不等長綜采工作面兩巷帶采技術(shù)研究

1、參加冀中能源股份公司2011年優(yōu)秀科技論文評(píng)選文章不等長綜采工作面兩巷帶采技術(shù)研究作者姓名： 賈增志作者單位： 生產(chǎn)部聯(lián)系電話： 2097224是否已公開發(fā)表：是刊物名稱及期號(hào)：河北煤炭2011年 第2期不等長綜采工作面兩巷帶采技術(shù)研究冀中能源集團(tuán)冀中股份公司生產(chǎn)部 賈增志 河北邢臺(tái)054000內(nèi)容摘要：邢臺(tái)礦是一座長時(shí)期高強(qiáng)度開采的老煤礦，到2010年底，礦井可采儲(chǔ)量只有2100多萬噸，主采煤層2煤只有1200多萬噸，其中邊角、斷層及防水煤柱占有很大的比例。為增加煤炭資源回收率，延長礦井服務(wù)年限，邢臺(tái)礦在5煤5509綜采工作面兩巷帶采斷層、區(qū)段煤柱成功的基礎(chǔ)上，在22318工作面不等長的條件

2、下又進(jìn)行了2煤兩巷帶采區(qū)段煤柱 并得到了成功。此項(xiàng)技術(shù)不但可以提高煤炭回收率，取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益；并且豐富了回采工藝技術(shù)，為今后我礦2煤層的邊角煤柱回收提供了范例和成功經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：不等長綜采面支護(hù)帶采續(xù)架 一、工作面概況22318頂層工作面位于邢臺(tái)礦下水平22300采區(qū)下段，西南為22300探巷皮帶，西北為F132斷層，東南為22202采空區(qū)，東北為22200皮帶巷。工作面標(biāo)高在-430-520米之間，地面位置在老臥莊村東南約200米處。22318頂層工作面東北西南走向，推進(jìn)長度為880m,傾斜長33.25161.2m,煤層傾角013;所采煤層為2煤，煤層全厚5.56.5m， 平均6.0m

3、。工作面運(yùn)料巷為錨網(wǎng)支護(hù)，基本上沿F132斷層布置，掘進(jìn)過程中經(jīng)鉆探探明：F132斷層在22318頂層工作面運(yùn)料巷以外為一弧形 產(chǎn)狀，并有多個(gè)次生小斷層，考慮到斷層附近礦山壓力集中的狀況，運(yùn)料巷部分地段和F132斷層之間有部分?jǐn)鄬颖Ｗo(hù)煤柱；運(yùn)輸巷采用錨網(wǎng)支護(hù)、沿空掘巷，沿原22202頂層工作面回風(fēng)巷布置，兩巷之間留有凈寬5m的區(qū)段防水煤柱。 二、煤柱帶采可行性分析 1、機(jī)頭區(qū)段防水煤柱帶采：(附圖) 22318頂層工作面運(yùn)輸巷與原22202頂層工作面回風(fēng)巷之間留設(shè)的凈寬5m的區(qū)段防水煤柱處于采場(chǎng)壓力降 低區(qū)，頂板壓力??；2#煤直接頂板為較破碎的粉砂巖，厚度03.0m，屬中等穩(wěn)定類；老 頂為中細(xì)

4、砂巖，厚度1419m，初次來壓步距為30m，周期來壓步距為10m，來壓明顯；原22202頂層工作面回風(fēng)巷采用錨網(wǎng)配合鋼帶及錨索聯(lián)合支護(hù)，工作面采過后巷道頂板不易破壞，緩慢下沉，對(duì)采空區(qū)冒落的矸石有一定的阻攔作用；22202頂層工作面在回采朗間，工作面涌水量較小 ，22318頂層運(yùn)輸巷處于22202工作面上部，地勢(shì)較高，22202采空區(qū)的積水聚集在工作面下部，帶采區(qū)段防水煤柱，采空區(qū)涌水影響較小。機(jī)頭段帶采示意圖通過以上綜合分析可知，帶采區(qū)段防水煤柱是可行的，但必須根據(jù)頂板的具體情況，制定合理的有針對(duì)性的安全技術(shù)措施，方能確保帶采工作安全順利進(jìn)行。2、機(jī)尾斷層煤柱帶采：（附圖）22318頂層工作

5、面回風(fēng)巷布置時(shí)，部分地段和斷層之間留有315米的斷層保護(hù)煤柱，在工作面掘進(jìn)期間，對(duì)斷層的產(chǎn)狀及導(dǎo)水性進(jìn)行了探測(cè)：斷層破碎帶寬10米，填實(shí)較好且導(dǎo)水性差。斷層附近礦山壓力比較集中，在回采期間，采取有力的頂板管理技術(shù)措施，對(duì)該斷層保護(hù)煤柱進(jìn)行帶采，回收煤機(jī)頭段帶采示意圖炭資源，減少斷層防水保護(hù)煤柱損失是完全可行的。三、煤柱帶采技術(shù)工藝通過科學(xué)的論證決定采用兩巷帶采技術(shù)，最大限度的回收區(qū)段及斷層保護(hù)煤柱，提高煤炭資源回收率。22318頂層工作面機(jī)尾部分地段帶采310米的斷層防水煤柱 ， 機(jī)頭帶采5米區(qū)段防水煤柱，帶采后面長增加了815米。由于帶采長度較小且斷層附近礦山壓力集中而未掘配巷，利用局扇進(jìn)行

6、通風(fēng)。1、支架選型1.1工作面選型22318頂層工作面所采煤層為2#煤，煤層含夾矸兩層，距頂板3.23.4m處，有一400600mm厚的夾矸，距底板0.91.1m處，有一100200mm厚的夾矸。22318頂層工作面頂板為2#煤頂板，直接頂為較破碎的粉砂巖，屬中等穩(wěn)定類；老 頂為中細(xì)砂巖，初次來壓步距為30m，周期來壓步距為10m，來壓明顯，結(jié)合邢臺(tái)礦現(xiàn)有的支架類型，選用ZY320014/34型支架支護(hù)頂板，該架型在以往的使用中證明，比較適合2#煤的開采。1.2帶采段選型1.2.1機(jī)尾帶采段選型同一工作面，在沒有特殊情況下，不宜采用不同類型的頂板支護(hù)方式，帶采段應(yīng)與工作面保持一致，選用 ZY3

7、20014/34型支架支護(hù)頂板，同時(shí)延長工作面運(yùn)輸機(jī)，但是F132斷層為弧形 產(chǎn)狀，與22318頂層回風(fēng)巷之間的煤柱長度變化不規(guī)則，帶采長度在310米，續(xù)減支架比較頻繁，工藝復(fù)雜。因此經(jīng)過論證比較，機(jī)尾帶采段采用普采方式，使用HDJA-1000型雙楔頂梁、DZ-25型單體對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù)。1.2.2機(jī)頭帶采段選型22318頂層工作面運(yùn)輸巷內(nèi)鋪有轉(zhuǎn)載機(jī)，延長工作面內(nèi)運(yùn)輸機(jī)至帶采段需跨越轉(zhuǎn)載機(jī)，這樣難以形成運(yùn)輸系統(tǒng)；機(jī)頭帶采段帶采長度變化不大，選用液壓支架維護(hù)頂板雖然可行，但續(xù)架難度較大。通過討論決定，機(jī)頭帶采段與機(jī)尾帶采段頂板維護(hù)方式相同，均采用普采方式，使用HDJA-1000型雙楔頂梁配合DZ-

8、25型單體對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù)。2、煤柱帶采技術(shù)工藝2.1運(yùn)煤方式機(jī)尾帶采段采用HDJA-1000型頂梁、DZ-25型液壓支柱對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù)。運(yùn)煤方式采用延長工作面運(yùn)輸機(jī)，用其運(yùn)煤較為簡單易行，但工作面運(yùn)輸機(jī)為SGZ764/400型，該運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾寬度大，與HDJA-1000型雙楔頂梁不相匹配，機(jī)道上方達(dá)23道懸臂梁，空頂面積大，安全系數(shù)低。為與HDJA-1000型雙楔頂梁相配合，帶采小面的運(yùn)煤方式 SGB420 /22型采用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤， SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)用大鏈柔性連接、固定在工作面運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾上，帶采小面的煤炭經(jīng) SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)卸入工作面運(yùn)輸機(jī)運(yùn)走。機(jī)頭帶采段鋪設(shè)

9、一臺(tái) SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，帶采小面的煤炭經(jīng) SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)卸入轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)走。2.2落煤、裝煤方式帶采小面均采用炮采落煤、人工向刮板運(yùn)輸機(jī)內(nèi)裝煤。3、頂板管理22318頂層工作面回采工藝為三采一準(zhǔn) ，按煤班每班推進(jìn)2米，機(jī)頭帶采小面煤壁超前工作面煤壁2米（為小面工作人員撩煤時(shí)不正對(duì)工作面運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭，保證其安全）計(jì)算，如果煤班不放頂，控頂距將達(dá)到8米。對(duì)于2# 煤頂板性質(zhì)來說，控頂距過大。綜合考慮各種因素，機(jī)頭帶采段頂板采用五、七排控頂。頂板采用1.5米半圓木配合HDJA-1000型雙楔頂梁、上鋪菱形金屬網(wǎng)、DZ-25型液壓支柱進(jìn)行支護(hù)。鉸接頂梁垂直煤壁布置，單梁

10、單柱，齊梁齊柱布置，排距1米，柱距500mm，每個(gè)煤班只要控頂距達(dá)到7米，必須進(jìn)行放頂后，方可作業(yè)。放頂時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)下側(cè)保留兩道跑馬梁不放，在轉(zhuǎn)載機(jī)拉移后，與上幫跑馬梁一起放頂。運(yùn)輸巷全部放頂后，在轉(zhuǎn)載機(jī)后方加打兩道一梁兩柱的密集支柱。機(jī)尾帶采段頂板維護(hù)與機(jī)頭帶采段基本相同，SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)上方雙楔齊全有效，臨近斷層頂板比較破碎，在半圓木上鋪聯(lián)金屬網(wǎng)必須保證質(zhì)量，網(wǎng)下每道梁上不少于兩塊板皮。根據(jù)支架控頂距要求，機(jī)尾帶采段采用五、六控頂。帶采過程中，正常情況下，每道梁不少于一塊板皮，如頂板破碎穩(wěn)定性差時(shí)加密布置，甚至密背頂板。為工作方便可采用半圓木配合板皮背頂。為加強(qiáng)對(duì)礦山壓力集中

11、區(qū)頂板的維護(hù)，要求帶采段最外一道跑馬梁一梁兩柱，距外側(cè)煤壁不大于500mm；最后一排鉸接梁一梁三柱；機(jī)頭帶采段第一道梁與運(yùn)輸巷跑馬梁間距8001000mm（其間作為人行道），并增加一根長梁，與原來兩根長梁配合使用，最外一排跑馬梁每隔一道鉸接梁加打一根戧柱（戧向22202采空區(qū)方向）。帶采段放頂時(shí)，倒數(shù)第二排柱改為一梁三柱，以加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度；頂板壓力大或懸頂面積大時(shí)，在切頂線附近加排木垛。帶采段煤壁片幫、空頂超過一米及時(shí)掛梁，超過兩道懸臂梁要及時(shí)打靠幫柱。四、機(jī)尾續(xù)架技術(shù)22318工作面在推進(jìn)過程中，面長逐漸增加，要在機(jī)尾帶采斷層煤柱的條件下進(jìn)行續(xù)架工作。續(xù)架位置在工作面和帶采小面之間進(jìn)行，與通常

12、續(xù)架工藝有所不同，必須采取特殊措施，以確保續(xù)架工作安全順利進(jìn)行。1、續(xù)架時(shí)機(jī)的合理掌握。工作面運(yùn)料巷支護(hù)方式為錨網(wǎng)支護(hù)，規(guī)格為3.72.8米2，續(xù)架工作在錨網(wǎng)巷道內(nèi)進(jìn)行，頂板維護(hù)工作量小，安全性高。當(dāng)機(jī)尾支架至巷道上幫間距達(dá)到2.5米時(shí)即進(jìn)行續(xù)架工作。2、續(xù)架空間的頂板維護(hù)。續(xù)架工作在錨網(wǎng)巷道內(nèi)進(jìn)行，頂板維護(hù)主要是續(xù)架空間周邊的維護(hù)。續(xù)架空間下側(cè)為工作面支架，續(xù)架時(shí)必須保證其初撐力符合要求；后方加排兩個(gè)方木垛，木垛必須接頂嚴(yán)實(shí)；上側(cè)為單采小面，近鄰續(xù)架空間的兩道跑馬梁全部打成一梁兩柱，且單體迎山有力。3、續(xù)架工藝。續(xù)架前，首先將SGB420 /22型刮板運(yùn)輸機(jī)拆開，借助機(jī)尾絞車?yán)翈Р尚∶鎯?nèi)，

13、其次進(jìn)行頂板維護(hù)，然后利用機(jī)尾絞車配合單體、導(dǎo)向滑輪進(jìn)行續(xù)架工作。五、端口維護(hù)技術(shù) 1、22318頂層工作面帶采時(shí)，兩巷處于工作面中部，成為一老巷，因老巷兼做運(yùn)輸、行人和通風(fēng)，在回采過程中仍按正規(guī)兩巷支護(hù)：挑兩道跑馬梁，規(guī)格為：長度20米，10米范圍內(nèi)一梁兩柱，10以外一梁一柱，型長梁正常使用，邁步前移。2、運(yùn)輸巷在檢修班放頂完畢后，在轉(zhuǎn)載機(jī)正后方加打密集支柱，加強(qiáng)對(duì)切頂線附近頂板的控制。3、機(jī)尾帶采段要嚴(yán)格控制采高在2.60.1m，工作面運(yùn)輸機(jī)后方留臺(tái)階，單體打在實(shí)體煤上，采高控制在2.20.1米。4、保證單體的初撐力，及時(shí)更換損壞的單體、梁。5、運(yùn)料巷口附近十個(gè)支架保證超前支護(hù)，機(jī)組割煤后及時(shí)打出護(hù)幫板護(hù)住煤壁。六、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益1、22318頂層工作面在不等長面的條件下成功實(shí)現(xiàn)了斷層煤柱、區(qū)段煤柱的帶采，截止2005年2月底，工作面實(shí)現(xiàn)帶采五個(gè)月，順利回收煤炭