大倾角综采工作面调架\扶架管理浅谈

摘要:工作面煤层倾角在平均42°以上,受褶曲构造影响,煤层倾向起伏较大,由于跟顶板回采,局部支架、输送机未能及时调整,加之采高过大、顶板破碎,造成支架倾倒、歪斜、咬架、压架,无法正常移架,造成生产无法正常开展。采用垫车、垫支架的方法,将支架与输送机整体抬高,煤壁采用人工采煤架设走向棚超前支护,并加设顺山挑棚加强支护,推溜、移架时,采用单体辅助进行。经过生产实践,支架顺利调整好,并恢复了正常生产。

关键词:倒架;咬架;压架;垫车;调架;扶架

中图分类号:TD355+.45 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)014(C)-0224-02

引言:大倾角厚煤层综合机械化开采在国内外很少采用,成功的经验很少,淮南矿业集团李嘴孜煤矿在取得薄煤层开采成功后,再次试验厚煤层【3232(3)】开采技术,由于初期技术不成熟,工作面出现问题后走了不少弯路,造成支架倒架、压架、咬架,刮板输送机被抵死,后经集团公司及矿共同总结,由于现场措施得当、落实到位,取得调架、扶架成功,走上正常回采。

一、工作面概况

(一)概况。3232(3)工作面位于东二采区东翼二阶段,东起李Ⅳ线东82m(即Fc-2断层附近),西至东二-530m2号运输石门,上限-430.3―440.0m,下限-519.9―521.7m,走向长849―1114m,倾斜长度92―148m,平均120m,倾角31°―53°,平均45°。

(二)地质条件。1、煤层情况。该块段在东二采区内属较稳定的厚煤层,煤厚3―7.5/5.2m,黑色,弱油脂光泽,半亮―半暗型。顶部煤体较硬,呈块状、碎块状,底部煤体较软,呈颗粒状、粉沫状,f=0.3―0.8。煤层走向113°―131°,倾向23°―41°。2、顶底板。该煤层直接顶板为砂质粘土岩,厚度8.3m左右,深灰色,较致密,性较硬。老顶为中细粒砂岩,厚度3.6m左右,灰白色,厚层状,性坚硬,顶板类型为Ⅱ类2级。直接底为粘土岩,厚度3.4m左右,灰色,间夹C12煤层,呈块状,性较软。老底为细砂岩,厚2.2m左右,灰白色,中厚层状,性硬。3、预计工作面回采时最大涌水量:9.0m3/h。正常涌水量:3.0m3/h。4、其他开采技术条件。(1)瓦斯:该块段位于突出威胁区。相对瓦斯涌出量:4.34m3/t,瓦斯绝对涌出量为13.6m3/min。(2)煤层自燃发火倾向:煤层有自燃发火期倾向,煤的自燃发火期为1―3个月。(3)煤尘爆炸性:煤尘具有爆炸危险性,煤尘爆炸指数39.93%。

二、设备选型与配套

设备名称 设备型号数量

支架 ZZ4200/18/38 80架

采煤机 MG300/700-QWD 1台

刮板输送机 SGZ-764630 1部

乳化液泵DRB200/31.5 2台

转载机SZB730/132 1部

移动变电站KBSGZY-1600/6/1.14 2台

三、工作面回采情况

工作面09年5月25日开始回采,开始期间为炮采,采用2.5m单体配合1.2m铰接顶梁支护,4―5排管理,最大控顶距6m、最小控顶距4.8m。工作面沿走向回采170m后,于09年10月25日至11月13日将炮采工作面改造为综采伪倾斜切眼(12°),11月12日安装综采设备,12月8日工作面安装齐,共计80架。12月9日开始调试,12月11日正式回采。工作面斜长148m,下口炮采剩余28m。1―65架倾角为40°―44°,66―80架倾角为32°―39°。初采期间工作面采用下端多进,上端少进方式进行甩采(比例1:3)。于2010年1月18日开始平行推进,日割4刀。

2月2日开始顶板起伏较大,支架开始超高,由于调整不及时,造成综采支架难以紧跟C13煤层顶板,支架上方留有顶煤,由于调架时,顶煤垮落,顶空;2月6日工作面30架至20架开始出现歪架、倒架、咬架。初期采用甩采下端多进的方式进行逐步调整支架,效果不明显,后又采用上端多进进调整,造成中间滞后两端,工作面输送机无法抵出,由于周期来压,造成片帮,支架歪倒、咬架、压架严重,并扩大范围(46―12架),2月20经集团公司及矿组织研讨对顶板破碎带人工采煤架棚支护管理顶板,最后进行抵车移架,走出中间滞后支架,并于2月21日由顶板较好的50架开始,向下人工采支走向棚超前支护,并在顶板最为破碎的47架至34架注玛丽散固化顶板,取得较好效果,工作面逐步走向正常。具体方法如下:

四、人工采煤架棚管理

人工采煤是为了控制顶板,确保顶板破碎情况下,调整支架时,架间不漏矸,确保支架能打上劲,若顶板完整时,尽量不要破坏顶板进行人工采煤。

人工采煤时,采用走向棚支护,采宽4m,工作面51―10架之间由上向下一拨作业,采用4m11#工字钢配合2.5―4m单体支护,棚距1000m,若顶板破碎时可适当缩小棚距;采高1.8m,一梁3柱支护,采用金属网、撞楔板背顶。采够一排挑棚宽度后采用4m11#工字钢沿煤壁侧单体里侧支设顺山挑棚加强支护,顺山棚一梁三柱支设采煤时,煤帮必须采用金属网配合半圆木、撞楔板腰背好,金属网下搭到底。

采走向棚时,走向梁一端搭在支架顶梁梁头上,搭接不少于200mm,架头铁对铁支护时必须垫木料防止打滑,另一端靠煤壁侧用DZ-25单体做腿子,中间支柱采用2.8―4m单体,用撞楔、塘材、大笆片及金属网将顶过严、过平。采够一排挑棚宽度后,要及时在走向棚下架设顺山棚加强支护,所有单体必须系好防倒绳。

架棚时,为防止后期移架时钢梁调入支架间,影响正常移架,在顺山棚下加铺一层金属网,是上方支护连成整体,防止移架时钢梁调入架间;若顶板破碎时,及时采用托梁临时管理顶板,防止掉顶伤人,严禁超宽空顶采煤,作业前将架头活矸放掉,及时采用半圆木捆绑金属网,将金属网抵至支架顶梁上,并向顶梁里侧抵,采用各种木料将支架与顶板接上劲,防止施工时活矸、木料下窜伤人。

五、扶架措施

人工采煤维护好顶板后,方可移架、调整支架;移架、调架时,采用单体及防倒千斤顶辅助进行,单体必须系好防倒绳或采用φ≥16mm棕绳拴牢固。移架、调架时,每架单体不少于2根,支架前方煤壁侧顶梁下斜撑一根,前立柱附近顶梁下斜撑一根,单体两端生根必须牢固可靠,防止加压时崩掉伤人,单体采用远程供液,人员严禁站在单体能崩到的地方,每调整一架及时用单体或锚链固定好,方准移下方支架。

千斤顶安装时,分别安装在支架架档前方顶梁下、架档内顶梁下及后立柱连杆底座处各安装一组,锚链长度根据现场情况确定,锚链一端安设一个千斤顶,一端连接在被调支架上,将支架连成整体。生根架在55架左右切顶板必须完好能打上劲,人员严禁站在防倒千斤顶及锚链正下方,且在安全地点离操作。架档内锚链每架必须用3分钢丝绳固定在支架顶梁上,防止断链伤人。

调整支架时,由上向下进行匀侧护将支架向上靠,逐步扶正,由于支架上架超前下架,支架架尾脱节,无法由上向下进行移,因此由下向上进行移架,由侧护大支架较正规的地点开始,每调整一架,在本架下架脚垫设方木料,防止支架倾倒。调架期间,架间空间较大时,为防止顶板抽漏,采用大梁或半圆木配合单体支设托梁护顶。调整支架期间,必须采取单向割煤。

移架时,侧护要正常使用,平均每三架有一个侧护完全打开,严禁每架侧护均全部打完。若支架阻力大,无法走动时,采用单体辅助移架,单体一端生根在下架支架后四连杆凹槽内,一端生根在被移支架立柱前顶梁凹槽内,并拴绳固定好单体,采用远距离一并供压操作,强行移动支架。支架必须在走动中调整,严禁原地调整,允许分拨调整,分拨间距不少于15m,若支架侧护收完架尾咬死时,采用单体将上下邻架架尾强行打开。

对于采高超过3.3m时,采用垫刮板机、垫支架的方法降低采高,垫料时,垫料一端要伸入输送机底溜槽下方升入不少于50mm一端在煤壁掏窝固定,方木仰度不小于10°,且保证输送机正常漂车、抵车;漂车后若输送机不平时,采用木楔或方木从老唐侧将刮板输送车垫平,确保煤机正常运行。

扶架期间,集团公司生产部安排人员跟班督导,矿由采煤副矿长、采煤副总分别跟班进行现场督导调整,由于措施得当,组织合理,落实到位,扶架取得圆满成功。

结束语:以上各项技术已在李嘴孜矿3232(3)工作面扶架实践中取得了成功,工作面于2010年3月28日开始正常回采,由于大倾角厚煤层综采工作面的特殊性,加之地质构造不断变化,回采时,采高必须控制在3.2m以内,方可发挥最大的经济效益,否则劳动组织很难正常衔接,工序配合很难顺畅,对安全生产造成重大隐患。

作者单位:安徽淮南矿业集团李嘴孜煤矿