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摘要本文介绍了急倾斜综放工作面回采过程中,大倾角回采易造成片帮滚矸伤人的综合防治方法,可供类似条件下综放综采面的安全开采借鉴。
关键词急倾斜 防护网 挡矸帘 邻架 远控
中图分类号:TD8文献标识码:A
1 工作面概况
1.1 工作面地质概括
张双楼煤矿9419工作面位于-1000m水平西一采区,该工作面西起-1000西一轨道上山,东至工业广场保护煤柱,南北均为未采区。该面上覆7煤7421工作面、7423工作面采空区。工作面走向长760m,倾斜长154~184/174m,面积约132190 m2。该工作面总体为倾向NNW的单斜构造,煤层平均厚度 5.60m,构造简单,煤层赋存异常。落差大于1.0m断层14条,地层倾角为18~40°,平均倾角34°。
1.2 采煤方法
该面采用综合机械化单一走向长壁采煤法,回采工艺采用综采放顶煤工艺。采空区顶板管理采用全部垮落法。
1.3 工作面设备配备
工作面采用一台国产无链牵引MG300/700-QWD型采煤机割煤,工作面架前铺设 SGZ―764/630型铸造刮板输送机一部,架后铺设SGB―630/220型刮板输送机一部,工作面安装ZF4600/17/28HQ型放顶煤液压支架118台,上下端头安装ZFG5200/18/29H型放顶煤液压支架各2台,运输机道超前车为一部双电机SGW-40T×2快速刮板输送机,运输机道铺设SJ-150胶带运输机1部,铺设 40T×2刮板输送机3部。
2 问题的提出
当9419综放工作面在走向推进至240m时,因受工作面煤层变薄,顶板破碎、工作面倾角变大,局部最大角度达49o,工作面煤壁片帮严重,制约了矿井的安全生产。为吸取在相邻采区9417及7423工作面回采期间由于顶板控制不好,经常发生煤块矸石滚落窜出刮板输送机伤人血的教训,充分体现“以人为本”的思想理念,最大限度的保障现场人员的生命安全,在9419综放工作面回采期间,我矿从根源上如何预防片帮掉顶减少煤块矸石滚落和怎样防止煤块矸石滚落窜出伤人两方面入手总结了一整套综采综放工作面防滚矸综合防治措施。
3预防片帮掉顶,减少矸石滚落
煤块矸石滚落主要产生于以下几个方面:煤机割煤、工作面煤壁片帮、工作面冒顶、支架移架时架缝掉矸、支架歪架等,煤机割煤是正常生产程序不可避免的,主要从预防工作面片帮冒顶、移架掉矸、支架歪架进行入手。
3.1 加强工程质量,防止片帮掉顶
严格控制工作面采高,杜绝支架超高使用,对出现的顶梁仰俯角过大、架间落差过大、歪架、倒架、调斜等情况,要及时处理,确保支架处于良好状态。严格初撑力的考核,加强二次补液和支架维护工作,减少管路泄漏,确保支架支护的工作阻力,减少顶板下沉量。
3.2 及时带压移架,减少空顶时间
割煤后应及时带压移架,移架后支架与顶板应接触严密,支架前梁上的浮煤,浮矸必须及时清理干净,顶板破碎时,应割一架移一架,必要时采取远距离供液,用单体辅助移架。发生片帮后,若端面距大于0.34m,应及时移超前架;若移完超前架后,端面距仍大于0.34m,且不超过1.0m时,应采取用厚120mm的半圆木搭接在支架前梁上挑起护顶的措施,半圆木前端抵住煤帮,与支架搭接长度不少于0.3m;若移完超前架后,半圆木护顶失效时或端面距大于1.0m时,则必须采取过顶措施。过顶方法:用直径180mm以上圆木做梁(长度视现场情况而定),扶走向棚,圆木搭在支架前梁上,搭接长度不少于0.3m,一架两棚,一梁一柱,柱子选用DZ系列单体及穿铁鞋,要求柱子迎山有劲,并拴好防倒绳,梁上用板皮、金属网和半圆木接实背严。
3.3 对顶板破碎带、断层带采取加固措施,防止漏矸
顶板破碎带、断层带采取顶板铺网、上半圆木、煤壁注马里散固化剂进行煤体加固等措施,所铺菱形金属网必须压茬联网,压茬宽度140~200mm,联网采用14#双股铁丝双排扣布置,间距200mm,割煤、过架时必须注意防止撕网,金属网受到损坏时,应及时修补或更换。架缝漏顶时应及时采取封顶措施,防止漏顶扩大造成冒顶。
3.4 加强机电设备及液压系统检修,减少事故影响
3.4.1 认真严格执行机电设备“三定四检”制度
“三定”即定人、定时和定内容,由专人对设备进行定期检修。“四检”就是班检、日检、周检、和月检,增大对设备的的检查力度,及时排查消除机电设备隐患,所有设备必须达到机电完好标准,否则不得使用;所有电器设备、综机设备实行包机维护、检修管理,保证设备正常运转。从而减少因机电设备事故导致工作面停止推进,引起片帮掉顶事故的发生。
3.4.2 加强对液压系统的维护管理
液压管路是液压支架的神经网络和血管。要杜绝跑、冒、滴、漏现象,保证支架初撑力,能有效地控制顶板事故的发生。同时,液压系统时刻处于完好状态,能够有效地提高现场移架和推溜速度。
3.5 工作面支架歪架、倒架的处理
工作面支架歪架、倒架的处理:使用1.6m~3.5m的单体配合千斤顶调架。首先在歪倒支架上方相邻支架的顶梁下斜撑一棵2.8m,其次,在歪倒支架本架尾梁及四连杆处分别用1.6m及2.5m单体打一斜撑。所有单体支柱,升足劲,用8#黑铁丝拴好防倒绳。千斤顶一端挂在歪倒支架的尾梁上,另一端用400溜子大链条挂在该支架的上方的稳定区域支架第5~6#的底座上,用球阀远程控制送液将支架调正。调架时人员严禁站在支架的下方和单体打滑及千斤顶锚链断裂可能波及到的范围。
4 防滚矸(煤块)伤人综合措施
4.1 防滚矸设施的使用与管理
4.1.1 倾斜方向防护网
沿工作面倾斜方向设置我矿专门设计的新型可伸缩柔性金属防护网并配合呢绒防护网。原防护网采用呢绒网,对架间人行道进行安全防护,经现场使用发现,呢绒网强度不够,不能对动量较大的煤矸起到阻挡作用,损坏严重,几乎每班需进行更换,更换期间为防止滚矸伤人,支架与煤机停止运行,制约生产。新型防护网技术结构原理:根据自动伸缩门及菱形可伸缩的原理设计加工。材料主要采用45mm的扁铁连接而成。每个扁铁长度600mm,在上面分布3个ф10mm的孔(上下端扁铁为2个),每两块扁铁交叉状用ф8*50mm的螺丝连接,在每个菱形状中间,沿上下方向用弹簧连接起来,弹簧在其弹性形变内不仅可以提高防护网的收缩速度和质量,而且又能增加抗煤矸冲击的强度,大大减少了扁铁砸弯的可能性,提高了经济效益。用ф12mm圆钢做防护网的横梁,上面焊接两个圆环,圆环固定在支架耳朵上,防护网下部与电缆槽用特制U型卡连接,每个支架安装一组。呢绒防护网上部用挂钩(每架两个)挂在工作面上方支架前梁下,挡矸网下部固定在电缆槽老塘侧,中部多余网用专用倒挂钩(间距750mm,生根在电缆槽连杆上)绷紧。这样整个工作面形成一个全封闭挡矸防护网,有效防止煤矸窜出伤人。
4.1.2 煤壁机道采用液压挡矸帘
在煤壁机道处每隔15架采用液压挡矸帘,通过安装在前梁上的液压千斤顶的控制,挡矸帘自动抬起落下,人员不必进入煤壁区,直接在支架内部操作,实现了本质安全。
4.1.3 人行道设置挡矸网
在工作面人行道上处每隔20米设置一个挡矸网,挡矸网采用侧开式,使用液压控制,固定在支架立柱上,人员通过后及时关闭,保持常闭状态。
4.1.4 工作面下口设置密集支柱
在工作面下出口正对前刮板输送机机头沿超前刮板输送机下帮用单体和金属菱形网设置全封闭防护网(宽度超过溜子宽度和煤壁各一米),单体间距0.5m,菱形网紧贴单体上帮吊挂,上至顶板,下至底板,并用铁丝固定在密集上。密集支柱垂直顶底板,初撑力不低于90kN,每次拉完机头,必须重新打好密集支柱,否则严禁运行工作面刮板输送机,进而有效保证行人通过的安全。
4.1.5 进入煤壁区作业设置挡矸坝及护帮设施
人员进入煤壁区作业前,必须对工作面刮板输送机实行停电闭锁,并同时护帮护顶,移好超前架,伸出伸缩梁抵住煤帮,仍有空顶的必须用半圆木挑顶或架半圆木倾向棚,倾向棚一梁两柱,为防止片帮伤人,必须用单体打设贴帮点柱,同时用板皮等背严背实,以确保在可靠有效的支护下进行作业。工作地点附近的支架不得随意操作;在工作点上方5米处架设一道全封闭挡矸拦坝,拦坝是用两根2.0米长厚180mm的半圆木垂直放置,中部再横亘一根半圆木,半圆木上铺金属网. 半圆木间、金属网与半圆木间均用18#黑铁丝系牢捆扎好而成。现场必须有专人监护顶帮及其它安全情况, 并做好敲帮问顶工作,以确保施工的安全。
4.1.6 防护设施设专人维护管理,有备用
工作面有专人维修防滚矸设施,跟班区长、班长对现场损坏及吊挂不规范的防滚矸设施必须及时安排人员进行维修,确保设施完好,施工现场必须一定数量的备用,并在规程措施中进行明确,交接班时必须将现场备用情况向工区值班领导汇报,值班干部根据现场备用挡矸设施数量情况及时安排人员补充。
4.2 支架采用邻架操作
因工作面倾角较大,在进行移架时,架间漏矸很容易落入支架内操作处,为防止顶板破碎区移架时架缝漏矸伤人,将支架本架操作改为邻架操作,在需移架上方支架内进行操作,有效解决这一问题,现场取得很好效果。
4.3 煤机加挡煤板实行远控操作
在推上山仰采时,煤壁容易片帮,当煤机割煤,煤块由于片帮砸落在煤机上极易崩出对煤机司机人身造成威胁,为此我们在煤机上靠人行侧加置挡煤板,阻挡煤块飞出,同时煤机采用遥控器实现远距离遥控操作,减少与煤机近距离接触,使煤机司机人身安全得到保障。
4.4 规范岗位操作行为,实行安全确认
煤机割煤、支架操作时,必须确认工作地点附近是否有人作业,严格遵循工作面割煤与移架、移架与移架之间不得平行作业,即煤机动支架不动,支架动煤机不动,上方支架动下方支架不得动的原则。
5 实施效果
由于措施制定得当,现场得到严格贯彻执行,在大倾角9419综采工作面整个回采过程中,创造了我矿大倾角开采以来的无一起冒顶事故,无一起滚矸伤人事故的记录,同时给该面实现安全高产高效创造了条件,工作面月平均产量达8.5万吨。
事实证明,只要广大干部职工牢固树立“安全第一”的思想,制定出一套行之有效的防滚矸措施并严格执行,大倾角工作面滚矸伤人是完全可以防范的,大倾角工作面的安全生产是有保障的。
关键词急倾斜 防护网 挡矸帘 邻架 远控
中图分类号:TD8文献标识码:A
1 工作面概况
1.1 工作面地质概括
张双楼煤矿9419工作面位于-1000m水平西一采区,该工作面西起-1000西一轨道上山,东至工业广场保护煤柱,南北均为未采区。该面上覆7煤7421工作面、7423工作面采空区。工作面走向长760m,倾斜长154~184/174m,面积约132190 m2。该工作面总体为倾向NNW的单斜构造,煤层平均厚度 5.60m,构造简单,煤层赋存异常。落差大于1.0m断层14条,地层倾角为18~40°,平均倾角34°。
1.2 采煤方法
该面采用综合机械化单一走向长壁采煤法,回采工艺采用综采放顶煤工艺。采空区顶板管理采用全部垮落法。
1.3 工作面设备配备
工作面采用一台国产无链牵引MG300/700-QWD型采煤机割煤,工作面架前铺设 SGZ―764/630型铸造刮板输送机一部,架后铺设SGB―630/220型刮板输送机一部,工作面安装ZF4600/17/28HQ型放顶煤液压支架118台,上下端头安装ZFG5200/18/29H型放顶煤液压支架各2台,运输机道超前车为一部双电机SGW-40T×2快速刮板输送机,运输机道铺设SJ-150胶带运输机1部,铺设 40T×2刮板输送机3部。
2 问题的提出
当9419综放工作面在走向推进至240m时,因受工作面煤层变薄,顶板破碎、工作面倾角变大,局部最大角度达49o,工作面煤壁片帮严重,制约了矿井的安全生产。为吸取在相邻采区9417及7423工作面回采期间由于顶板控制不好,经常发生煤块矸石滚落窜出刮板输送机伤人血的教训,充分体现“以人为本”的思想理念,最大限度的保障现场人员的生命安全,在9419综放工作面回采期间,我矿从根源上如何预防片帮掉顶减少煤块矸石滚落和怎样防止煤块矸石滚落窜出伤人两方面入手总结了一整套综采综放工作面防滚矸综合防治措施。
3预防片帮掉顶,减少矸石滚落
煤块矸石滚落主要产生于以下几个方面:煤机割煤、工作面煤壁片帮、工作面冒顶、支架移架时架缝掉矸、支架歪架等,煤机割煤是正常生产程序不可避免的,主要从预防工作面片帮冒顶、移架掉矸、支架歪架进行入手。
3.1 加强工程质量,防止片帮掉顶
严格控制工作面采高,杜绝支架超高使用,对出现的顶梁仰俯角过大、架间落差过大、歪架、倒架、调斜等情况,要及时处理,确保支架处于良好状态。严格初撑力的考核,加强二次补液和支架维护工作,减少管路泄漏,确保支架支护的工作阻力,减少顶板下沉量。
3.2 及时带压移架,减少空顶时间
割煤后应及时带压移架,移架后支架与顶板应接触严密,支架前梁上的浮煤,浮矸必须及时清理干净,顶板破碎时,应割一架移一架,必要时采取远距离供液,用单体辅助移架。发生片帮后,若端面距大于0.34m,应及时移超前架;若移完超前架后,端面距仍大于0.34m,且不超过1.0m时,应采取用厚120mm的半圆木搭接在支架前梁上挑起护顶的措施,半圆木前端抵住煤帮,与支架搭接长度不少于0.3m;若移完超前架后,半圆木护顶失效时或端面距大于1.0m时,则必须采取过顶措施。过顶方法:用直径180mm以上圆木做梁(长度视现场情况而定),扶走向棚,圆木搭在支架前梁上,搭接长度不少于0.3m,一架两棚,一梁一柱,柱子选用DZ系列单体及穿铁鞋,要求柱子迎山有劲,并拴好防倒绳,梁上用板皮、金属网和半圆木接实背严。
3.3 对顶板破碎带、断层带采取加固措施,防止漏矸
顶板破碎带、断层带采取顶板铺网、上半圆木、煤壁注马里散固化剂进行煤体加固等措施,所铺菱形金属网必须压茬联网,压茬宽度140~200mm,联网采用14#双股铁丝双排扣布置,间距200mm,割煤、过架时必须注意防止撕网,金属网受到损坏时,应及时修补或更换。架缝漏顶时应及时采取封顶措施,防止漏顶扩大造成冒顶。
3.4 加强机电设备及液压系统检修,减少事故影响
3.4.1 认真严格执行机电设备“三定四检”制度
“三定”即定人、定时和定内容,由专人对设备进行定期检修。“四检”就是班检、日检、周检、和月检,增大对设备的的检查力度,及时排查消除机电设备隐患,所有设备必须达到机电完好标准,否则不得使用;所有电器设备、综机设备实行包机维护、检修管理,保证设备正常运转。从而减少因机电设备事故导致工作面停止推进,引起片帮掉顶事故的发生。
3.4.2 加强对液压系统的维护管理
液压管路是液压支架的神经网络和血管。要杜绝跑、冒、滴、漏现象,保证支架初撑力,能有效地控制顶板事故的发生。同时,液压系统时刻处于完好状态,能够有效地提高现场移架和推溜速度。
3.5 工作面支架歪架、倒架的处理
工作面支架歪架、倒架的处理:使用1.6m~3.5m的单体配合千斤顶调架。首先在歪倒支架上方相邻支架的顶梁下斜撑一棵2.8m,其次,在歪倒支架本架尾梁及四连杆处分别用1.6m及2.5m单体打一斜撑。所有单体支柱,升足劲,用8#黑铁丝拴好防倒绳。千斤顶一端挂在歪倒支架的尾梁上,另一端用400溜子大链条挂在该支架的上方的稳定区域支架第5~6#的底座上,用球阀远程控制送液将支架调正。调架时人员严禁站在支架的下方和单体打滑及千斤顶锚链断裂可能波及到的范围。
4 防滚矸(煤块)伤人综合措施
4.1 防滚矸设施的使用与管理
4.1.1 倾斜方向防护网
沿工作面倾斜方向设置我矿专门设计的新型可伸缩柔性金属防护网并配合呢绒防护网。原防护网采用呢绒网,对架间人行道进行安全防护,经现场使用发现,呢绒网强度不够,不能对动量较大的煤矸起到阻挡作用,损坏严重,几乎每班需进行更换,更换期间为防止滚矸伤人,支架与煤机停止运行,制约生产。新型防护网技术结构原理:根据自动伸缩门及菱形可伸缩的原理设计加工。材料主要采用45mm的扁铁连接而成。每个扁铁长度600mm,在上面分布3个ф10mm的孔(上下端扁铁为2个),每两块扁铁交叉状用ф8*50mm的螺丝连接,在每个菱形状中间,沿上下方向用弹簧连接起来,弹簧在其弹性形变内不仅可以提高防护网的收缩速度和质量,而且又能增加抗煤矸冲击的强度,大大减少了扁铁砸弯的可能性,提高了经济效益。用ф12mm圆钢做防护网的横梁,上面焊接两个圆环,圆环固定在支架耳朵上,防护网下部与电缆槽用特制U型卡连接,每个支架安装一组。呢绒防护网上部用挂钩(每架两个)挂在工作面上方支架前梁下,挡矸网下部固定在电缆槽老塘侧,中部多余网用专用倒挂钩(间距750mm,生根在电缆槽连杆上)绷紧。这样整个工作面形成一个全封闭挡矸防护网,有效防止煤矸窜出伤人。
4.1.2 煤壁机道采用液压挡矸帘
在煤壁机道处每隔15架采用液压挡矸帘,通过安装在前梁上的液压千斤顶的控制,挡矸帘自动抬起落下,人员不必进入煤壁区,直接在支架内部操作,实现了本质安全。
4.1.3 人行道设置挡矸网
在工作面人行道上处每隔20米设置一个挡矸网,挡矸网采用侧开式,使用液压控制,固定在支架立柱上,人员通过后及时关闭,保持常闭状态。
4.1.4 工作面下口设置密集支柱
在工作面下出口正对前刮板输送机机头沿超前刮板输送机下帮用单体和金属菱形网设置全封闭防护网(宽度超过溜子宽度和煤壁各一米),单体间距0.5m,菱形网紧贴单体上帮吊挂,上至顶板,下至底板,并用铁丝固定在密集上。密集支柱垂直顶底板,初撑力不低于90kN,每次拉完机头,必须重新打好密集支柱,否则严禁运行工作面刮板输送机,进而有效保证行人通过的安全。
4.1.5 进入煤壁区作业设置挡矸坝及护帮设施
人员进入煤壁区作业前,必须对工作面刮板输送机实行停电闭锁,并同时护帮护顶,移好超前架,伸出伸缩梁抵住煤帮,仍有空顶的必须用半圆木挑顶或架半圆木倾向棚,倾向棚一梁两柱,为防止片帮伤人,必须用单体打设贴帮点柱,同时用板皮等背严背实,以确保在可靠有效的支护下进行作业。工作地点附近的支架不得随意操作;在工作点上方5米处架设一道全封闭挡矸拦坝,拦坝是用两根2.0米长厚180mm的半圆木垂直放置,中部再横亘一根半圆木,半圆木上铺金属网. 半圆木间、金属网与半圆木间均用18#黑铁丝系牢捆扎好而成。现场必须有专人监护顶帮及其它安全情况, 并做好敲帮问顶工作,以确保施工的安全。
4.1.6 防护设施设专人维护管理,有备用
工作面有专人维修防滚矸设施,跟班区长、班长对现场损坏及吊挂不规范的防滚矸设施必须及时安排人员进行维修,确保设施完好,施工现场必须一定数量的备用,并在规程措施中进行明确,交接班时必须将现场备用情况向工区值班领导汇报,值班干部根据现场备用挡矸设施数量情况及时安排人员补充。
4.2 支架采用邻架操作
因工作面倾角较大,在进行移架时,架间漏矸很容易落入支架内操作处,为防止顶板破碎区移架时架缝漏矸伤人,将支架本架操作改为邻架操作,在需移架上方支架内进行操作,有效解决这一问题,现场取得很好效果。
4.3 煤机加挡煤板实行远控操作
在推上山仰采时,煤壁容易片帮,当煤机割煤,煤块由于片帮砸落在煤机上极易崩出对煤机司机人身造成威胁,为此我们在煤机上靠人行侧加置挡煤板,阻挡煤块飞出,同时煤机采用遥控器实现远距离遥控操作,减少与煤机近距离接触,使煤机司机人身安全得到保障。
4.4 规范岗位操作行为,实行安全确认
煤机割煤、支架操作时,必须确认工作地点附近是否有人作业,严格遵循工作面割煤与移架、移架与移架之间不得平行作业,即煤机动支架不动,支架动煤机不动,上方支架动下方支架不得动的原则。
5 实施效果
由于措施制定得当,现场得到严格贯彻执行,在大倾角9419综采工作面整个回采过程中,创造了我矿大倾角开采以来的无一起冒顶事故,无一起滚矸伤人事故的记录,同时给该面实现安全高产高效创造了条件,工作面月平均产量达8.5万吨。
事实证明,只要广大干部职工牢固树立“安全第一”的思想,制定出一套行之有效的防滚矸措施并严格执行,大倾角工作面滚矸伤人是完全可以防范的,大倾角工作面的安全生产是有保障的。