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    王政敏      单世梁

     

    摘要:晓明矿N3806综采工作面采用初采初次放顶、吊垫运输机上台调整采高、更换液压支架连接头、胶带运输机胶带加设增阻皮带条等工艺,保证综采工作面低采高大角度仰采施工安全、顺畅。

    关键词:低采高  大角度仰采  初次放顶  增阻皮带条  

    0 引言

    晓明矿N3806工作面为八层首采面,煤层倾角9-21°煤厚1.05m,且位于切眼中上部,工作面地质条件和现有设备配置给回采造成很大难度。根据工作面地质条件,从保证煤质和安全回采考虑,回采时将工作面采高调整为2.0m左右,回采初期调整回采工艺实现运输机快速上台、支架快速出切眼,针对大角度仰采采取在采煤机上加装挡板、液压支架操控阀加装限位、胶带运输机加设增阻皮带条等措施,保证回采推进度,提高原煤产量,实现综采工作面安全、持续生产。

    1 工作面概况

    N3806工作面位于北三采区八层六段,运顺长943m,回顺长780m,切眼长260m。工作面所在区域地质构造简单,根据工作面掘进实见情况,N3806工作面回顺实见F406-2断层一处,倾向116°、倾角60°、落差0.5m,预计延伸至工作面内10m,对工作面回采有一定影响,如图1所示。

    煤层整体呈单斜构造,倾角9°~21°,平均15°,煤层与顶底板为整合接触,煤层有二个自然分层,厚度在0.901.20m之间,平均厚度1.05m,夹石一层为炭质泥岩,厚度在0.050.20m之间,平均厚度0.15m。局部坡度为21°,回采时做好相应的防范措施,如图2所示。

     

    1:N3806工作面平面图

     

    2:N3806工作面剖面图

    2重点环节及方案的确定

    1)吊运输机上台迅速降采高:N3806工作面煤层倾角为9°-21°,切眼中高2.6m,煤层平均厚度1.05m,且煤层位于切眼中上部,根据机身高度、支架顶梁厚度、滚筒直径(1.2倍)将采高确定为2.0m,为保证煤质和施工安全,回采前在运输机下方垫木段采用逐刀留底的方式迅速降低采高。

    2)初次放顶:为保证初采期间快速出切眼,工作面安装前在切眼内按设计要求施工切顶眼,待支架拉移3刀后进行初次放顶,使采空区顶板及时冒落,确保支架拉移有效。综采队针对大角度仰采初次放顶工程,提前编制《安全技术措施》并做好施工前准备工作。

    3)胶带运输机大角度运输:皮带队针对运顺胶带运输机21°上山运输拉货难的问题,采取有效措施解决胶带跑偏、飘带、打滑不拉货等情况,保证施工安全、顺畅。

    3方案的实施

    3.1初采快速出切眼

    1.吊垫运输机中部板:由于煤层位于N3806切眼中上部,且仰采坡度较大,从保证煤质和安全回采考虑调整施工工艺,回采时提前将工作面运输机上帮侧吊起,在运输机下方垫原木段或大柈,将运输机中部板垫高200mm-300mm,使其形成仰角便于推进,回采采用逐刀留底的方式迅速降低采高。如图3所示。

    2.初次放顶:工作面初采期间为21°仰采,采高由2.6m迅速降到2.0m,为了防止管理或操作不当,出现支架不接顶拉抽匣的情况影响回采推进度,而导致片帮、冒顶情况的发生,现场采用初采强制放顶的工艺使采空区及时冒落,保证支架初撑力。

    工作面安装前由掘进队按照设计要求,在切眼前后三角点布置切顶炮眼,布置范围为后三角点及前三角点顺槽下帮煤壁向工作面各延伸35m。两端6m范围布置3排眼,其余位置为双排眼炮眼呈三花眼布置,炮眼深度2.0m,与顶板夹角80°,向工作面正前方倾斜。切眼支架安装完毕后,由安装队先将工作面锚索、锚杆及时退锚。随工作面推进,当所有炮眼裸露在切顶线后方时,综采队按照《N3806工作面初次放顶安全技术措施》要求,停止采煤,进行爆破切顶,爆破作业时先放回风侧,再放入风侧,由里侧向外侧依次进行。使采空区顶板及时冒落,确保支架推移有效。经实践通过6个循环的推进有效控制了工作面采高并顺利完成了工作面出切眼施工。

     

    3:N3806工作面出切眼示意图

    3.2 顶板维护

    由于两顺坡度较大,工作面采高较低,为有效解决仰采片帮问题,在选取配套设备中采用头尾两侧为ZY6800/15/35型支架45组)和中间架为ZY6400/13/29(126组)与MG300/720-WD型采煤机1.6米直径滚筒)配套使用。现场安装过程中发现,两侧架型顶梁厚度为550mm,滚筒卧底量为380mm,仰采施工无法进行挑顶操作。经过技术论证后,将原260mm的支架连接头更换为600mm来实现挑顶操作,在两种架型过渡段或片帮严重段采取拉超前架或挑大柈打单体点柱的方式支护顶板,确保仰采工作面沿煤层回采期间顶板安全可靠。

    3.3 改进运输设施

    N3806工作面煤层倾角为9°-21°,回采初期工作面处于调整阶段,出货量较小运顺胶带运输机有时出现跑偏情况,经调试得到了解决。随着回采的进行工作面生产处于正常化后,生产能力越来越大,煤炭拉运的不稳定问题逐渐显露出来,主要就是运顺坡度大,工作面大量出煤,胶带输送机经常出现胶带飘带、跑偏、带面打滑等拉运能力不足的情况。针对上述问题我们不断探索和尝试,在皮带尾安设防跑偏辊、防飘带压辊,在带面涂抹胶条等方式保障生产顺畅,但效果不太理想,在生产实践中不断尝试和完善,最后确定在带面安设增阻皮带条的方式,既用废旧皮带条加工成人字形,在胶带带面上每隔3m固定一道600mm×100mm的胶带条,采用风动工具在皮带条顶端及两侧打孔,每根胶带条固定3-5处,铝制铆钉将增阻皮带条与胶带锚固在一起,确保其牢固性,经实践效果较好。如图4所示。

    4:胶带运输机防跑偏设施及增阻皮带条

    4安全技术保障措施

    1.两顺增设推移装置:回采过程中由于工作面仰采角度较大,给运输机的推移增加难度,通过在两顺巷道内增设拉移液压缸辅助运输机机头、机尾的推移,保证回采正常推进度。

    2.移设变电列车:运顺变电列车位置最大坡度达18°以上,为实现在大坡度巷道内移设变电列车安全操作,通过计算效验,两台SDJ-28型回柱绞车,缠绕绳经Φ32mm的钢丝绳,共同分段迁移变电列车,3台移动变电站和电缆车,剩余车辆,保证施工安全。

    3.两顺物料防倒防滑:由于两顺坡度较大易出现设备滚落现象,在运、回顺超前支护外巷道内设置挡货装置,防止因操作不当导致物料滚落下滑伤到下方的施工人员。在运顺胶带运输机两侧安设金属防护网并在运输机上方设置挡货装置防止货物下滑滚落,确保两顺施工安全。如图5所示。

    4 .N3806工作面回采期间采高控制在2m左右,低采高大角度仰采不利于顶板管理,采用拉超前架维护顶板时,易导致作业空间狭小不便于行走和操作安全,回采施工中要求在液压支架操作手把处安设限位装置,防止人员误操作,并在液压支架顶梁与运输机电缆槽间加设防护网,防止割煤时上帮片帮掉块伤人。

    5.运顺每天安排人员在滑道前拉底,人为调整皮带尾滑道角度,保证回采中高3m,为加强工作面煤质管理,拉底的岩石或工作面采出的大块岩石全部堆放在运顺硐室内,做到煤岩分运,综采队在缩皮带尾时,要将皮带尾垫平,减少胶带打滑的概率。 

     

    5:两顺挡货板皮带防滑货装置支架限位装置

    5 优势与不足

    5.1优势:

    1.通过吊垫运输机和初采强制放顶等措施,有效解决支架不接顶和推移拉抽匣的问题,合理调整采高,保证了N3806工作面快速顺利初采。

    2.增阻皮带条及防跑偏装置的安设有效解决胶带运输机拉货难的问题,保证生产持续、顺畅。

    5.2不足:

    1.自制的增阻皮带条虽效果明显,但属于易损件,安设施工增加工人劳动强度,铆钉锚固后在通过胶带运输机机头的清货器时易刮卡或损坏,需定期更换刮货皮子、加设增阻皮带条。

    2.设备改造还需完善,受配套设备限制,ZY6800/15/35和ZY6400/13/29过渡段易造成梁端距超规定,拉超前架因采高低不便于行走,同时限制了采煤机割煤时的行走速度。

    6 结论

    通过对N3806综采工作面低采高大角度仰采的实践,为低采高大倾角仰采的顶板、安全和煤炭运输管理提供技术参考,保证顶板管控有效、杜绝胶带运输拉货难的问题,提高月单进进尺,增加经济效益,确保矿井接续顺畅。为综采工作面回采拓宽了视野、积累了经验。为我矿今后开采相同地质条件的采煤工作面提供了宝贵的经验。

     

     

    作者简介:王政敏(1983.1-),男,工程师。2006年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及自动化专业,现在晓明矿生产科科长从事采煤管理工作,联系电话:15104102722

     

     


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