第45屆等級(jí)獎(jiǎng)?wù)撐?--N3-806綜采工作面低采高大角度回采的研究與實(shí)踐
王政敏 ?桂 ?寒 ?單世梁
?
摘要：曉明礦N3806綜采工作面采用初采初次放頂、吊墊運(yùn)輸機(jī)上臺(tái)調(diào)整采高、更換液壓支架連接頭、膠帶運(yùn)輸機(jī)膠帶加設(shè)增阻皮帶條等工藝，保證綜采工作面低采高大角度仰采施工安全、順暢。
關(guān)鍵詞：低采高 ?大角度仰采 ?初次放頂 ?增阻皮帶條 ?
0 引言
曉明礦N3806工作面為八層首采面，煤層傾角9-21°煤厚1.05m，且位于切眼中上部，工作面地質(zhì)條件和現(xiàn)有設(shè)備配置給回采造成很大難度。根據(jù)工作面地質(zhì)條件，從保證煤質(zhì)和安全回采考慮，回采時(shí)將工作面采高調(diào)整為2.0m左右，回采初期調(diào)整回采工藝實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)快速上臺(tái)、支架快速出切眼，針對(duì)大角度仰采采取在采煤機(jī)上加裝擋板、液壓支架操控閥加裝限位、膠帶運(yùn)輸機(jī)加設(shè)增阻皮帶條等措施，保證回采推進(jìn)度，提高原煤產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)綜采工作面安全、持續(xù)生產(chǎn)。
1 工作面概況
N3806工作面位于北三采區(qū)八層六段，運(yùn)順長(zhǎng)943m，回順長(zhǎng)780m，切眼長(zhǎng)260m。工作面所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，根據(jù)工作面掘進(jìn)實(shí)見情況，N3806工作面回順實(shí)見F406-2斷層一處，傾向116°、傾角60°、落差0.5m，預(yù)計(jì)延伸至工作面內(nèi)10m，對(duì)工作面回采有一定影響，如圖1所示。
煤層整體呈單斜構(gòu)造，傾角9°～21°，平均15°，煤層與頂?shù)装鍨檎辖佑|，煤層有二個(gè)自然分層，厚度在0.90～1.20m之間，平均厚度1.05m，夾石一層為炭質(zhì)泥巖，厚度在0.05～0.20m之間，平均厚度0.15m。局部坡度為21°，回采時(shí)做好相應(yīng)的防范措施，如圖2所示。
?
圖1：N3806工作面平面圖
?
圖2：N3806工作面剖面圖
2重點(diǎn)環(huán)節(jié)及方案的確定
（1）吊運(yùn)輸機(jī)上臺(tái)迅速降采高：N3806工作面煤層傾角為9°-21°，切眼中高2.6m，煤層平均厚度1.05m，且煤層位于切眼中上部，根據(jù)機(jī)身高度、支架頂梁厚度、滾筒直徑（1.2倍）將采高確定為2.0m，為保證煤質(zhì)和施工安全，回采前在運(yùn)輸機(jī)下方墊木段采用逐刀留底的方式迅速降低采高。
（2）初次放頂：為保證初采期間快速出切眼，工作面安裝前在切眼內(nèi)按設(shè)計(jì)要求施工切頂眼，待支架拉移3刀后進(jìn)行初次放頂，使采空區(qū)頂板及時(shí)冒落，確保支架拉移有效。綜采隊(duì)針對(duì)大角度仰采初次放頂工程，提前編制《安全技術(shù)措施》并做好施工前準(zhǔn)備工作。
（3）膠帶運(yùn)輸機(jī)大角度運(yùn)輸：皮帶隊(duì)針對(duì)運(yùn)順膠帶運(yùn)輸機(jī)21°上山運(yùn)輸拉貨難的問(wèn)題，采取有效措施解決膠帶跑偏、飄帶、打滑不拉貨等情況，保證施工安全、順暢。
3方案的實(shí)施
3.1初采快速出切眼
1.吊墊運(yùn)輸機(jī)中部板：由于煤層位于N3806切眼中上部，且仰采坡度較大，從保證煤質(zhì)和安全回采考慮調(diào)整施工工藝，回采時(shí)提前將工作面運(yùn)輸機(jī)上幫側(cè)吊起，在運(yùn)輸機(jī)下方墊原木段或大柈，將運(yùn)輸機(jī)中部板墊高200mm-300mm，使其形成仰角便于推進(jìn)，回采采用逐刀留底的方式迅速降低采高。如圖3所示。
2.初次放頂：工作面初采期間為21°仰采，采高由2.6m迅速降到2.0m，為了防止管理或操作不當(dāng)，出現(xiàn)支架不接頂拉抽匣的情況影響回采推進(jìn)度，而導(dǎo)致片幫、冒頂情況的發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)采用初采強(qiáng)制放頂?shù)墓に囀共煽諈^(qū)及時(shí)冒落，保證支架初撐力。
工作面安裝前由掘進(jìn)隊(duì)按照設(shè)計(jì)要求，在切眼前后三角點(diǎn)布置切頂炮眼，布置范圍為后三角點(diǎn)及前三角點(diǎn)順槽下幫煤壁向工作面各延伸35m。兩端6m范圍布置3排眼，其余位置為雙排眼炮眼呈三花眼布置，炮眼深度2.0m，與頂板夾角80°，向工作面正前方傾斜。切眼支架安裝完畢后，由安裝隊(duì)先將工作面錨索、錨桿及時(shí)退錨。隨工作面推進(jìn)，當(dāng)所有炮眼裸露在切頂線后方時(shí)，綜采隊(duì)按照《N3806工作面初次放頂安全技術(shù)措施》要求，停止采煤，進(jìn)行爆破切頂，爆破作業(yè)時(shí)先放回風(fēng)側(cè)，再放入風(fēng)側(cè)，由里側(cè)向外側(cè)依次進(jìn)行。使采空區(qū)頂板及時(shí)冒落，確保支架推移有效。經(jīng)實(shí)踐通過(guò)6個(gè)循環(huán)的推進(jìn)有效控制了工作面采高并順利完成了工作面出切眼施工。
?
圖3：N3806工作面出切眼示意圖
3.2 頂板維護(hù)
由于兩順坡度較大，工作面采高較低，為有效解決仰采片幫問(wèn)題，在選取配套設(shè)備中采用頭尾兩側(cè)為ZY6800/15/35型支架（45組）和中間架為ZY6400/13/29（126組）與MG300/720-WD型采煤機(jī)（1.6米直徑滾筒）配套使用。現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)架型頂梁厚度為550mm，滾筒臥底量為380mm，仰采施工無(wú)法進(jìn)行挑頂操作。經(jīng)過(guò)技術(shù)論證后，將原260mm的支架連接頭更換為600mm來(lái)實(shí)現(xiàn)挑頂操作，在兩種架型過(guò)渡段或片幫嚴(yán)重段采取拉超前架或挑大柈打單體點(diǎn)柱的方式支護(hù)頂板，確保仰采工作面沿煤層回采期間頂板安全可靠。
3.3 改進(jìn)運(yùn)輸設(shè)施
N3806工作面煤層傾角為9°-21°，回采初期工作面處于調(diào)整階段，出貨量較小運(yùn)順膠帶運(yùn)輸機(jī)有時(shí)出現(xiàn)跑偏情況，經(jīng)調(diào)試得到了解決。隨著回采的進(jìn)行工作面生產(chǎn)處于正?；?，生產(chǎn)能力越來(lái)越大，煤炭拉運(yùn)的不穩(wěn)定問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)，主要就是運(yùn)順坡度大，工作面大量出煤，膠帶輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)膠帶飄帶、跑偏、帶面打滑等拉運(yùn)能力不足的情況。針對(duì)上述問(wèn)題我們不斷探索和嘗試，在皮帶尾安設(shè)防跑偏輥、防飄帶壓輥，在帶面涂抹膠條等方式保障生產(chǎn)順暢，但效果不太理想，在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷嘗試和完善，最后確定在帶面安設(shè)增阻皮帶條的方式，既用廢舊皮帶條加工成人字形，在膠帶帶面上每隔3m固定一道600mm×100mm的膠帶條，采用風(fēng)動(dòng)工具在皮帶條頂端及兩側(cè)打孔，每根膠帶條固定3-5處，用鋁制鉚釘將增阻皮帶條與膠帶錨固在一起，確保其牢固性，經(jīng)實(shí)踐效果較好。如圖4所示。
圖4：膠帶運(yùn)輸機(jī)防跑偏設(shè)施及增阻皮帶條
4安全技術(shù)保障措施
1.兩順增設(shè)推移裝置：回采過(guò)程中由于工作面仰采角度較大，給運(yùn)輸機(jī)的推移增加難度，通過(guò)在兩順巷道內(nèi)增設(shè)拉移液壓缸輔助運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的推移，保證回采正常推進(jìn)度。
2.移設(shè)變電列車:運(yùn)順變電列車位置最大坡度達(dá)18°以上，為實(shí)現(xiàn)在大坡度巷道內(nèi)移設(shè)變電列車安全操作，通過(guò)計(jì)算效驗(yàn)，采用兩臺(tái)SDJ-28型回柱絞車，纏繞繩經(jīng)Φ32mm的鋼絲繩，共同分段遷移變電列車，先拉運(yùn)3臺(tái)移動(dòng)變電站和電纜車，在拉運(yùn)剩余車輛，保證施工安全。
3.兩順物料防倒防滑：由于兩順坡度較大易出現(xiàn)設(shè)備滾落現(xiàn)象，在運(yùn)、回順超前支護(hù)外巷道內(nèi)設(shè)置擋貨裝置，防止因操作不當(dāng)導(dǎo)致物料滾落下滑傷到下方的施工人員。在運(yùn)順膠帶運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)安設(shè)金屬防護(hù)網(wǎng)并在運(yùn)輸機(jī)上方設(shè)置擋貨裝置防止貨物下滑滾落，確保兩順施工安全。如圖5所示。
4 .N3806工作面回采期間采高控制在2m左右，低采高大角度仰采不利于頂板管理，采用拉超前架維護(hù)頂板時(shí)，易導(dǎo)致作業(yè)空間狹小不便于行走和操作安全，回采施工中要求在液壓支架操作手把處安設(shè)限位裝置，防止人員誤操作，并在液壓支架頂梁與運(yùn)輸機(jī)電纜槽間加設(shè)防護(hù)網(wǎng)，防止割煤時(shí)上幫片幫掉塊傷人。
5.運(yùn)順每天安排人員在滑道前拉底，人為調(diào)整皮帶尾滑道角度，保證回采中高3m，為加強(qiáng)工作面煤質(zhì)管理，拉底的巖石或工作面采出的大塊巖石全部堆放在運(yùn)順硐室內(nèi)，做到煤巖分運(yùn)，綜采隊(duì)在縮皮帶尾時(shí)，要將皮帶尾墊平，減少膠帶打滑的概率。?
?
圖5：兩順擋貨板皮帶防滑貨裝置支架限位裝置
5 優(yōu)勢(shì)與不足
5.1優(yōu)勢(shì)：
1.通過(guò)吊墊運(yùn)輸機(jī)和初采強(qiáng)制放頂?shù)却胧?，有效解決支架不接頂和推移拉抽匣的問(wèn)題，合理調(diào)整采高，保證了N3806工作面快速順利初采。
2.增阻皮帶條及防跑偏裝置的安設(shè)有效解決膠帶運(yùn)輸機(jī)拉貨難的問(wèn)題，保證生產(chǎn)持續(xù)、順暢。
5.2不足：
1.自制的增阻皮帶條雖效果明顯，但屬于易損件，安設(shè)施工增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，鉚釘錨固后在通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭的清貨器時(shí)易刮卡或損壞，需定期更換刮貨皮子、加設(shè)增阻皮帶條。
2.設(shè)備改造還需完善，受配套設(shè)備限制，ZY6800/15/35和ZY6400/13/29過(guò)渡段易造成梁端距超規(guī)定，拉超前架因采高低不便于行走，同時(shí)限制了采煤機(jī)割煤時(shí)的行走速度。
6?結(jié)論
通過(guò)對(duì)N3806綜采工作面低采高大角度仰采的實(shí)踐，為低采高大傾角仰采的頂板、安全和煤炭運(yùn)輸管理提供技術(shù)參考，保證頂板管控有效、杜絕膠帶運(yùn)輸拉貨難的問(wèn)題，提高月單進(jìn)進(jìn)尺，增加經(jīng)濟(jì)效益，確保礦井接續(xù)順暢。為綜采工作面回采拓寬了視野、積累了經(jīng)驗(yàn)。為我礦今后開采相同地質(zhì)條件的采煤工作面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
?
?
作者簡(jiǎn)介：王政敏（1983.1-），男，工程師。2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在曉明礦生產(chǎn)科科長(zhǎng)從事采煤管理工作，聯(lián)系電話：15104102722
?
?
打印本文
關(guān)閉窗口