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1、兀型組合鋼梁在炮采放頂煤工作面中的應(yīng)用管理
紅嶺煤礦井下開采山西組二1煤層。直接頂為砂質(zhì)泥巖,裂隙發(fā)育,易垮落, 老頂為砂巖。屬于中等穩(wěn)定,II類頂板。煤層厚度 3.1 —7.4m,平均厚度6.2m, 傾角10-25 ,為一穩(wěn)定性中硬厚煤層。目前井下生產(chǎn)采區(qū)有14、15兩個采區(qū), 每個采區(qū)一個回采工作面,兩個工作面全部采用單體柱、較接頂梁配合塑料網(wǎng)護(hù) 頂支護(hù)方法,走向長壁傾斜沿底放頂煤一次采全高區(qū)內(nèi)后退式全部垮落采煤方法, 剩余頂煤,在老塘放頂后回出。
2008年初四采區(qū)14101準(zhǔn)備工作面正在布置,工作面上下巷全部采用 U型鋼 加金屬網(wǎng)配合木背板支護(hù),兩巷道凈斷面均為 8.03?。以往工
2、作面上下巷都采用 工字鋼棚支護(hù),斷面小,支架變形嚴(yán)重,普遍存在前掘后壞現(xiàn)象,工作面回采過 程中上下巷受采動影響,支架變形極快,嚴(yán)重制約著工作面的正常安全生產(chǎn)。在 14101工作面上下巷采用大斷面U型鋼可縮性支架支護(hù)后,雖有變形,但完全能 滿足工作面正常安全生產(chǎn)需要及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的要求。
解決工作面兩巷支護(hù)問題后,鑒于紅嶺礦以前在工作面采用回采方法在回采 過程中工程質(zhì)量極難管理,即頂梁不平、柱排距不均勻、支護(hù)工序復(fù)雜、支護(hù)材 料多、支架棚極易變形、端頭支護(hù)使用不規(guī)范,且回采率低、煤質(zhì)差,工人勞動 強(qiáng)度大等問題。為解決以上問題,根據(jù)國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策大力提倡使用新工藝、 新材料、新設(shè)備、新技術(shù)在各行
3、業(yè)生產(chǎn)中創(chuàng)新應(yīng)用,我公司為加快礦井建設(shè)高產(chǎn)、 高效、節(jié)能礦井的步伐,減少煤炭資源損失,提高原煤質(zhì)量,確保放頂煤工作面 開采更科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、高效的條件下進(jìn)行,經(jīng)公司研究決定,在 14101炮采 放頂煤工作面采用兀型組合鋼梁配合新型金屬菱形網(wǎng)對工作面進(jìn)行支護(hù)開采。
2主要工藝簡述如下:
工作面落運煤:由于煤質(zhì)松軟,工作面采用單排眼爆破落煤,人工霍煤,安 裝刮板輸送機(jī)運煤,此時,刮板輸送機(jī)為于煤墻側(cè)。采煤進(jìn)尺為1.1m。
工作面支護(hù):工作面采用刀型長鋼梁對棚二梁五柱的支護(hù)方式,棚距為0.6m, 主副梁間距為0.1m。最大才5頂距3.5m,最小才5頂距2.4m。安全出口采用4.0m長 刀型鋼
4、梁四組八根,每梁由四跟單體柱支護(hù)。每組均順次單梁前移,另一根隨后 跟進(jìn)。工作面采用1.3 x 1.5m金屬菱形網(wǎng)配合小圓木進(jìn)行護(hù)頂。
放頂煤:采煤、放頂煤平行作業(yè)。放煤采用單輪間隔放煤,從下至上的順序 進(jìn)行,見研閉口。放煤口間距為 1.2-1.5m ,放煤口規(guī)格0.4X0.4m。工作面一采 一放,放頂步距為1.1m,此時輸送機(jī)位于老塘側(cè),放落的煤由運輸機(jī)運出。
移輸送機(jī):工作面放煤,清煤后,將輸送機(jī)移至煤墻側(cè),鋪設(shè)好后,可進(jìn)行 下一循環(huán)的工作。
支護(hù)工作面采用兀型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護(hù),加上高強(qiáng)度金屬菱形 網(wǎng)護(hù)頂,長排梁對棚支護(hù),分主副梁墊步前移,煤墻采煤,老塘放煤,工作面形成雙
5、側(cè)出煤,工作面控頂距最大為3.4m,最小才5頂距2.4m,工作面控頂距縮小后風(fēng)速 提高,放炮后能快速吹散工作面的瓦斯,且長鋼梁對棚支護(hù)頂板整體穩(wěn)定性高, 老塘放煤后有金屬網(wǎng)擋研,且老塘整齊一致,工作面頂?shù)装逡平靠s小。
工作面采用刀型鋼梁配合單體支柱支護(hù),其工藝流程為:打眼一一放炮一一 移主梁(前步梁)一一支設(shè)后方兩柱一一霍煤一一支設(shè)前貼幫柱一一回柱放頂(移
后步梁)一一開口放煤一一補(bǔ)網(wǎng)堵口一一移輸送機(jī),完成一個循環(huán)。
3實際應(yīng)用效果
工作面通過采用兀型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護(hù),加上高強(qiáng)度金屬菱形 網(wǎng)護(hù)頂,其安全程度高;煤墻采煤,老塘放頂煤,工作面形成雙側(cè)出煤,產(chǎn)量高,勞動 強(qiáng)度小
6、,工效高。工作面控頂距縮小后風(fēng)速提高,放炮后能快速吹散工作面的瓦斯, 且長鋼梁對棚支護(hù)頂板整體穩(wěn)定性高,老塘放煤后有金屬網(wǎng)擋研,且老塘整齊一 致,工作面頂?shù)装逡平靠s小。不僅改善了工作面作業(yè)環(huán)境,且又便于工作面工 程質(zhì)量管理。
其主要優(yōu)點:
刀型鋼梁是由兩根刀型鋼梁對焊而成,易保證質(zhì)量,結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越,支護(hù)強(qiáng) 度高,不易損傷。
選擇與工作面礦壓顯現(xiàn)相適應(yīng)的型號, 可以做到合理、節(jié)約,減少勞動強(qiáng)度。
使用刀型鋼梁只需掏出梁窩,就可前移頂梁;支好支架后再采運下部的煤, 同時縮短了支架的端面距,減少頂板裸漏時間和裸漏面積,能及時有效地支護(hù)端 面頂板,防止或減少端面頂板的早期離層和冒落。
使用
7、刀型長鋼梁后,可以避免因錢接頂梁的歪斜松動而導(dǎo)致頂板的漏頂和冒 頂。
當(dāng)煤層賦存地質(zhì)條件發(fā)生變化時,采煤進(jìn)度和放頂步距不受象錢接頂梁那樣 的限制,可已任意調(diào)整,另外,支架的排距也可靈活調(diào)整,以適應(yīng)頂板壓力的變 化。
采用單輪間隔放煤輔助工序少,易于掌握,對頂煤的擾動也小,煤炭損失少,
混肝石少,容易保證煤質(zhì)
采用低位放煤口,具優(yōu)點底煤丟失少,采出率高,飛揚在工作面的煤塵少, 有利于工人健康;低位放煤口不會造成放煤時煤研滾落傷人等危害,封堵口時方 便、迅速,安全。另外,在工作面移支架過程中頂煤隨之垮落,放煤前冒落帶研 石已基本充填滿采空區(qū),放煤后冒落的研石仍能高出支架梁頭,支架受上部大塊 研石的沖擊較小,有利于支架的穩(wěn)定和工作面安全。
4取得的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益
工作面通過采用兀型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護(hù),加上高強(qiáng)度金屬菱形 網(wǎng)護(hù)頂不僅改善了通風(fēng)、行人條件,且確保了作業(yè)人員的安全;簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié); 提高工作面支架整體穩(wěn)定安全性;提高工作面回采率;采用新型金屬菱形網(wǎng)護(hù)頂 后,減少研石進(jìn)入煤流,保證煤炭質(zhì)量符合要求;能便于工作面工程質(zhì)量管理, 及規(guī)范使用端頭支護(hù)(機(jī)頭大棚),使工作面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化更上臺階;減少工作面 材料消耗;降低工人的勞動強(qiáng)度,改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境,提高采面安全可靠程度; 其綜合效益特別顯著。