計算:P=A·M·R×9.8×10-3=8×3.8×2.7×9.8×10-3=0.804(MPa)
式中:A頂板巖柱相遇采高的倍數(shù),取8。
因0.74MPa<0.804MPa,因此工作面支護強度應大于0.804MPa。
2、2支護設備選擇
3111綜采工作面選用基本架ZZ6200/17/38型支架59組,上下兩端頭各配置3組ZZG6200/23/35型端頭支架。全面共計65組支架,從上端頭至下端頭一次編號1-65號支架。
根據(jù)以上計算結(jié)果,結(jié)合煤層采高,綜采面選用ZZ6200/17/38型支撐掩護式液壓支架符合本工作面支護要求。
3、初次放頂期間的支護要求及頂板管理
本工作面頂板管理采用全部垮落法,配置59組ZZ6200/17/38型支撐掩護式液壓支架,兩端頭各配置3組ZZG6200/23/35型支撐掩護式液壓支架,共65組支架,對工作面實行全支護法管理。
3、1正常工作時期
采用追機移架的方法對頂板進行及時支護,在采煤機割煤后,先移支架,后移運輸機。正常情況下,采用及時移架少降快移一次到位的方式移架,正常移架滯后采煤機后滾筒3~5架,不超過6架,端面距不大于340mm。頂板破碎及過斷層時,要緊跟采煤機前滾筒帶壓移架或超前移架控制頂板即:當發(fā)現(xiàn)片幫嚴重時,不等采煤機割煤就進行移架,再進行其它操作,工藝為:移架→割煤→進刀(牽機)→自端頭順移運輸機。在移架后,若遇面前片幫要及時伸出伸縮梁護頂,減小端面空頂。
3、2特殊時期
來壓及停采前的頂板管理:根據(jù)3115面經(jīng)驗數(shù)據(jù)預計該面初來壓步距24-27m,周期來壓步距為12-13m,為此應做好以下工作:1)初采時,必須做好礦壓預測預報工作,由礦壓部門在軌道、運輸順槽掛牌標明來壓位置,來壓前注意觀察現(xiàn)場頂幫變化,及時加強支護;2)工作面支架液壓系統(tǒng)要有足夠的壓力(不低于24MPa),泵站系統(tǒng)壓力不得低于30 MPa,乳化液濃度在3-5%范圍內(nèi),超前支護支柱初撐力不低于50KN;3)支架支護狀態(tài)良好,系統(tǒng)不滲不漏,安全閥滿足要求;4)按正規(guī)循環(huán)作業(yè),盡量加快推進速度,盡可能的減小來壓對回采的影響,面前出現(xiàn)地質(zhì)構造要配合板棚背頂控制頂板,嚴格控制采高,工作面運輸機及時調(diào)整順坡,避免支架超高或壓死;5)來壓時要帶壓操作及時拉超前架,正確使用好伸縮梁、護幫板,對頂板及時支護;6)若出現(xiàn)片幫應及時伸出支架伸縮梁,用好護幫板,縮小面前空頂;7)拉架時要做到少降快拉或擦頂移架;8)加強工作面來壓期間礦壓預報觀測,發(fā)現(xiàn)工作面兩巷頂板破碎壓力大時,提前采取措施配合傾斜板梁加強支護,超前支護增加支護長度及密度;9)工作面停采時,要編制停采措施加強頂板管理。
過斷層及頂板破碎時的頂板管理:工作面過斷層期間(頂板破碎地段),要上下盤順坡并及時拉超前架伸出伸縮梁使用護幫板護幫,移架時配合鋪網(wǎng)及木料控制頂板。斷層落差在1.5米以上時補充措施。
3、3工作面端頭頂板管理
加強端頭及兩巷超前支護,支柱質(zhì)量檢查,每班要派人檢查、檢測,發(fā)現(xiàn)失效、漏液支柱及時更換,并堅持好支柱二次注液制度;加強工作面及兩巷支護質(zhì)量、頂板動態(tài)監(jiān)測工作,做好老頂初次來壓,周期來壓期間的頂板管理及預測、預報、記錄工作;超前支護以外錨網(wǎng)支護巷道若出現(xiàn)頂板、開裂、離層、破碎等現(xiàn)象時,要及時采取措施用單體支柱配合板梁打點柱或架棚維護;正常生產(chǎn)中,要根據(jù)安設巷道中的頂板離層儀、巷道已暴露斷層、破碎帶及壓力異常地段的支護強度等實際狀況,提前采取措施加強支護,及時改變超前支護形式、長度、密度,保證行人及運輸安全。
四、結(jié)語
綜采工作面初次放頂技術管理直接關系到煤礦的安全狀況、煤礦的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。本文結(jié)合筆者從事采煤工作的相關經(jīng)驗以及某實際工作面的設計,簡要地概述了選用的采煤方法及工作。重點介紹了支護設計,以及初次放頂其間的技術管理措施,以確保煤礦的安全生產(chǎn),提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益。
參考文獻:
[1] 張若江. 石灰?guī)r頂板薄煤層采煤工作面的初次放頂管理實踐[J]. 山東煤