综采工作面机巷

关键词： 工作面

综采工作面机巷（精选八篇）

综采工作面机巷 篇1

1) 工作面情况。目前, 1024 工作面现已采至F22 点前38.5m, J22 点前58m, 机巷超前风巷约6.5m, 煤层厚度2.7~3.8m, 煤层倾角约18°, 顶板以粉砂岩为主, 底板以泥岩、细砂岩为主。工作面共有92 架型号为ZY6800-19/40 掩护式液压支架。

2) 腰巷情况。腰巷为U型钢棚支护, 净宽4.2m、高3.0m, 巷道断面约11.8m2, 走向长约195m。

2 技术方案及要求

1) 技术施工方案。根据工作面与腰巷位置关系, 确定采取采煤机平推硬过, 跟巷道顶板回采。工作面与腰巷贯通前, 巷道内采取局扇通风。2) 其它技术要求。a.煤机割煤距腰巷20m前, 安专人到腰巷警戒, 腰巷作业人员全部撤至抹帽棚外安全地点, 腰巷抹帽作业所用高压胶管拆除后煤机方可通过。b.工作面与腰巷贯通前5~10m时, 应跟顶回采, 保证工作面顶板与腰巷顶板一致。c.煤机割煤至腰巷前, 提前拆除单体支柱, 伸出支架前梁, 托住过顶木料, 割煤后及时拉超前架。

3 准备工作

1) 测气员及班队长确认巷道内无安全隐患后, 施工人员进入腰巷进行清理, 将杂物运至风巷。2) 若巷道内存在积水, 应安排水设施提前进行抽排。3) 贯通前, 腰巷内使用 Ф240×2200mm的半圆木配合DZ31.5-30/100 单体液压支柱, 一梁三柱, 打临时挑棚加强支护, 棚距600mm~700mm, 要求棚梁垂直巷道两帮, 腰巷采取5~8 米超前抹帽, 超前支护20 米, 四排走向金属铰接顶梁支护, 上下帮背帮。

4 工程质量与安全管理要求

4.1 顶板管理措施及要求

1) 贯通前腰巷顶板管理。首先更换、整改巷道内失效及不正规的单体支柱, 整改期间严格按照先支后回的原则进行, 整改后保证支柱初撑力不小于70KN/棵, 更换的支柱及时运走。腰巷局部片帮、漏顶地段, 应使用规格适当的板皮配合编织袋充填、过顶, 必要时, 应使棚或打背帮柱管理。腰巷抹帽空顶、片帮时, 必须用半圆木、板皮接实顶、背严帮, 严禁空顶、空帮, 并确保支柱初撑力符合规定。2) 贯通后三角煤带及煤顶段的顶板管理。采用带压移架法, 拉架时, 用DZ4.5-30/100 型单体配合带压擦顶移架, 及时护顶背帮, 避免顶板二次松动。支架未拉超前架, 严禁煤机通行。此段范围拉架时, 应先拉三角煤上下顶板较完好处的支架, 如出现片帮、掉顶情况, 应及时使棚管理;一架两棚, 梁子用半圆木 (Ф240mm× 2400mm) , 柱用DZ31.5-30/100 型单体, 一端搭在支架顶梁上, 搭接长度不小于200mm, 另一端用单体液压支柱支撑, 支柱初撑力不小于70KN/ 棵, 漏、掉顶必须装实、过严。三角带压力大时或顶板破碎时, 必须一架三棚使棚管理。3) 贯通后腰巷顶板管理。工作面与腰巷贯通后, 应适当控制腰巷上下采高, 减少工作面顶板与风巷顶板的落差, 防止腰巷及其上下出现空顶或虚底。采煤机割煤到腰巷前, 提前使两排走向棚替掉铰接顶梁, 棚梁用 φ240×3000mm的半圆木, 棚腿使用DZ31.5-30/100 单体液压支柱, 一梁三柱, 靠近工作面的单体距运输机外沿不小于1.6 米, 以保证采煤机正常通过。腰巷内的单体支柱严禁提前大面积回撤, 煤机通过后, 片帮超过340mm时, 应及时使棚管理, 严禁出现空顶现象。过腰巷期间, 支架严禁超高, 采高控制在3.0m以内, 超高段必须用半圆木接顶, 巷帮的钢笆及背帮材料必须提前2m拿掉, 严禁用煤机硬割, 半圆木及铁器严禁进入皮带系统, 防止卡眼。

4.2 安全设施管理及要求

工作面及巷道内单体必须拴齐拴牢防倒绳, 铰接顶梁段打齐、打紧水平销。每班加强对腰巷内单体支柱初撑力的监测, 发现卸载、损坏的单体支柱, 应及时进行更换, 确保支柱初撑力不小于70KN/ 棵。腰巷内要安专人警戒, 腰巷抹帽棚以内严禁无关人员随意通过, 确需人员通过时, 必须由班队长安排闭锁运输机, 煤机停放腰巷口30 米以外顶板完好处, 并打开隔离开关, 拉掉离合器手把。

4.3 瓦斯防治与防治水要求

回采期间, 测气员三班现场跟班, 检查巷道内瓦斯等有害气体浓度, 发现问题应及时汇报, 采取措施处理, 瓦斯超限, 严禁施工。施工人员应清理净腰巷内的杂物、铁料运至指定地点码放整齐。过腰巷期间加强对水的观察, 发现异常涌水必须停止施工。

5 结语

工作面过腰巷的现象在矿井生产中是普遍存在的问题。上述过腰巷措施能有效控制煤壁片帮掉顶, 解决了腰巷对安全生产的影响, 同时也为综采工作面过腰巷提供了一些可以借鉴的经验。

摘要：在综采工作面推进过程中, 会经常遇到过腰巷的情况, 腰巷的管理和维护, 成为工作面回采过程中的重点和难点。本文介绍了某工作面过腰巷采用平推硬过跟顶板回采的工程实例, 值得借鉴。

综采工作面机巷 篇2

一、工作面基本情况

综采工作面井下位于+950m辅助水平下阶段，暗井筒东部，开采为4-2#煤层；地面位于草滩西至王台之间。工作面块段所属的4-2#煤层属于一类易自燃煤层，一般发火期为3～6个月，最短28天，煤尘具有爆炸性，爆炸指数44.37%。

二、综采工作面采取的瓦斯治理方法

综采工作面巷道布置设计形式为“U+I”型布置；即布置运顺、回顺，切眼、高抽巷。221工作面运顺、回顺均沿煤层走向平行布置。运顺层位沿底布置、回顺层位沿顶布置。高抽巷与回顺平行内错15m，巷道底板布置在煤层顶板以上5～10m范围内。工作面主要采取在950水平暗皮带巷布置预抽钻场施工预抽长钻孔、进风顺槽施工采前预抽顺层钻孔、高位钻孔辅以落山埋管抽采、高抽巷抽采等瓦斯治理方法。

三、高位钻孔+落山埋管抽采与高抽巷抽采效果分析

（一）高位钻孔+落山埋管抽采情况。工作面回采前7天，因综采支架紧贴上落山底板侧煤壁，空间小，采用落山埋管难度较大，工作面采取的瓦斯治理措施为高位钻孔抽采+风排瓦斯。后期随着工作面的调整及回采强度的增大，及时增加了落山埋管抽采。工作面回采前7天高位钻孔抽采期间：混合流量300m3/min，最大抽采浓度0.47%，平均抽采浓度0.83%，抽采纯瓦斯流量1.41m3/min，平均单孔抽采瓦斯纯量0.2m3/min。高位钻孔+落山埋管实际抽采量：混合流量300m3/min，最大抽采浓度2.23%，平均抽采浓度1.08%，抽采纯瓦斯流3.24m3/min。回风流瓦斯浓度：生产期间平均0.35%，停机期间0.22%；上落山瓦斯浓度保持在0.4%以下。高位钻孔+落山埋管抽采期间工作面风量1500m3/min，风排瓦斯量：1500m3/min*0.35%=5.25m3/min。综采机开机期间工作面绝对瓦斯涌出量（不含采前预抽量）：Q总=风排瓦斯量+高位钻孔+落山埋管抽采量=3.24+5.25=8.49m3/min。瓦斯抽采率η=每分钟抽采纯瓦斯量/（每分钟抽采纯瓦斯量+风排瓦斯量）×100%=38.2%。

（二）高抽巷抽采情况。工作面进入高抽巷控制范围后取消了上落山埋管抽采瓦斯治理措施，前5天利用一套72泵进行抽采，随着回采强度的增加，后改为两套72泵同时抽采。回风流瓦斯浓度：生产期间保持在平均0.35%，停机期间0.2%，相比采用高位钻孔+落山埋管抽采方式上落山浓度有所下降，保持在0.35%以下。高抽巷实际抽采量（两套泵和值）：混合流量450m3/min，最大抽采浓度2.9%，平均抽采浓度1.23%，抽采纯瓦斯流量5.535m3/min。高抽巷抽采期间工作面配风量降至1400m3/min，风排瓦斯量：1400*0.35%=4.9m3/min综采机开机期间工作面绝对瓦斯涌出量（不含采前预抽量）：Q总=风排瓦斯量+高抽巷抽采量=4.9+5.535=10.435m3/min。瓦斯抽采率η=每分钟抽采纯瓦斯量/（每分钟抽采纯瓦斯量+风排瓦斯量）×100%=53%

四、两种抽采方式技术经济分析

（一）高抽巷优缺点。（1）优点：高抽巷位于煤层顶板平均5～10m左右，层位较低，易与采空区连通，可以改变采空区漏风流场，减少上隅角向外漏风，能有效的控制后落山瓦斯；抽放效果较好，抽放量大，正常回采过程中抽出的瓦斯浓度较为稳定；在回采结束后的一定时间内有稳定的抽出瓦斯浓度， 便于日常管理、观测，易于控制瓦斯抽出量。（2）缺点：巷道施工工程量大，岩巷掘进速度慢，工期较长，费用较高，高抽巷的布置进一步加大了铜川矿业北区三矿采掘接替紧张局面，在一定程度上影响了根治瓦斯规划的彻底实施；在回采初期，由于顶板裂隙形成不充分，初期抽放效果不好，有时需要有其他方法辅助；回采期间如果抽放量过大，可能造成采空区漏风，引起煤炭自燃； 抽采浓度高则易处于瓦斯爆炸浓度范围，对矿井安全生产有着极大威胁。

（二）高位钻孔优缺点。（1）优点：施工方便、效率高，费用相对较低，瓦斯治理效果良好；钻孔终孔位于工作面顶板裂隙带内，抽出的瓦斯比较多；可减少工作面上隅角的瓦斯积聚；打钻与管路铺设不影响进风；由于钻场处于工作面的下风侧，抽放系统发生故障时，对回采影响较小。（2）缺点：高位钻孔抽放瓦斯，采空区漏风增大，漏风路线较长；当回采工作面遇断层等地质构造带时，钻进速度势必减慢，同时煤层松软，瓦斯涌出量较大等因素，也影响回采工作面推进速度；如高位钻孔穿过泥岩层或岩性不好地段，钻孔易被压实，达不到抽放效果。

（三）效率比较。221高抽巷设计1510m，按矿井目前岩巷月单进110m计算，施工需用时约13.7个月，相向同时掘进需用时6.8个月。高位钻孔施工则快捷、简单，矿井打钻技术成熟，一般7～10天即可完成一个钻场内打钻的需要。

由上表可以得出高位钻孔所需费用约为17.5万元，125m高抽巷所需费用约为50万元，两种治理方式费用比约为1：2.86。从经济角度考虑采用钻孔替代高抽巷是合理的。通过以上对比可以看出，采用高位钻孔+落山埋管抽采替代高抽巷在技术上是完全可行的，在效率上是快捷的，在费用上是低廉的，在瓦斯治理效果上是良好，從而实现“治得住、治得快、治得省”瓦斯治理技术经济一体化。

五、结论

顶板走向高位钻孔是切断上邻近层瓦斯涌向工作面的通道，改变采空区流场分布，减少采空区瓦斯涌向工作面，并控制上隅角瓦斯积聚的有效办法。下石节矿221综采工作面钻孔替代高抽巷试验的成功，证明了矿井绝对瓦斯涌出量小于20m3/min的4-2#煤层工作面在做好区域预抽、采前预抽的前提下，采用高位钻孔+落山埋管抽采的瓦斯治理方式全面替代高抽巷抽采是完全可行的。项目部建议三矿参照221综采工作面试验结果，预先规划，减少高抽巷掘进，改用高位钻场布置高位钻孔替代高抽巷的瓦斯治理手段，同时认真收集相关数据并分析根据分析结果合理确定高位钻场层位布置、断面大小、修改完善高位钻孔技术参数，直至最终取消高抽巷。

综采工作面过空巷技术理论分析 篇3

山西焦煤西山煤电西曲矿建矿至今已有30年的开采史, 由于赋存条件好、埋藏浅, 自开采以来就一直受周边小煤窑的“私挖乱采”。前些年煤炭价格持续走好, 居高不下, 小窑更是疯狂越界开采, 破坏了西曲矿大量的煤炭资源, 影响其正常生产衔接。同时, 对矿井的安全生产构成巨大威胁。煤炭资源属于不可再生资源, 由于小煤窑采煤技术非常落后, 使得回采率很低, 再加上它的随意性, 多在煤质好的地区开采, 使得西曲矿煤田内形成织网式的破坏, 造成煤炭资源的巨大浪费, 对西曲矿在井田范围内合理布置回采工作面造成严重的影响, 大大缩短了该矿井的服务年限, 直接造成巨大的经济损失。

2 工作面概况

24305综采工作面是西曲矿综采准备队4#煤回采工作面, 于2014年2月份开始回采, 工作面地面位于刷刷港村西部, 井圪垛沟北部, 地表大部分被黄土覆盖, 盖山厚度53~150 m。井下位于北三盘区中部, 西北部为已采的24306工作面, 东南部为已采的24304工作面, 西邻西1072运输大巷, 东部为胡家咀小窑。工作面上覆22305与22306采空区, 该处4#煤与2.3#煤层间距11~23 m, 平均14 m, 24305工作面采用倾斜长壁全部垮落式综合机械化采煤方法, 工作面走向长度为752 m, 倾斜长度为142 m, 煤层厚度2.7~3.6 m, 可采储量400 311 t。工作面采用ZZ5200型液压支架有效支护顶板, MG-250/600-AWD型采煤机落煤和装煤, 采用SGZ-764/630型运输机运煤。根据地质资料分析, 该工作面受到胡家咀小窑的影响, 工作面中部存在多条小窑巷道, 共有小窑破坏区4处。内部有3条平行于工作面的空巷和一条垂直于工作面的空巷及多条支巷, 多采用木棚支护。该工作面掘进时已对空巷进行了维护测量。由于空巷煤层松软破碎, 巷道压力大, 顶板极不稳定, 成形差。受采动压力影响, 极易出现顶板破碎、冒顶事故发生, 因而制约综采工作面安全推进。

3 关键技术方案

工作面通过空巷 (小窑破坏区) 是一项较为复杂的系统工程, 所涉及的问题多, 针对空巷 (小窑破坏区) 对回采工作面的影响, 西曲矿综采准备队采用一系列技术措施维护和通过空巷 (小窑破坏区) , 特别是前期准备、空巷维护、工作面调整是关键环节, 细化每一环节, 有利于整体方案的可靠实施。因此, 必须分阶段、有步骤地抓好每一过程, 以保证各环节的合理衔接和实施, 使其对回采的影响降到最小值, 防止了冒顶事故的发生, 控制了安全隐患, 减少了矿井资源的浪费。保证能最大限度回收空巷 (小窑破坏区) 的煤炭资源, 做到资源的合理化回收, 确保了矿井煤炭资源的充分开采和安全生产。

3.1 空巷预先维护

空巷预先维护的目的是有效控制空巷在强烈采动压力下的破坏变形, 使巷道的变形量控制在允许范围内, 以确保工作面与空巷能直接衔接, 不致发生巷道塌落冒顶。该巷道原始支护方式为木棚支护形式, 因此, 在空巷未受到动压影响前或影响较小时提前加强空巷的维护。维护方式:顶板采用钢筋网配合锚杆加锚索支护的主动支护方式和加套棚子与打设带帽点柱的被动支护方式, 破碎带注玛丽散, 两帮打设帮锚杆、贴帮点柱的辅助支护方式。锚杆、锚索之间的距离根据顶板实际情况现场确定, 但最大不超过1 m, 棚距也不大于1 m。端面小的地方采用锚、网、梁组合支护, 在交叉巷道口和跨度大的地方采用锚索配合点柱支护。在距空巷口50 m时, 对空巷口20 m范围内棚子加强支护。在原铁棚间加套板梁或工字钢, 两端打设单体, 单体要见底, 且迎山有力, 达到初撑力。在空巷口处架设顺槽抬棚 (工字钢长4 m) , 棚梁下必须一梁三柱, 单体要见底, 支撑有力。通过空巷前, 对空巷内的棚子加打中柱 (单体液压支柱) 加强支护, 架走向抬棚、倾斜抬棚联合支护超前控制顶板。所有托顶煤的巷道, 都采用单体加带帽点柱 (铁柱帽600 mm) 进行二次维护, 交叉口处压力大时补架工字钢梁, 以保证在推进过程中, 有效支护顶板。

3.2 工作面顶板控制

在工作面与空巷采通前的顶板控制问题是决定工作面能否顺利通过空巷的关键性技术之一。针对煤体松散滚帮严重的特点, 揭露与工作面垂直的空巷时, 从距离空巷10 m处开始, 改变采煤工艺, 采用超前移架控制顶板, 对工作面顶板进行及时支护, 支架工要在距采煤机滚筒后一个架及时将防片帮伸出, 维护新暴露的顶板, 减缓周期来压的破坏性影响, 杜绝一切操作不慎造成的片帮, 并且一旦有冒顶空洞, 立即进行勾顶, 防止冒顶范围的扩大。

3.3 伪斜调整技术

当工作面在接近平行空巷之前, 在距小窑巷道约30 m时, 必须预先将工作面最大限度地调整为伪斜, 增大工作面与空巷的夹角, 实现斜交过巷, 避开空巷集中应力。工作面在采至空巷之前, 将工作面伪斜角度调整为5°, 即正巷超前副巷侧10 m左右, 工作面多拉头, 3∶1推进, 使得机头段支架提前与空巷沟通, 保证空巷一次揭露面积最小化。可以利用斜采的作业方式, 以保证在回采过程中, 工作面顶板暴露面积减少, 可以确保安全顺利通过空巷。

3.4 确保设备质量

工作面过空巷时, 事先要求采煤、运输各系统对机电设备全面检修, 且保证易损备件就位, 保证过空巷途中没有事故影响或力求最短, 以便加快推进速度, 边采边支护, 以减少空顶时间和面积, 防止冒顶事故发生。

3.5 工序组织

在工作面倾斜长度范围内, 因分段压力显现各异, 因此在通过方法上也针对性地有所不同。压力显现最为剧烈的地段一般表现在正巷出口范围内的应力集中地段, 因此, 机头段是过空巷顶板管理的核心部位。从实际通过时的压力显现状况来看, 正巷出口15~20 m范围内的压力显现明显强于其他地段, 顶板压力增大明显, 并普遍达到额定工作阻力。工作面支架对顶板的支护状态也是冒顶事故的关键因素。采煤机割过煤后, 要及时带压移架支护顶板, 保证支架顶梁接顶严实。支架顶梁接顶不实或仰俯角过大或处于歪斜状态, 起不到支护上覆岩层的作用, 也可能造成顶板事故。采煤机割煤时, 尽量在空巷侧采用连续进刀、推溜、跟顶带压及时移架的方式前移支架, 减少控顶距, 保证工作面安全及时通过空巷。空巷内顶板松软破碎, 采煤机无法通过时, 采用人工挖采或放小炮开采方法, 架挑粱、打点柱、板梁蓬顶等措施控制顶板, 采煤机在该区域必须慢速空载通过。

4 过空巷主要技术对策和注意事项

1) 采煤工作面必须严格按作业规程规定及时支护, 并确保支柱、支架质量, 严禁空顶作业。所有支架必须架设牢固、迎山有力, 严禁支在浮煤和浮矸上。碰倒、损坏或失效的支柱必须立即恢复或更换。严禁在空顶支护区内提前撤柱, 严禁使用失效、损坏等残缺不全的支护材料。

2) 回采过程中若发现小窑空巷压力大, 要及时增套木棚或增打单体支柱加强维护, 必要时可在巷道煤壁上打设锚杆支护煤壁, 减少巷道变形。若巷道压力大致使棚梁耳掉落时, 必须在棚梁下, 紧靠原棚腿打单体柱加强支护。

3) 减小工作面煤壁片帮对顶板的影响, 及时超前拉架, 使支架前梁顶紧煤壁, 并及时伸出护帮板护帮。采煤机滚筒过后, 要及时伸出护帮板支护前梁前端空顶区域, 防止煤体松动及片帮。

4) 提高支架支护质量:一方面要加大支架检修质量, 使支架处于良好的工作状态, 同时, 提高职工操作支架的技术水平, 在顶板破碎区, 杜绝反复升降支架;另一方面, 拉架时, 要少降快拉, 带压移架, 并使支架初撑力、工作阻力、支架直线等符合安全质量标准化的要求。

5) 工作面在生产过程中, 加快推进速度, 减少煤壁暴露时间, 避免顶板压力超前, 可以大大减少煤壁滚帮冒顶的可能性。

5 技术经济效益分析

随着采煤技术的不断发展, 采煤工作面的走向、倾向几何尺寸将加大, 超长型工作面是发展趋势。24305工作面地质条件中等, 煤层松软破碎, 上下两巷压力较大。在精心组织、科学管理下, 该工作面安全、顺利地通过空巷, 并科学、有效地治理了其间发生的冒顶、支架下陷及其他连带性技术问题, 在通过阶段, 产量没有形成大的回落, 更没有造成停产, 技术经济效益显著。

空巷的顺利通过, 使资源破坏、贫化严重的西曲矿二次焕发了勃勃生机, 延长了矿井服务年限, 改善了矿井安全生产状况, 维护了矿区的稳定和可持续发展, 使矿井重新步人了良性发展的快车道。同时, 空巷 (小窑破坏区) 开采技术也开辟了综采开采技术应用的新领域, 进一步丰富了综采开采技术理论, 拓宽了其适用范围, 综合社会效益显著, 最大限度保证了国家煤炭资源的回收, 为今后矿井遇到类似情况积累了宝贵的经验。

6 结语

1) 在复杂地质条件下, 采取科学的技术手段和必要的工作面调整, 可保证工作面安全、顺利、经济地通过空巷。其技术措施是综合性的, 但伪斜调整、加强顶板控制、通过工序的优化等是核心技术内容, 应进行重点摸索和合理掌握。

2) 空巷必须有良好的支护状况, 采用钢筋网配合锚杆加锚索支护的主动支护和加套棚子与打设带帽点柱的被动支护则较为理想。

摘要：分析空巷 (小窑破坏区) 对西曲矿回采工作面的主要危害及影响, 对该矿存在空巷 (小窑破坏区) 的24305回采工作面进行初步介绍, 并指出在4#煤层松软破碎、地质构造复杂条件下, 通过对空巷 (小窑破坏区) 预先维护、工作面调整、工序优化及针对性的技术措施, 快速、安全、经济地回采通过了空巷 (小窑破坏区) , 取得了良好的技术经济效益。

关键词：综采工作面,空巷 (小窑破坏区) 支护,顶板控制

参考文献

[1]魏勇.综采工作面过小窑破坏区技术[J].山西焦煤科技, 2005 (4) .

综采工作面沿空留巷顶板支护探讨 篇4

在缓解综采工作面的持续紧张情况下, 使得万吨掘进率下降, 提高采区的资源回收率, 从而达到降低经济成本的目的, 通常在立井中部采区左部分走向长壁的后退式采区工作面下巷进行沿空留巷顶板支护措施, 并且在回采过程中, 通过对沿空留巷的观察和实际支护效果、经济效益等进行分析, 为其它煤层综采工作面沿空留巷的实施提供最有利的参考和依据。

1 沿空留巷顶板岩层移动规律

工作面前方岩层移动的影响范围一般都是20 m左右, 而随着与煤壁的靠近, 顶板下沉量就会更大, 顶板剧烈活动区在工作面前方5 m范围内, 顶板所要承受的下沉量就会非常大, 属于超前压力集中区[1]。但是在回采工作面后方会出现裂隙带急剧下沉现象, 主要原因是受到采动影响, 巷道顶板下沉程度和下沉速度都会比采区工作面前方的情况更为严重, 这时, 工作人员需要对顶板移动程度进行详细观察, 记录数据, 得到具体的参考数值。一般来说, 在采区工作面后方40 m以内的工作范围内, 顶底板移动量比较集中, 而在采区工作面后方40 m~60 m的范围内则更为剧烈, 属于沉降区, 60 m外不管是顶板下沉程度还是下沉速度都会明显降低, 趋于稳定, 属于压实区。

2 沿空留巷顶板支护的方法

现阶段, 中国煤矿开采掘进技术仍然比较落后, 特别是对于作业施工中的安全因素和安全设备仍然考虑欠佳, 为了使得沿空留巷在下一个采区工作面达到能够使用的效果, 主要可采用以下几个沿空留巷顶板支护方法。

2.1 沿空留巷顶部的加固方案

以巷道的单体锚杆支护为基数, 分别将每根单体锚杆向外约0.5 m处树立一排约为1.5 m的锚杆, 并且用钢筋托梁进行支护[2]。这里建议单体锚杆采用强度较高的螺纹钢锚杆, 锚固方法最好是采取树脂加长锚固方法, 钢筋托梁也最好以钢筋焊接为宜, 托盘则采用高强度的拱形托盘, 顶板锚杆必须与顶板的法线垂直。

建议工作人员还要在每根钢筋托梁上树立三根锚杆, 为了达到强化顶板支护效果, 通常还需要采用迈步式布置方法在锚杆正中间处设一组排拒为3 m的锚索, 除此之外, 在其中离轨道回采工作区0.4 m处设立一个锚索, 使其与顶板轴线成15°角, 而在离轨道非回采区2.6 m和1.4 m处再另外设置一个锚索, 使其达到与顶板处置的效果。

2.2 沿空留巷采帮部的加固方法

一般情况下, 对于沿空留巷顶板非回采区应距离顶端1.4 m处和1 m处采用迈步式布置方法, 在两旁设置带盖3.4 m长钢带, 每根钢带都要设置3根间距1.5m的高强度螺纹锚杆, 此外还需要注意锚杆预紧力矩能够抵御300 N/m[3]。

2.3 沿空留巷顶板支护的现场观测方法

建议采用编织袋装煤岩粉码石墙。因为码编织袋能避免墙体漏风并有档杆作用。而每码15 m墙就必须留出1个宽1 m的尾排川, 起到封严的作用。码石墙时要注意袋与袋之间留有压茬, 而大编织袋只能装有三成左右的货源, 除此之外, 在石墙内设置的两排锚索作为码袋墙的支护同样会对留巷内顶板的下沉起到一定的抑制作用, 在码墙时把编织袋铺开, 让编织袋水平对齐, 扎实后压茬, 码后再留茬, 所有码好的编织袋, 要起到一定的抑制作用[4]。工作人员还应该尽可能地把巷道内的锚索和钢带设置等相关工作放在转载机头前施工, 减少顶板下沉程度和下沉速度。此外工作人员要注意墙接顶接底都要保证其严密性, 而在最外一层要用拉线码墙以确保其平直。

当码墙进行到60 m距离时, 就需要观测顶板支护问题, 工作人员应该设置好感测点, 观测石墙顶板和底板的位移距离。在一般情况下, 我们都会把观测点设置在采取工作面开始码墙后, 观测点距离顶一般为20 m, 然后工作人员需要根据实际情况总结板的下沉现象, 而且应该根据顶板下沉量在不同位移范围内的不同现象, 从而探测出是否出现底鼓现象, 并且根据所得到的结果作出是否进行修复的决定, 从而满足回采巷道断面的要求。

2.4 填充墙体接顶保护方案

一般在工作人员开采工作面完成后, 充填墙体与直接顶之间的接顶问题成为后期维护和充填墙体质量的关键, 如果在充填墙体过程上出现质量问题, 可以说整个顶板的管理都会受到影响。从以往多次的实践证明中可以得出:充填墙体可以不必填充到顶部, 因为墙体一旦凝固, 墙体和顶板就会直接接触, 但是随着采空区的垮落, 顶板不可避免地会发生不同程度的变形, 充填墙体与顶板的直接接触就会使墙体无法承受顶板带来的巨大压力而导致充填墙体出现一系列质量问题[5], 如片落乃至塌陷, 墙体都会出现裂隙, 为避免以上情况发生, 就要在充填时预留200 mm左右的空隙, 这些预留空隙是不需要填充的, 可以适当地用术料等替代物进行简单添堵, 最后再用喷浆方法, 封堵住表面。当顶板承受外界压力时, 受力的首先是充填墙体的材料而非与顶板之间相连的充填墙体, 基于材料本身所具有的弹性特质, 使其自身带有一定的弹性空间, 当顶板逐渐稳定后, 对充填墙体会起到一定缓冲作用, 就不会再继续对充填墙体施压。

3 沿空留巷顶板支护所取得的经济利益和社会效益

实践证明, 采用一系列锚索、锚杆和钢带及编织袋装货码墙等支护顶板进行沿空留港能够取得非常显著的效果, 同时能够带来比较可观的经济效益, 因为我们从基本的码石墙成本费用、基本材料费用和最后的资源回收, 这些都能够极大地节省成本, 沿空留港顶板支护技术同样也带来了不错的社会效益。综采工作面沿空留港顶板支护技术的实现, 能够在保证综采工作面持续进行, 适应综采安全快速高产稳产的同时, 也做到了工期提前的效果[6]。此外, 编织袋的使用有利于保障工作人员的安全, 而且, 不在采空区打眼放炮, 有效地减少了因明火导致瓦斯事故的发生, 很大程度上确保了安全生产, 为以后的综采工作面如何更好地利用编织袋锚索进行沿空留巷积累了宝贵经验。

4 沿空留巷顶板支护中的技术要求和问题

在沿空留港顶板支护中, 使用编织袋装煤岩粉代替水泥砂浆、石头等进行码墙工作时, 大编织袋中应该装三分之一的煤岩粉, 还需要将袋子平放, 口对口平放, 扎紧后要压茬, 使编织袋成为一个整体, 防止出现石墙外鼓现象。在进行码墙时一定要按照顶板的划线进行施工, 码成的墙要保证下宽3 m, 上宽为2.8 m, 墙面要平直, 整个石墙需要保持在一个水平线上, 以保证施工质量。

5 结语

大量实践和研究证明, 综采工作面采用沿空留巷顶板支护技术可有效缓解工作面持续紧张的情况, 增加经济收益的同时降低生产成本, 提高资源回收率和重复利用率, 取得一定经济效益和社会效益, 而采用编织袋装货码墙及锚索、钢带、锚杆等一系列支护顶帮进行沿空留巷在取得了显著效果的同时, 还带来了可观的经济效益, 从基础的材料费用、码石墙成本费到最后的资源回收, 都极大地节省了成本, 沿空留巷技术也取得极大的社会效益, 同时在保证工作人员的生命安全方面也有非常重要的作用, 对生产的有序安全开展奠定了基础。

摘要：在减少煤体损失方面, 沿空留巷发挥着非常重要的作用, 有利于资源回收, 占有很大优势, 而在工作面开采后, 因深部煤层状况等因素, 使得顶板维护比较困难, 尤其是综采工作面沿空留巷顶板支护的问题, 结合实践工作经验, 对综采工作面沿空留巷顶板支护问题进行了探讨。

关键词：综采工作面,沿空留巷,顶板支护

参考文献

[1]王康健, 宋成长, 梁加红, 等.顶板定向钻孔抽放技术在综采工作面的应用[J].煤矿安全, 2008, 39 (1) :42-44.

[2]方新秋, 耿耀强, 王明, 等.高瓦斯煤层千米定向钻孔煤与瓦斯共采机理[J].中国矿业大学学报, 2012, 41 (6) :885-892.

[3]张寅, 张吉雄, 郭坤, 等.综采工作面沿空留巷收尾技术[J].煤炭科学技术, 2006, 34 (6) :34-35, 63.

[4]吴育华.综采工作面沿空留巷顶板支护[J].河南科技, 2014 (3) :49.

[5]陈文博.综采工作面沿空留巷顶板支护方案[J].煤炭技术, 2010 (11) :1-2.

综采工作面机巷 篇5

随着煤矿开采机械化程度的不断提高, 综采综掘在煤矿生产中逐步普及, 综合机械化采煤技术对煤矿的产能提升和安全生产发挥了积极作用, 但在实际工作中也存在一些细节上的难题需努力破解, 如上隅角的瓦斯管理问题、端头顶板管理问题等。运输巷端头即工作面与运输顺槽的交接处, 由于该处悬顶面积大, 机械设备多, 又是进出材料和人员出入的交通口, 其支护质量显得尤为重要。

1 原端头支护形式及存在问题

南煤集团地处山西沁水煤田东北边缘, 是山西阳泉市的大型煤炭骨干企业, 目前矿井正在开采的煤层为太原组12号、15号煤层。12号煤层平均厚度为1.22m, 夹矸厚0.08 m~0.65 m。煤层开采主要目的是为15号煤开采解放瓦斯, 同时作为矿井产量的补充, 回采工艺采用薄煤层综采。15号煤层是矿井的主采煤层, 煤层厚度5.24 m~6.63 m, 平均5.89 m。层位稳定, 夹石厚0.02 m~0.47 m。回采工艺采用低位放顶煤综采, 1998年综采工艺开始应用, 到现在已近20a, 实践经验较为丰富。15号煤综采工作面的装备现为ZFS5400—17/30型低位放顶煤液压支架及与其匹配的电牵引MG300/730—WD1采煤机、SGZ-764/630前后输送机, 工作面底煤开采厚度2.60 m, 放顶煤高度为3.00 m, 采放比为1∶1.16。

在端头维护方面, 综采工作面上马后, 先后使用了挺皮圆木梁配合单体柱支护、铰接顶梁配合单体柱支护、π型钢梁四对八梁配合单体柱支护等支护形式, 但都与工作面液压支架不配套。主要存在以下问题:

a) 单体液压支柱支护在移梁过程中需人员在生产溜两侧多人配合作业, 且经常出现巷道高度高需要登高作业, 中间过程安全风险较大;b) 单体液压支柱承载能力相对于矿山压力集中, 控顶面积较大的运输巷端头支护承载力明显不足;c) 端头维护过程时间长, 在整个循环时间中占的时间较长, 制约了工作面生产能力;d) 单体液压支柱经常出现自卸, 尤其使用时间较长维修后的单体支柱自卸比例大, 经常出现一梁两柱和一梁一柱现象, 给安全生产带来较大隐患;e) 单体液压支柱的拆卸移动及支护完全靠人力运输和完成, 职工劳动强度大。

2 随动液压支架的应用

为解决以上问题, 南煤集团与山西东华机械有限公司设计制造了端头随动液压支架对综采工作面运输巷道端头进行支护, 职工只需操纵液压操纵阀的手柄, 落下支架梁, 随运输溜移动就可完成对巷道支护的整个工艺过程, 达到了减少劳力、降低工人劳动强度、实现安全生产的目的, 为提高综采自动化水平创造了条件。端头随动液压支架使用具体方案如下:

a) 端头随动液压支架主要由横梁、大立柱、底座、液压系统等组成。 (a) 横梁。由2段横梁通过铰接而成, 每段横梁与两根立柱连接; (b) 立柱由4根立柱组成, 与横梁和底座连接; (c) 底座。根据油缸的特殊底部, 制成专用底板, 并与矿上的溜槽焊接在一起, 形成一体; (d) 液压系统。由多路换向阀、分流阀、油缸等组成, 本系统的工作压力为20 MPa~30 MPa, 考虑到矿上工作环境, 可用井下的乳化液系统;b) 端头随动液压支架支护最大高度、支护最低高度、推移步距根据工作面具体情况而定;c) 端头随动液压支架的工作原理及使用方法。端头随动液压支架在操纵阀控制下, 平稳带动横梁, 控制立柱上升下降, 在底座带动下, 跟随转载溜往前移动。转载溜移动到位后, 工人操纵液压阀, 把4根立柱带动横梁慢慢升起, 挺住顶板。当要移动转载溜时, 操纵液压阀, 把立柱慢慢落下。在立柱和横梁停稳后, 再移动转载溜, 端头随动液压支架随其移动。完成一个循环。随动液压支架支护图见图1。

3 随动液压支架应用时运输顺槽工作面端头支护情况

a) 超前支护使用与巷道宽度一致的π型钢梁配合单体液压支柱, 一梁三柱;b) 在工作面推进过程中, π型钢梁依次进入随动液压支架和工作面端头1号支架上, 以替换顺槽煤帮侧单体支柱;c) 在工作面端头1号架移架时π型钢梁由随动液压支架和顺槽安全煤帮侧的单体支柱支撑;d) 在移随动液压支架时π型钢梁由端头1号和顺槽安全煤帮侧的单体支柱支撑, 完成一个循环;e) 这样就能保证π型钢梁不会出现卸载和重复受力支撑, 有利于保证上覆顶板整体型。

4 使用效果及发展方向

a) 南煤集团经认真考察和研究后于2011年在15#煤8822综采低位放顶煤工作面开始使用随动液压支架, 经过逐步改进目前已经完成8822和8832 2个回采工作面的回采, 运输顺槽推进长度2 600 m;b) 端头支护强度有很大提高。随动支架大油缸的选用活塞杆直径为Φ180 mm, 油缸内径为Φ200 mm。乳化液压力按30 MPa计算, 初撑力为987 k N×4, 工作阻力1 187 k N×4。而单体液压每支柱油缸内径为Φ100mm, 初撑力为100 k N~150 k N, 工作阻力为150 k N~230 k N。这样随动支架和单体液压支柱相比, 初撑力可提高25倍~40倍, 工作阻力可提高20倍~30倍, 支护强度得到了很大的提高;c) 经过近3 a的使用情况来看, 运行基本稳定, 端头维护时间大大缩短, 作业环境得到改善, 安全系数得到提高;d) 端头维护作为综采工作面作业的重点和难点, 多年来一直是广大煤矿工程技术人员努力的重要方向, 在今后工作中还需进一步探索和改进支护工艺和装备, 为综采工作面作业人员提供更加安全便捷的工作环境。

5 结语

煤矿综采工作面的端头维护一直是采煤工作面安全管理和提高工作面循环率的重点和难点, 通过多年来对综采工作面运输顺槽端头随动液压支架应用的探索, 为综采工作面运输顺槽端头支护提供了新思路, 实践证明它既提高了工作面端头支护的可靠性、安全性, 又能相应降低工人作业强度, 同时投资也较小。随着矿山机械化程度不断推进与提高, 综采工作面运输巷端头随动液压支架支护技术的使用将会具有较好的推广前景。

摘要：叙述了原端头支护形式及存在问题, 分析了随动液压支架的应用及随动液压支架应用时的支护情况, 指出了其使用效果及发展方向。

综采工作面机巷 篇6

关键词：沿空留巷,综采工作面过断层,质量标准化

0 引言

沿空留巷可提高煤炭采出率, 节约材料, 降低生产成本, 减少资源损失, 确保矿井安全高效生产[1]。应用沿空留巷技术, 不仅为瓦斯突出工作面瓦斯治理赢得了时间和空间, 并且取得了良好的经济技术效益[2]。通过现场矿压观测, 修正了支护参数, 找到了解决沿空留巷支护方法, 使所留巷道的支护经济、稳定、可靠。减少顶板事故, 降低维修费用和维护时间, 达到安全高效的目的。通过旗山煤矿94101综采工作面的实践, 探讨沿空留巷技术在综采工作面过断层过程中可能遇到的问题。

1 旗山煤矿沿空留巷现状

1.1 旗山煤矿94101工作面概况

旗山煤矿94101工作面位于-850 m小湖系西一采区, 该面东为W-6断层;西、北为未采区, 南为-700 m西一小湖系已采区。该面回采走向长1 040 m, 倾斜长度144.2 m, 煤层厚度1.8 m。煤层倾角最大21°, 最小8°, 平均14°。顶板为深灰色砂泥互层, 上部以泥岩为主, 下部以砂岩为主, 含菱铁矿, 并含少量棕色条带及砂岩条带。

94101工作面选用WS1.7-1.3/2.8型掩护式液压支架97架, 工作面两道采用锚梁网支护, 需加强支护。即两道出口向外3～5 m范围, 使用1 m铰接顶梁配合单体液压支柱扶4趟走向棚。

94101综采工作面在回采过程中由于断层的影响, 工作面上部出现岩石, 导致无法正常割煤。由于外面仍有走向300多m的煤层, 所以采取跳面回采的方案, 即下部继续回采, 在下部的材料道间距10 m采取沿空留巷的方式留设一条巷道, 便于工作面上部支架的拆除、运输。

根据事先研究结果, 考虑砌墙充填的成本, 充填体对留巷顶板移动规律的适应性, 砌墙与工作面生产之间协调等因素, 采用单体支柱配合铰接顶梁支护, 水泥、煤矸石作为砌墙材料, 锚杆、工字钢梁增加充填强度的方案。墙体沿工作面走向布置成宽800 mm、高2.2 m的矩形。经计算, 工作面直接顶和老顶对墙体产生的压力低于墙体凝固后的支撑压力, 所以强度符合工作面顶板支护要求。

1.2 技术参数

砌墙材料为水泥、煤 (矸石) 、锚杆, 水泥、煤 (矸石) 比例为1∶2。砌墙基础必须找到实底, 顶要充实, 防止漏风。墙体形状为矩形, 墙体要平整, 上宽800 mm, 下宽800 mm。墙体上侧使用圆木护帮, 圆木长2 200 mm, 间距1 000 mm。墙体下侧采用11#工字钢护帮, 工字钢长2 200 mm, 间距1 000 mm。护帮点柱柱窝深不小于200 mm;距底板200 mm处在点柱两边各放一根锚杆加卡栏, 卡栏用锚杆螺帽上紧加强护帮点柱与墙体的整体性。在2根工字钢中间预埋2根回收的旧锚杆或新锚杆, 锚杆间、排距600 mm×800 mm。94101工作面沿空留巷示意图如图1所示。

1.3 充填区域顶板管理要求

在工作面前方20 m巷道内架设2道走向架棚支护, 采用HDJA-1000型金属铰接顶梁配合DZ22-30/100或DZ25-30/100型单体液压支柱扶设。

局部巷道破碎、顶板不平及超高地段, 使用圆木或钢梁沿倾向架在走向架棚上, 并在架棚上采取打木垛方式将顶接实衬平, 确保煤壁向外超前支护范围不低于40 m。端头支架前移后, 要及时采用单体液压支柱加铰接顶梁对裸露顶板进行支护, 排距1 m, 柱距0.7 m, 沿工作面走向布置。沿采空区侧采用密集支柱切顶, 起到切顶和防止采空区矸石冲进充填区域的作用。

充填体两侧采用单体支柱加铰接顶梁支护, 同时又充当充填体支护模板的规定点。当顶板不稳定时, 在充填体空间用工字钢架设抬棚支护, 排距为0.75 m, 每排抬棚沿倾斜方向打3个单体液压支柱。沿空留巷前, 沿空留巷侧原巷道距离煤壁0.5 m处打一排锚索, 间距为1.5 m。工作面向后20～40 m范围内矿压显现明显需加强支护, 支护方式与超前支护相同。

1.4 沿空留巷的施工组织

根据生产班工作面的推进情况, 可安排3～5人在生产班和检修班进行施工。

每天正常可以砌墙4 m, 充填体的强度在24 h内可以达到最终强度的75%以上。

2 现场施工要求

施工时, 砌墙滞后工作面支架不得超过6 m, 施工期间, 必须由施工单位对施工地点范围内的单体进行加固, 确保施工地点单体初撑力不低于90 kN。墙砌至一定高度时, 要搭设可靠的作业平台, 合理确定每次的浇注留巷墙体的长度。

浇灌以后, 墙体用木棍或其它工具捣实, 保证上口与顶板接实。墙体上侧一排走向棚在砌墙位置回掉, 为确保墙体的凝固质量, 运道回料滞后浇灌墙体不低于48 h。

留巷时找到硬底, 确保巷道的设计高度。打墙时, 混凝土要搅拌均匀, 浇注时要将墙体捣实。要有一定的凝固期。保证墙体质量, 木板要排齐排严, 必要时用方木固定, 防止浆体鼓出。水泥、煤粉、碎矸石、水充分混合均匀, 确保墙体的支护强度。确保墙体初凝时间, 必要时要求生产单位加打支柱支撑顶板。

当巷道顶板下沉量大时, 在巷道中应补打锚索, 以加强巷道支护, 确保墙体的稳固。遇地质构造带, 根据现场情况, 改变圆木及工字钢长度, 并加强墙体支护密度, 提高支护强度, 护帮工字钢高度可以根据实际情况调整。

3 施工后的效果及采取措施

沿空留巷进行40多m时, 观测发现, 局部充填体有接顶不实及外侧开裂、片落现象, 另有顶板补强、充填体补强没按照设计要求施工, 对留巷工程有一定影响。

后期施工做了如下调整: (1) 增加锚杆的密度。在两工字钢中间预埋回收的旧锚杆或新锚杆, 锚杆间、排距变为600 mm×500 mm。 (2) 接顶要求。采用喷浆的方式将墙体与顶板接实, 以免造成墙体的局部破坏。 (3) 墙体出现片帮现象的, 采用混凝土喷浆方式封闭, 以防止风化, 保证墙体的强度。 (4) 对巷道的围岩变形情况、墙体变形破坏情况进行矿压观测, 以便及时采取加固措施。

4 结论和建议

通过对巷道受力机理和各种支护方式的结合, 形成对沿空留巷的有效支护, 从而解决多次采动条件下的支护难题。

实现无煤柱开采, 提高煤炭回采率, 延长矿井服务年限。既节省了重新掘进一条巷道的材料、人力资源, 又避免了大型工程交叉施工带来的安全问题。

解决生产衔接紧张问题。传统U+L型通风方式, 要投入大量时间去准备新的采煤工作面。而沿空留巷工艺的采用, 大量减少了掘进量, 使沿空巷道继续服务下一个工作面。

参考文献

[1]张现民.沿空留巷在新安煤矿15081工作面的应用[J].中州煤炭, 2010 (4) :73-74

综采工作面机巷 篇7

工作面井上位置:地面位于石盒子沟上游与太古公路之间的山梁上, 盖山厚度312~465 m, 平均厚度388 m。

工作面井下位置及四邻采掘情况:井下位于北四采区东南部, 工作面四周均为未采区, 工作面上部为22431、22433工作面采空区。3#煤与2#煤层层间距约3~6 m。

2 煤层及顶底板、地质构造情况

该工作面范围内3#煤层结构简单, 煤层厚度变化不大, 属稳定煤层。

2.1 顶底板情况

老顶:岩性细粒砂岩, 厚度1.0 m;直接顶:岩性砂质泥岩, 厚度1.6 m;伪顶:岩性碳质泥岩, 厚度0.60 m;老底:岩性细粒砂岩, 厚度4.37 m。

2.2 地质构造情况

褶曲:工作面整体为褶皱构造, 开口处为背斜构造, 轴向75°, 两翼倾角3°~5°。中部呈向斜构造, 轴向202°, 两翼倾角6°~13°。

断层:掘进过程中揭露落差0.40~2.0 m的正断层8条, 据上部2#煤采空区资料, 预计回采过程中还将揭露一条落差1.2 m的逆断层, 3条落差为0.8 m、1.2 m、1.6 m的正断层。

陷落柱:工作面付巷在掘进过程中揭露N4-65、Z4-81陷落柱, 据上部2#煤采空区揭露的地质资料, 工作面内含有Z4-108陷落柱。

3 采煤工艺

采取逐步托伪顶跟底留顶煤开采的作业方式对此工作面进行回采。

3.1 工作面设备及其状况

该工作面采用MG500/1140-GWD型交流电牵引采煤机割煤, SGZ—900/1050型可弯曲刮板运输机、SZZ—900/315型转载机 (破煤选用PLM-2200型破碎机) 和SSJ-1200/2×200型胶带输送机 (ZY2700型皮带自移装置) 运煤;工作面长869 m, 采高设计3.5 m。

3.2 托伪顶开采的优点

1) 避开断层影响, 减少工作面因过断层所造成的设备损坏、安全无保证、煤质下降以及洗煤困难等不利因素。

2) 减少了劣质煤质页岩的开采, 从而减少了大量岩石的开挖, 避免了工作面开采大量的岩石对采煤机械和运输设备的磨损, 降低不必要的劳动成本和劳动强度。

3) 增加了煤炭的回收率。通过此项开采工艺, 可提高精煤的回收率, 提高了企业的效率。

3.2 工作面所存在的问题

1) 工作面于2013年6月25日由西山煤电有限责任公司物探院进行坑透探测, 发现一个坑透异常区。

2) 褶曲:工作面整体为褶皱构造, 开口处为背斜构造, 轴向75°, 两翼倾角3°~5°。中部呈向斜构造, 轴向202°, 两翼倾角6°~13°。

断层:掘进过程中揭露落差0.40~2.0 m的正断层8条, 据上部2#煤采空区资料, 预计回采过程中还将揭露一条落差1.2 m的逆断层, 3条落差为0.8 m、1.2 m、1.6 m的正断层。

陷落柱:工作面副巷在掘进过程中揭露N4-65、Z4-81陷落柱, 据上部2#煤采空区揭露的地质资料, 工作面内含有Z4-108陷落柱。其他地质构造有待生产过程中进一步揭露。

3.3 开采要求

1) 工作面采取逐步托伪顶开采, 选择顶板完整地段开始托伪顶开采。根据伪顶坚硬程度、厚度, 伪顶若不随割随冒或不提前离层必须采取托伪顶, 若随割随冒或提前离层, 采取接顶措施。

2) 根据煤层硬度较伪顶坚硬的特点, 为保证托伪顶开采, 根据工作面实际情况时可适当留0.3 m左右的顶煤, 追机带压拉架, 防止伪顶突然离层掉落。

3) 工作面跟底作业, 采高控制在3.2 m左右。

4) 工作面正巷为沿工作面顶底板掘送, 因此机头10个架跟顶跟底开采, 两端头安全出口高度不<1.8 m, 宽度不<0.8 m。

3.4 安全技术措施

1) 人员进入煤帮作业前, 首先必须停机并闭锁采、运二机, 由班长严格执行“敲帮问顶”制度, 处理煤帮及顶板活石后, 待副队长安全确认后, 方可作业。

2) 顶板维护作业在采煤机附近作业时, 必须将采煤机滚筒落地, 停机并将隔离开关打开, 滚筒离合手把拉出。

3) 加强工作面的顶板管理, 确保工作面支护状态良好, 托伪顶分段作业时, 分段过渡段必须平缓过渡, 液压支架不挤、不咬、不歪, 相邻支架高低差不得超过支架侧护板的2/3。

4) 工作面支护作业严格执行“先支后回”原则。

5) 工作面托伪顶开采易发生漏顶、煤帮滚帮, 工作面端面距>340 mm, 必须及时超前拉架接实顶, 保证护帮板护实煤帮, 否则采用支架穿梁的方式维护顶板, 梁采用直径不<180 mm的红松圆木 (长度视工作面实际情况选用) 每架两根, 间距0.75 m均匀布置。具体工序:首先在煤帮加设临时带帽点柱, 柱帽平行于工作面布置, 柱距1.5 m;其次待作业人员撤离运输机上后, 支架工缓慢降架至合适位置, 人员站在临时支护下穿梁, 梁的一端顶死煤帮, 另一端在支架上搭接不<0.4 m, 上述工序完成后, 人员撤离运输机后, 支架工缓慢升紧支架, 待下个循环作业时, 先在煤帮1根梁下加设1根单体然后降架至合适位置, 将另1根梁抽出至煤帮, 并在抽出梁端加设单体, 将本架未抽出梁下的单体回取, 并抽出至煤帮, 最后升紧支架, 带压拉架, 若抽梁比较困难时, 采用续梁的方式进行作业。

6) 工作面支架上穿梁、抽梁作业时, 必须有5人以上协作配合, 专人监护顶板, 支架工操作支架, 严禁同时降下两个及两个以上支架, 降架穿梁抽梁前首先在煤帮必须先加设临时支护后方可作业。

7) 穿梁抽梁维护时, 必须由跟班队长组织人员进行作业, 并全面负责。

8) 工作面顶板破碎, 冒顶高度超过300 mm时必须构顶维护, 构顶时要求木料要横穿竖插均匀, 各有支点, 木垛成“#”字形, 接顶严密。

9) 工作面托伪顶段因滚帮造成冒顶高度超过300 mm, 宽度超过3个支架时采取打锚索支护的方式维护顶板, 锚索采用 (21.6×4 200 mm, 锚片250×250 mm, 距离煤帮300 mm, 间距1 500 mm, 锚索必须打在支架间, 保证工作面正常拉架。

10) 顶板维护打锚索作业由工程区指派队组组织配合作业。

11) 工作面临时支护使用的戴帽点柱, 初撑力必须达11.4 MPa以上, 迎山有劲, 柱帽与单体必须使用8#铁丝拴牢。

12) 若工作面顶板破碎需要构顶时, 先由瓦斯员检查瓦斯等有毒气体, 只有瓦斯浓度<1%, 其他有害气体符合《煤矿安全规程》的规定, 方可作业。

13) 工作面顶板维护过程中若有大块煤体、矸石 (直径>300 mm) 必须将其打碎, 严禁运至煤库。

14) 工作面托伪顶开采时采煤机前滚筒割煤后必须及时将滞后前滚筒一个架的支架距离的后面片帮板打出支护伪顶, 滞后于后滚筒3个支架带压拉架。

15) 托伪顶开采作业坚持分段作业、分段维护。必须坚持先易后难的原则, 首先把顶板相对稳定区域的伪顶托住, 然后再将顶板条件较差处的伪顶托住。

16) 托伪顶期间必须加强维护滚帮后空顶地段的顶板, 减少空顶时间, 以免伪顶因支护不及时而垮落。

4结语

1) 根据工作面推进进度及工作面周期来压、顶板变化、煤壁完整度来调整托伪顶开采的时间及方式, 以此来保证工作面正常推进和提高煤炭燃烧效率及煤矿效益。

2) 减少了设备的磨损。大大减少了工作面采煤机的截齿消耗量和运输机刮板的更换频率。从而减少了用于投入生产的机电备件成本。

3) 增加了发热量, 提高吨煤售价与数量。

4) 给全矿综采队组采掘3#煤层带来了宝贵的生产经验, 同时也为队组生产垫定了好的基础。在开采时, 合理选择回采工艺, 统筹核算吨煤的市场售价及减轻人工劳动强度来增加市场竞争力, 并以此确保回采正常, 确保安全生产。

摘要：官地矿综采一队在北大巷33411综采工作面采用倾斜长壁后退式全部垮落综合机械化跟顶跟底的方式开采, 回采中经选煤及用煤单位反馈此工作面3#煤夹矸较多。为保证煤质, 提高经济效益, 决定采取逐步托伪顶跟底留顶煤开采的作业方式对此工作面进行回采。

关键词：3#煤,33411综采工作面,倾斜长壁后退式,托伪顶

参考文献

[1]李建国, 马小东.综采高架型托伪顶一次采全高[J].河北煤炭, 1999 (2) .

综采工作面机巷 篇8

关键词：综采工作面,沿空留巷,支护技术

1 地质条件

后组五采北翼轨道下山北侧, 西为51106工作面, 现已回采完毕;东为f5断层 (落差H=0~48米、倾角70度) , 北为51105工作面, 已回采完毕。

沿空留设巷道是51106外面运输巷, 该巷道留巷现作为51106外面运输系统巷道。

51106外综采工作面煤层厚度为1.5~1.85m, 平均煤厚1.67m, 煤层倾角为12°~26°, 平均21°;煤层厚度稳定, 煤层属于结构复杂稳定煤层, 工作面内煤层走向118°~128°, 倾向208°~218°, 基本为一单斜构造, 伴有不规则断层发育。

顶板岩性为:老顶为细砂岩, 厚度为8.75~18.55m, 硬度为4.0, 豆青色海绿石, 致密性脆, 断口平坦或贝壳状, 水平层理, 层面富含植物叶部化石碎片, 沿层面分布菱铁矿结核, 成分石英、长石, 钙质胶结。直接顶为粉砂岩, 厚度为6~8.5 m, 硬度为3.0, 深灰色, 致密, 性脆, 贝壳状断口, 含植物叶部化石碎片及菱铁矿结核, 节理发育。

底板岩性为:直接底为泥灰岩, 厚度为0~0.7m, 硬度为3.0, 黑色, 泥钙质胶结, 胶结致密, 裂隙中充填方解石脉。老底为砂岩互层, 厚度为21.21~29.35m, 硬度为3.5, 灰绿色, 含植物碎屑, 致密, 斜层理, 粘土胶结。

2 沿空留巷尺寸确定

沿空留巷巷道采用单体+矸石墙+木垛联合支护时, 确定合理的巷道留设宽度应遵循以下原则。

1) 满足工作面运输、通风、行人要求, 巷道宽度、高度满足综采工作面巷道条件 (或经过小面积修整后满足条件) ;

2) 保证巷道处于采动动压影响前后应相对完整;

3) 保证单体具有良好的支撑性能, 起到支护顶板的作用;4) 保证矸石墙的垒砌质量, 起到支护顶板的效果;

5) 最大限度的减少煤炭损失。

51106外面运输巷沿空留巷围岩为中等稳定岩层, 考虑到留设巷道将用来作为51106外工作面的运输巷使用, 必须保证巷道梯形净断面不小于6.0m2。考虑到巷道在采动动压影响前后存在不同程度的变形现象, 故实际巷道留设宽度不小于3.0m。

3 沿空留巷矸石墙支护设计

1) 自切眼四岔门位置向51104运输巷方向外采用两排单体支柱配铰接顶梁支护不低于30m, 其中从交叉点向外采取一梁三锚式锚索托梁加强支护10m。

2) 留巷时采用在靠采空区侧留设三排走向支柱, 支护方式为单体支柱配金属铰接顶梁联合支护。

3) 回采时下端头煤壁子向上4~5节顶板吃菱形金属网, 2m范围内采用锚带网支护。

4) 回采时自下端头煤壁子向上1.2m范围垒砌矸石袋补强支护, 在矸石袋内外两侧挂挡风帘, 风帘采用胶质帘, 下部采用矸石压边, 上部与顶板紧密相连。

5) 老塘侧每个3m打设一组木垛, 采用长1.2m优质半圆木打设。6) 在靠近采空区矸石袋外侧的加使好一排走向支柱加强支护, 压力大时采取密集支柱加强支护。

4 沿空留巷施工方案

4.1 锚索支护

由于工作面初采时, 切眼处于四岔门位置, 需采用两排单体支柱配铰接顶梁支护, 其中从交叉点采取一梁三锚式锚索托梁加强支护10m, 确保四岔门间的支护效果。

4.2 矸石墙和单体支护

1) 在工作面安装期间, 安装1号支架时与煤壁平行, 在垒砌矸石袋时, 按照由下向上的顺序操作, 并支设单体支柱, 加强顶板的支护, 支设单体支柱时人员在有效支护下作业, 严禁进入空顶区作业。采用单体托铰接顶梁, 或在1号支架上方托钢棚, 另一端支设单体支护钢棚, 人员在其保护下进行垒设矸石袋。

2) 单体支护支设好后, 开始垒矸石袋, 垒矸石袋采取由里至外, 由上至下的顺序进行, 单体支柱随垒砌矸石袋随向外回撤, 垒砌矸石袋时施工人员必须在临时支柱的有效支护范围内施工, 严禁空顶作业, 矸石袋宽度为1.2m, 高度见顶见底;需压茬垒砌, 矸石袋必须整齐不歪斜。1~2人将装好的矸石袋向采空区侧进行垒砌, 2人进行施工时, 需协调用力, 防止挤碰, 随工作面推进充矸逐茬进行, 必须确保矸石袋与顶板接触严密。

3) 矸石袋完成后, 开始回单体支柱, 支、回柱时严格按照单体支护工技术操作规程要求执行, 严禁人员单独作业。支回柱时应首先清理好退路, 敲帮问顶, 确保人员在有效支护下作业。回柱时人员站在回撤点以外的安全地点, 用绳长不低于1.5m的卸荷手把卸载后, 将单体用长把钩子回出。

4) 靠采空区侧留设三排走向支柱, 支护方式为单体支柱配金属铰接顶梁联合支护。紧贴矸石墙沿走向支设一排单体, 第一排单体与第二排排距为1.5m, 第二排单体与第三排排距为1.0m, 第三排与外帮相距0.5m, 溜子平铺在第一排与第二排之间, 第二排与第三排为人行道。支设单体支柱时, 严格按照支护工技术操作规程要求执行。

4.3 木垛支护

老塘侧每隔3.0m打设一组木垛, 木垛采用长1.2m×厚0.1m优质半圆木, 施工的人员必须在有效支护下, 按“#”字施工, 首先将底板清平, 顺着走向方向将半圆木码放至底板上, 顺着倾向方向码放第二层, 顺走向、倾向交替码放到与顶板紧密接触为止, 木垛层面应和工作面倾斜面相一致, 迎山角应与基本支架的迎山角相一致;且上、下方向各层的接触点必须保持在一条直线上。木料之间必须采用平面接触, 不准使用圆木, 三棱木, 腐烂、破损和变形的木料。四角都打紧加紧楔, 加紧楔不得打在顶层。

5 沿空留巷效益分析