复杂条件综采工作面回采技术

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  摘 要:介绍了综采工作面在存在顶板穿层斜巷,同时工作面转角的复杂条件下回采技术,通过合理制定穿层斜巷的支护方案和工作面调整方案,保证了工作面正常回采,对相似条件工作面回采具有一定借鉴意义。
  关键词:穿层斜巷 转角 综采工作面 回采技术
  1.工作面概况
  崔家寨井田位于河北省蔚县境内,是蔚县矿区建设的第一对大型矿井,设计生产能力180万吨/年。矿井主采煤层3层,自下而上分别为1号、5号、6号煤层,采用综合机械化开采。由于矿井受到严重的小煤窑破坏,造成井田内可采区域收缩。另外矿井地质条件复杂,断层发育,对工作面布置和生产具有较大影响。受地质构造等自然因素影响,一些工作面存在转弯、过老硐等问题,给工作面正常回采及安全管理带来一定困难。
  501工作面位于三采区5号煤层,上距6号煤层20米,下距1号煤层45米,工作面埋深300米,煤层平均厚度4.0米,平均倾角9度。煤层顶板情况:直接顶细砂岩,厚3.5m;老顶粉砂岩,厚3.8m。直接底粉细砂岩互层,厚4.2m;老底细砂岩。工作面走向1005米,面长160米,为避开断层影响,工作面进风巷710米处变向,拐向后巷道与原巷道夹角164度。轉角附近还存在有一条上部6煤层至5煤层的穿层巷道,该巷与501进风巷夹角54度,从进风巷上部通过一直延伸至501回风巷转角处,巷道坡度下山15度,距501回风转角50米处开始变为全煤,沿5煤顶板掘进。巷宽4.2米,高3米,采用锚网支护。工作面位置见图1。
  501工作面采用综合机械化回采工艺,自然垮落法管理顶板。工作面装备为:MG300/730-WD型双滚筒采煤机一台,SGZ880/800刮板输送机一部,ZY6600-21/45型掩护式液压支架110组。
  2.工作面过复杂条件回采方案
  2.1 对6煤至5煤穿层斜巷加强支护
  工作面未推至转角之前对6煤至5煤穿层斜巷进行加强支护,支护采用支架、木垛、锚杆、锚索等联合支护方式。具体为:
  斜巷两帮打设液冲膨胀锚杆加强支护,膨胀锚杆长3米,打设2排,第一排距顶400mm,间距500mm,仰角45度,第二排与第一排排距1m,间距1m,垂直煤壁打设。
  斜巷上顶补强支护:斜巷全煤点向上15m范围内上顶打设锚索加强支护,锚索采用直径为15.24㎜的高强度钢绞线,长度7米,距巷道两帮1.5m各打设一根锚索,排距1.0m。
  斜巷人工假顶支护:斜巷进入5煤层后全煤段巷道使用4m两面平配合3.15m单体柱打抬板支护,排距1m,一梁5柱,上顶用杨木半圆插背严实。斜巷底板开始见煤至全煤段巷道,顺巷道方向沿煤层顶板使用长8米的24kg轨道做梁,下部使用单体液压支柱或木柱,上部空顶部分打木垛接顶。单体柱柱距1m,木垛使用3.5m×3.5m两面平打设。
  斜巷全岩段支护:从斜巷底板开始见煤至斜巷底板距5煤顶板厚度小于1米段巷道,先沿斜巷底板垂直巷道布置钢轨,长5.5m,在巷道两帮掏窝保证钢轨插入,钢轨排距2m,钢轨至斜巷顶板范围使用3.5m×3m两面平打设木垛支护。斜巷支护见图
  2.2 工作面过转角方案
  2.2.1 过转角正常运煤措施
  工作面推采接近转角时,二部皮带会越来越短,达到最短长度时将二部皮带拆除,换为40T溜子。在皮带巷拐角处合适位置进行扩帮,保证40T溜子和转载机能正常通过。巷道刷帮后,控顶范围增大,采用3.15m水柱配合4.0m两面平加强支护。随着工作面推采,对40T溜子溜槽进行掐拆,当转载机机头推至40T溜子机头时,先将40T溜子拆除,将一部皮带机尾向外拉至合适位置,重新安装40T溜子前方与皮带机搭接,后方连接转载。当转载机拉过转角10m后,拆掉40T溜子,将一部皮带机尾拉回,使转载机与一部皮带机尾直接搭接,保证过转角期间正常运煤。
  2.2.2 过转角回采技术
  该工作面拐角16度,旋转时回风巷需比进风巷多推采46米距离,采用虚旋转中心的方法调整工作面,在工作面进风巷距拐点前15米开始调斜,皮带巷和轨道巷按1:3比例进行调采。调斜推采过程中必须注意严格控制好采面溜子,避免溜子在过拐点时上窜下跳量过大,要加强支架方向调整,避免出现挤、咬支架现象。
  3 结语
  针对501综采工作面在转向的同时,还要过一条6煤至5煤的顶板穿层斜巷的实际情况,制定了工作面调斜方案,并在回采前对穿层斜巷进行了加强支护,保证了巷道围岩稳定,实现了工作面连续高效生产。由于崔家寨矿井地质条件复杂,综采工作面转向,过老巷等情况时有发生,本文对相似工作面开采具有一定指导意义。
  参考文献:
  1.综采技术手册 煤炭工业出版社
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