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[摘 要]为保证许疃煤矿7229大采高综采工作面支架安全、快速回撤,结合现场实际情况,对传统液压支架回撤工艺进行革新,提出了掩护支架的运用、出架滑道的运用等创新技术,实践证明,该技术创新,在满足安全的前提下,能够加快回撤效率,减少回撤费用的投入,在同等类似地质条件下的大采高综采支架的回撤中推广运用。
[关键词]大采高;支架回撤;掩护支架;出架滑道;推广运用
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0198-01
0、前言
随着煤矿开采技术的提高及开采深度的增加,工作面顶板顶板压力不断增大,对支架的初撑力和支护高度越来越大,导致支架重量不断上升,支架是综采工作面主要的支护设备,液压支架具有体积大,质量重等特点,且作为支护工作面顶板的主要设备,如何在保证工作面顶板安全的前提下快速回撤支架,缩短支架回撤时间,确保工作面正常接替是工作面支架回撤的关键所在。
淮北矿业集团许疃煤矿7229综采工作面所用的ZY11000-28/63型支架,单架重达42.5吨,是淮北矿业集团公司目前最大支架,7229综采工作面在支架回撤过程中,为保证支架安全、快速的回撤,结合现场实际生产条件,提出了掩护支架、出架滑道等创新技术,在保证安全的前提下,减少了回撤费用,节约了回撤时间,加快了回撤效率。
1、工程地质条件
7229工作面为我矿第一个大采高工作面,煤层厚度平均4.0m(1.5~5.7m),煤层倾角为7~ 25°,平均为15°,煤层结构简单,煤层较稳定,局部受构造影响,煤层变薄、变软,直接顶为泥岩,老顶为细砂岩,直接底为泥岩。7229工作面使用的78架液压支架型号为ZY11000-28/63,该支架是淮北矿业集团公司目前最大支架,单架重42.5吨。支架解体后为底座、顶梁、掩护梁,立柱和后连杆。其中:底座重12吨,顶梁重12.6吨,掩护梁重9.4吨,立柱和后连杆重8.5吨。
2、工作面收尾情况
工作面回采至停采线位置时,安排专门队伍进行工作面切眼刷扩,刷扩工程分三次进行,第一次刷扩时,由7229风巷开始向下施工至7229机巷。第二次、第三次刷扩分两茬进行施工,一茬从7229风巷向下施工至7229腰巷,另一茬从7229腰巷向下施工至7229机巷。第一次、第二次刷扩净宽3000mm,净高2400mm。第三次刷扩宽度为4000mmm,高度与支架底板平齐(最低不得低于4000mm)。
第一次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮栽单体,距巷中两侧1000mm位置各施工一排11#工字钢锚索梁,巷中采用一梁三柱木托棚补强。第二次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮栽单体,巷中及距巷中两侧1000mm位置各施工一排11#工字钢锚索梁补强。第三次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮改为锚杆+单体支护,一梁三柱木托棚+锚索梁补强。(见图1)
3、回撤技术方案
针对许疃煤矿以往在综采工作面拆除液压支架过程中,所遇到的支护顶板的效果差,作业人员的劳动强度大,并且对作业人员的人身安全存在危险性,极易发生顶板事故,经常发生压架、埋架事故,回撤效率不高,支护材料投入量大等问题进行研究,结合考虑7229工作面支架拆除工期紧、任务重、设备吨位重、底板浮煤多、拆除解体装车难度大、安全威胁大等不利因素。其中工作面收作所做的拆除大棚高度超过6米,对安全扒架带来了极大的安全隐患。许疃煤矿决定在7229综采工作面采用掩护支架支护顶板的回撤方式,取得了良好的效果。
(1)支架拆除顺序
自上而下逐架拆除,先拆除77架、78、76架……1架,78架作掩护架。
(2)掩护支架的应用
工作面拆除支架前,在78架上帮0.3m支设 “一梁四柱走向棚”,使用4.0mπ型钢梁,配DWS45-150/110/90单体支柱加强支护。
拆除第77架时,在第78架和76架立柱窝处打单体,单体顶端打到77架顶梁上,用防倒绳拴好,单体升足劲,把注液枪把手扎死,远距离供液;在76架护帮板上,固定20T滑子,扒架绞车钢丝绳通过滑子挂在77架的推溜上,绞车绳张紧,闸住绞车。远距离控制77架,降架、拉架,单体供液配合扒架绞车将支架前移2.8m后,甩掉滑子,使用绞车直接牵引调向,下领支架(后尾梁至76架的推溜正前方)升支架作为坐底架。出架空间工字钢梁下打单体支柱维护顶板。
拆77、76、75架的同时78架调向,第75架扒出后第78向煤壁调正 (距煤壁1.5m),在煤壁侧紧贴掩护架用4.0m的π型钢梁配单体支柱打“一梁三柱”顺山棚。
当降被扒支架时,把掩护架伸缩梁伸进临时支护顶板,待扒支架扒出后,将扒架绞车勾头连接掩护支架推溜,拉紧后,闸紧闸皮,远距离控制掩护架推溜和伸缩梁千斤顶,自拉自移1.75m。每回撤一架支架拉移一次掩护支架,依此类推进行回撤。
工作面3号架回收完毕后, 直接将掩护支架拉出工作面,后方紧跟“#”型连体木垛,掩护支架回收后, 2号和1号支架同时交替迈步扒出。
(3)出架滑道的运用
从工作面至拆除硐室铺设出架滑道,滑道面至顶板高度必须不小于3.3m,滑道宽度不小于2.0m。拖架路线卧宽2.2m,深0.3 m 的道床;然后下2200×200×150mm的道板。 道板间距1.0m,中间用3股22kg/m(其中两股保持间距0.6m便于通车)。两帮用2股30kg/m钢轨相距1.7m用于拖架时限位支架底座。 每隔1.5m加一块铁道板加固滑道,铁道板用地锚牢固生根。最后用水泥、砂浆,石子浇注与22kg/m道上表面一样平,道床两侧用水泥浆砌好滑道限位。
工作面下出口使用22kg/m及30kg/m轨道制作弯道,弯道曲率半径不小于9m,弯道外沿用两根道焊制加高弯道限位,并用水泥砂浆浇筑好外侧限位。
拆除硐室滑道使用3.4m道板,间距0.5m,轨道间距0.3m,并且有一组轨距0.6m的道与出架滑道相连直通工作面迎头方便施工期间运送水泥、黄砂。铁道板加固硐室滑道,水泥黄砂浇筑与道上表面一平。
出架滑道起点处,上架轨道制作成罗锅弧度方便支架上道。轨道要平整,道板不得放在松动的浮煤浮矸上,运输路线要平、直、稳,轨道接的间隙不得大于5 mm,高低和左右错差不得大于2 mm。坡度较大时,可采用JH-30绞车留架防止支架下滑。
4、回撤效果总结
掩护支架的运用,有效的控制住了破碎顶板,改善了拆除条件,提高了工作效率,安全性大大提高。同时减少了支护材料的投入,大大减少了支架回撤费用。
出架滑道的运用,避免了42.5吨的支架强拉硬拽,避免了断绞车大绳、拉坏绞车事故,也防止拉坏支架推溜,节约时间、提高了工作效率,又增加了职工操作时安全系数,
5、结束语
通过对许疃煤矿7229大采高综采工作面支架回撤过程中出现的技术难题进行研究,提出了掩护支架及出架滑道等创新性技术方案,从现场的回撤效果来看,该回撤方案能够有效控制工作面顶板,改善拆除环境,避免了支架强拉硬拽所出现的断绳、拉坏绞车等事故,在保证安全的前提下,减少了回撤费用,提高了回撤效率。实践证明,7229综采工作面支架回撤所采用的技术方案是合理的,能够满足大采高综采支架的安全快速拆除的需要,在同类条件条件下大采高综采支架的回撤中能够推广运用。
作者简介
张海林(1985-),男,河北保定市人,2009年7月毕业于华北科技学院,助理工程师。现在许疃煤矿安全生产信息中心工作。
[关键词]大采高;支架回撤;掩护支架;出架滑道;推广运用
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0198-01
0、前言
随着煤矿开采技术的提高及开采深度的增加,工作面顶板顶板压力不断增大,对支架的初撑力和支护高度越来越大,导致支架重量不断上升,支架是综采工作面主要的支护设备,液压支架具有体积大,质量重等特点,且作为支护工作面顶板的主要设备,如何在保证工作面顶板安全的前提下快速回撤支架,缩短支架回撤时间,确保工作面正常接替是工作面支架回撤的关键所在。
淮北矿业集团许疃煤矿7229综采工作面所用的ZY11000-28/63型支架,单架重达42.5吨,是淮北矿业集团公司目前最大支架,7229综采工作面在支架回撤过程中,为保证支架安全、快速的回撤,结合现场实际生产条件,提出了掩护支架、出架滑道等创新技术,在保证安全的前提下,减少了回撤费用,节约了回撤时间,加快了回撤效率。
1、工程地质条件
7229工作面为我矿第一个大采高工作面,煤层厚度平均4.0m(1.5~5.7m),煤层倾角为7~ 25°,平均为15°,煤层结构简单,煤层较稳定,局部受构造影响,煤层变薄、变软,直接顶为泥岩,老顶为细砂岩,直接底为泥岩。7229工作面使用的78架液压支架型号为ZY11000-28/63,该支架是淮北矿业集团公司目前最大支架,单架重42.5吨。支架解体后为底座、顶梁、掩护梁,立柱和后连杆。其中:底座重12吨,顶梁重12.6吨,掩护梁重9.4吨,立柱和后连杆重8.5吨。
2、工作面收尾情况
工作面回采至停采线位置时,安排专门队伍进行工作面切眼刷扩,刷扩工程分三次进行,第一次刷扩时,由7229风巷开始向下施工至7229机巷。第二次、第三次刷扩分两茬进行施工,一茬从7229风巷向下施工至7229腰巷,另一茬从7229腰巷向下施工至7229机巷。第一次、第二次刷扩净宽3000mm,净高2400mm。第三次刷扩宽度为4000mmm,高度与支架底板平齐(最低不得低于4000mm)。
第一次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮栽单体,距巷中两侧1000mm位置各施工一排11#工字钢锚索梁,巷中采用一梁三柱木托棚补强。第二次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮栽单体,巷中及距巷中两侧1000mm位置各施工一排11#工字钢锚索梁补强。第三次刷扩时,采用架设11#工字钢棚支护,煤壁帮改为锚杆+单体支护,一梁三柱木托棚+锚索梁补强。(见图1)
3、回撤技术方案
针对许疃煤矿以往在综采工作面拆除液压支架过程中,所遇到的支护顶板的效果差,作业人员的劳动强度大,并且对作业人员的人身安全存在危险性,极易发生顶板事故,经常发生压架、埋架事故,回撤效率不高,支护材料投入量大等问题进行研究,结合考虑7229工作面支架拆除工期紧、任务重、设备吨位重、底板浮煤多、拆除解体装车难度大、安全威胁大等不利因素。其中工作面收作所做的拆除大棚高度超过6米,对安全扒架带来了极大的安全隐患。许疃煤矿决定在7229综采工作面采用掩护支架支护顶板的回撤方式,取得了良好的效果。
(1)支架拆除顺序
自上而下逐架拆除,先拆除77架、78、76架……1架,78架作掩护架。
(2)掩护支架的应用
工作面拆除支架前,在78架上帮0.3m支设 “一梁四柱走向棚”,使用4.0mπ型钢梁,配DWS45-150/110/90单体支柱加强支护。
拆除第77架时,在第78架和76架立柱窝处打单体,单体顶端打到77架顶梁上,用防倒绳拴好,单体升足劲,把注液枪把手扎死,远距离供液;在76架护帮板上,固定20T滑子,扒架绞车钢丝绳通过滑子挂在77架的推溜上,绞车绳张紧,闸住绞车。远距离控制77架,降架、拉架,单体供液配合扒架绞车将支架前移2.8m后,甩掉滑子,使用绞车直接牵引调向,下领支架(后尾梁至76架的推溜正前方)升支架作为坐底架。出架空间工字钢梁下打单体支柱维护顶板。
拆77、76、75架的同时78架调向,第75架扒出后第78向煤壁调正 (距煤壁1.5m),在煤壁侧紧贴掩护架用4.0m的π型钢梁配单体支柱打“一梁三柱”顺山棚。
当降被扒支架时,把掩护架伸缩梁伸进临时支护顶板,待扒支架扒出后,将扒架绞车勾头连接掩护支架推溜,拉紧后,闸紧闸皮,远距离控制掩护架推溜和伸缩梁千斤顶,自拉自移1.75m。每回撤一架支架拉移一次掩护支架,依此类推进行回撤。
工作面3号架回收完毕后, 直接将掩护支架拉出工作面,后方紧跟“#”型连体木垛,掩护支架回收后, 2号和1号支架同时交替迈步扒出。
(3)出架滑道的运用
从工作面至拆除硐室铺设出架滑道,滑道面至顶板高度必须不小于3.3m,滑道宽度不小于2.0m。拖架路线卧宽2.2m,深0.3 m 的道床;然后下2200×200×150mm的道板。 道板间距1.0m,中间用3股22kg/m(其中两股保持间距0.6m便于通车)。两帮用2股30kg/m钢轨相距1.7m用于拖架时限位支架底座。 每隔1.5m加一块铁道板加固滑道,铁道板用地锚牢固生根。最后用水泥、砂浆,石子浇注与22kg/m道上表面一样平,道床两侧用水泥浆砌好滑道限位。
工作面下出口使用22kg/m及30kg/m轨道制作弯道,弯道曲率半径不小于9m,弯道外沿用两根道焊制加高弯道限位,并用水泥砂浆浇筑好外侧限位。
拆除硐室滑道使用3.4m道板,间距0.5m,轨道间距0.3m,并且有一组轨距0.6m的道与出架滑道相连直通工作面迎头方便施工期间运送水泥、黄砂。铁道板加固硐室滑道,水泥黄砂浇筑与道上表面一平。
出架滑道起点处,上架轨道制作成罗锅弧度方便支架上道。轨道要平整,道板不得放在松动的浮煤浮矸上,运输路线要平、直、稳,轨道接的间隙不得大于5 mm,高低和左右错差不得大于2 mm。坡度较大时,可采用JH-30绞车留架防止支架下滑。
4、回撤效果总结
掩护支架的运用,有效的控制住了破碎顶板,改善了拆除条件,提高了工作效率,安全性大大提高。同时减少了支护材料的投入,大大减少了支架回撤费用。
出架滑道的运用,避免了42.5吨的支架强拉硬拽,避免了断绞车大绳、拉坏绞车事故,也防止拉坏支架推溜,节约时间、提高了工作效率,又增加了职工操作时安全系数,
5、结束语
通过对许疃煤矿7229大采高综采工作面支架回撤过程中出现的技术难题进行研究,提出了掩护支架及出架滑道等创新性技术方案,从现场的回撤效果来看,该回撤方案能够有效控制工作面顶板,改善拆除环境,避免了支架强拉硬拽所出现的断绳、拉坏绞车等事故,在保证安全的前提下,减少了回撤费用,提高了回撤效率。实践证明,7229综采工作面支架回撤所采用的技术方案是合理的,能够满足大采高综采支架的安全快速拆除的需要,在同类条件条件下大采高综采支架的回撤中能够推广运用。
作者简介
张海林(1985-),男,河北保定市人,2009年7月毕业于华北科技学院,助理工程师。现在许疃煤矿安全生产信息中心工作。