???? 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、鉸接頂梁配合塑料網(wǎng)護頂支護方法,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,兩巷道凈斷面均為8.03?。以往工作面上下巷都采用工字鋼棚支護,斷面小,支架變形嚴重,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)量標準化的要求。
?解決工作面兩巷支護問題后,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、支護工序復雜、支護材料多、支架棚極易變形、端頭支護使用不規(guī)范,且回采率低、煤質(zhì)差,工人勞動強度大等問題。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、新設備、新技術(shù)在各行業(yè)生產(chǎn)中創(chuàng)新應用,我公司為加快礦井建設高產(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、安全、經(jīng)濟、高效的條件下進行,經(jīng)公司研究決定,在14101炮采放頂煤工作面采用π型組合鋼梁配合新型金屬菱形網(wǎng)對工作面進行支護開采。
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,安裝刮板輸送機運煤,此時,刮板輸送機為于煤墻側(cè)。采煤進尺為1.1m。
工作面支護:工作面采用η型長鋼梁對棚二梁五柱的支護方式,棚距為0.6m,主副梁間距為0.1m。最大控頂距3.5m,最小控頂距2.4m。安全出口采用4.0m長η型鋼梁四組八根,每梁由四跟單體柱支護。每組均順次單梁前移,另一根隨后跟進。工作面采用1.3×1.5m金屬菱形網(wǎng)配合小圓木進行護頂。
放頂煤:采煤、放頂煤平行作業(yè)。放煤采用單輪間隔放煤,從下至上的順序進行,見矸閉口。放煤口間距為1.2-1.5m,放煤口規(guī)格0.4×0.4m。工作面一采一放,放頂步距為1.1m,此時輸送機位于老塘側(cè),放落的煤由運輸機運出。
?移輸送機:工作面放煤,清煤后,將輸送機移至煤墻側(cè),鋪設好后,可進行下一循環(huán)的工作。
?支護工作面采用π型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護,加上高強度金屬菱形網(wǎng)護頂,長排梁對棚支護,分主副梁墊步前移,煤墻采煤,老塘放煤,工作面形成雙側(cè)出煤,工作面控頂距最大為3.4m,最小控頂距2.4m,工作面控頂距縮小后風速提高,放炮后能快速吹散工作面的瓦斯,且長鋼梁對棚支護頂板整體穩(wěn)定性高,老塘放煤后有金屬網(wǎng)擋矸,且老塘整齊一致,工作面頂?shù)装逡平靠s小。
工作面采用η型鋼梁配合單體支柱支護,其工藝流程為:打眼――放炮――移主梁(前步梁)――支設后方兩柱――霍煤――支設前貼幫柱――回柱放頂(移后步梁)――開口放煤――補網(wǎng)堵口――移輸送機,完成一個循環(huán)。
3實際應用效果
? 工作面通過采用π型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護,加上高強度金屬菱形網(wǎng)護頂,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,勞動強度小,工效高。工作面控頂距縮小后風速提高,放炮后能快速吹散工作面的瓦斯,且長鋼梁對棚支護頂板整體穩(wěn)定性高,老塘放煤后有金屬網(wǎng)擋矸,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:
η型鋼梁是由兩根η型鋼梁對焊而成,易保證質(zhì)量,結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越,支護強度高,不易損傷。
選擇與工作面礦壓顯現(xiàn)相適應的型號,可以做到合理、節(jié)約,減少勞動強度。
使用η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,能及時有效地支護端面頂板,防止或減少端面頂板的早期離層和冒落。
使用η型長鋼梁后,可以避免因鉸接頂梁的歪斜松動而導致頂板的漏頂和冒頂。
當煤層賦存地質(zhì)條件發(fā)生變化時,采煤進度和放頂步距不受象鉸接頂梁那樣的限制,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,混矸石少,容易保證煤質(zhì)。
采用低位放煤口,其優(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矸滾落傷人等危害,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,放煤前冒落帶矸石已基本充填滿采空區(qū),放煤后冒落的矸石仍能高出支架梁頭,支架受上部大塊矸石的沖擊較小,有利于支架的穩(wěn)定和工作面安全。
4取得的經(jīng)濟效益及社會效益
?工作面通過采用π型組合鋼梁配合單體液壓支柱支護,加上高強度金屬菱形網(wǎng)護頂不僅改善了通風、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)護頂后,減少矸石進入煤流,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(機頭大棚),使工作面質(zhì)量標準化更上臺階;減少工作面材料消耗;降低工人的勞動強度,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。
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