【doc】 中厚煤層綜采放頂煤工作面頂板管理

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1、中厚煤層綜采放頂煤工作面頂板管理 第24卷第lO期 2005年lO月 煤炭技術(shù) CoalTechnologv Vo1.24.No.10 Oet.2005 中厚煤層綜采放頂煤工作面頂板管理 程弋 (淮南礦業(yè)集團(tuán)公司張北煤礦,安徽淮南232174) 摘要:論述了中厚煤層綜采放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和頂板管理的特點(diǎn),指出了綜放工作面頂板管理的方法, 以及工作面初采,收作時(shí)頂板管理的要點(diǎn). 關(guān)鍵詞:中厚煤層;綜采放頂煤;頂板管理 中圖分類(lèi)號(hào):TD327.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008—8725(2005)10一OO44—02 O前言 綜采放頂煤采煤法是用來(lái)開(kāi)采中厚

2、及厚煤層的一種較 為先進(jìn)的采煤技術(shù),它具有高產(chǎn),高效,經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn). 淮南礦業(yè)集團(tuán)潘一礦在厚度為3.0～6.0m的中厚煤層中運(yùn) 用這一先進(jìn)的采煤方法,綜采面單產(chǎn)提高近1倍,獲得了可 觀的經(jīng)濟(jì)效益.綜放工作面的頂板管理,對(duì)于保證工作面的 安全生產(chǎn),具有十分重要的意義.下面以潘一礦2622(3)工 作面為例來(lái)進(jìn)行分析. 1工作面概況 1.1工作面地質(zhì)概況 2622(3)工作面位于潘一礦26采區(qū)二階段東翼,所采煤 層為13—1煤層,該工作面走向長(zhǎng)857m,傾斜長(zhǎng)178m,煤層 傾角5～8.,煤層總厚3.4～5.8m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,賦存穩(wěn)定, 頂?shù)装迩闆r如表1所示. 表1

3、煤層頂?shù)装迩闆r表 .址.’IL.址.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL 度僅為640nlln,是碳化硅避雷器不可比擬的.串聯(lián)間隙氧化 鋅避雷器,采用非線(xiàn)性電阻和放電間隙相結(jié)合的結(jié)構(gòu),使兩 者互為保護(hù),放電間隙使氧化鋅電阻片的荷電率為零,氧化 鋅電阻片的非線(xiàn)性特性又使放電間隙動(dòng)作后,立即熄弧,無(wú) 續(xù)流,無(wú)截波,放電間隙不再承擔(dān)滅弧任務(wù),提高了產(chǎn)品的使 用壽命.如TBP在操作過(guò)電壓情況下,動(dòng)作壽命可達(dá)10’,采 用四星形接法,將相間過(guò)電壓大大降低,與常規(guī)避雷器相比, 相間過(guò)

4、電壓降低了60%～70%,保護(hù)的可靠性大為提高. 1.2采煤方法和回采工藝 該面采用區(qū)內(nèi)后退式走向長(zhǎng)壁采煤法,煤機(jī)采煤高度為 2.4～2.6m,放煤高度為2.3～2.5m,采放比為1:0.89～1: 1.04;工作面采用ZF4000/17.5/28SL型低位放頂煤支架支護(hù) 頂板;煤機(jī)為MG一200/475一w型采煤機(jī),端頭斜切式進(jìn)刀, 雙向割煤,往返一次進(jìn)兩刀;工作面使用前后兩部SGZ一764/ 630輸送機(jī)將采放落的煤炭運(yùn)至機(jī)巷,機(jī)巷使用S7Z800/200 轉(zhuǎn)載機(jī),SSJ1200/2x200皮帶機(jī)將煤炭運(yùn)出工作面系統(tǒng). 主要工藝流程:割煤一移架一推前部輸送機(jī)一放煤一拉

5、后部輸送機(jī). 工作面采用單輪間隔放煤,每架1次,見(jiàn)矸關(guān)門(mén),其中機(jī) 頭,機(jī)尾各3架不放煤,工作面一刀一放,放煤步距0.6m,采 放平行作業(yè). 2采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 為了更好地抓好綜放工作面的頂板管理,必須對(duì)采場(chǎng)礦 壓規(guī)律有一定認(rèn)識(shí),2622(3)工作面礦壓觀測(cè)見(jiàn)表2及圖1. 表22622(3)工作面礦壓觀測(cè)結(jié)果 .............. 3結(jié)束語(yǔ) 避雷器作為過(guò)電壓保護(hù)器件,對(duì)整個(gè)礦區(qū)乃至全國(guó)電力系 統(tǒng)的安全運(yùn)行,起著重要的保護(hù)作用,因而其性能的完善也是一 個(gè)不容忽視的話(huà)題.串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器能夠彌補(bǔ)老一代避 雷器的不足,而無(wú)間隙氧化鋅避雷器可通過(guò)再串接外間隙來(lái)改

6、善其電阻片長(zhǎng)期承受電網(wǎng)電壓的工作條件,使避雷器充分發(fā)揮 其保護(hù)職能,使電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行再上新臺(tái)階. 收稿日期:2005—07—05;修訂日期:2005—08—16 作者簡(jiǎn)介:程弋(1972一),安徽淮南人,助理工程師,1991年畢業(yè)于北京煤炭工業(yè)學(xué)校,曾長(zhǎng)期從事綜采技術(shù)管理工作,現(xiàn)在淮 南礦業(yè)集團(tuán)張北煤礦綜采一隊(duì)工作. 采 第lO期程弋:中厚煤層綜采放頂煤工作面頂板管理?45? ... ≥.... 甚 2000 1000 010203040b06t)7080U 推進(jìn)距離 圖1支架阻力曲線(xiàn) 由觀測(cè)可知,工作面直接頂垮落步距8.0m,垮落高度 3.0m,分層分

7、次垮落,垮落期間平均支架阻力1436kN/架, 僅為額定阻力的35.9%;老頂來(lái)壓步距較大,為35m,其原因 是初采的25m未放頂煤,頂煤與直接頂垮落后基本上充滿(mǎn) 了采空區(qū),故推遲了老頂來(lái)壓時(shí)間;周期來(lái)壓步距平均12.0 m,來(lái)壓系數(shù)平均1.19.放頂煤工作面與普通綜采面相比,具 有以下特點(diǎn): (1)放頂煤工作面來(lái)壓不太明顯.來(lái)壓時(shí)有少量的片幫 現(xiàn)象,片幫深度一般小于2.0m,來(lái)壓系數(shù)也比普通綜采面 1.3～1.4為低.這主要是由于放頂煤工作面煤機(jī)割煤高度 小(2.5～2.7m),小于普通綜采面的采高(平均3.0m). (2)支架載荷低.2622(3)工作面平均支護(hù)阻力為1

8、252 kN,較普通綜采面低20%～30%,僅為額定阻力的31.3%,來(lái) 壓時(shí)支架載荷也僅為額定阻力的55%,并且支架的運(yùn)行特性 以一次初撐增阻曲線(xiàn)為主,占78.9%(見(jiàn)表3),均未超過(guò)額定 初撐力,只有l(wèi)露越充分愈易冒落的緣故. 3正?；夭蓵r(shí)工作面頂板管理 3.1頂板管理中存在的問(wèn)題 綜采放頂煤工作面跟底板回采,所以工作面的頂板就是 頂煤,如果頂煤破碎,則會(huì)給工作面頂板管理帶來(lái)一些不利 因素.綜放工作面由于煤壁側(cè)采高較矮,片幫,冒頂現(xiàn)象比 普通綜采面有所減少.但是,工作面也出現(xiàn)過(guò)多次冒頂事 故,分析其原因,主要有以下幾方面: (1)支架初撐力不足.支架初撐力不足是放頂

9、煤工作面 的特點(diǎn),還有其他一些因素也會(huì)造成支架初撐力不足,如液 壓系統(tǒng)出現(xiàn)竄液,漏液現(xiàn)象,系統(tǒng)壓力不足,達(dá)不到支架額定 壓力,或者由于職工操作時(shí),支架立柱升勁過(guò)程中操作手把 供液時(shí)間短,支架達(dá)不到應(yīng)有初撐力,造成頂板臺(tái)階下沉,裂 隙增加,使頂板條件惡化.根據(jù)礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)表明:支架設(shè) 計(jì)初撐力為3520kN/架,實(shí)測(cè)初撐力大部分為1200～2000 kN/架,利用率為40%～6o%,這說(shuō)明支架初撐力遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到 設(shè)計(jì)值. (2)支架接頂狀況不良.由于采煤機(jī)滾筒的割煤高度不 好,致使頂?shù)装甯畹牟黄秸?造成支架受力不均,接頂不良, 不能使頂板得到及時(shí)有效的支護(hù). (3)不能保證

10、正規(guī)循環(huán)作業(yè).由于各方面原因影響,末 能組織正規(guī)循環(huán)作業(yè),割煤,推溜,移架和放煤等工序不能得 到很好的配合,使頂板得不到及時(shí)支護(hù),空頂時(shí)間過(guò)長(zhǎng),造成 冒頂事故發(fā)生. (4)工作面推進(jìn)過(guò)程中,遇有地質(zhì)構(gòu)造如斷層,破碎帶 等,也會(huì)引起冒頂事故的發(fā)生. 3.2片幫,冒頂事故的預(yù)防及處理 根據(jù)2622(3)綜放工作面回采實(shí)踐,片幫現(xiàn)象多出現(xiàn)在 工作面周期來(lái)壓時(shí),片幫深度一般在2.0m以?xún)?nèi),如不及時(shí) 支護(hù),易造成冒頂.根據(jù)這一特點(diǎn),回采時(shí)采取了以下措施 防止,處理工作面片幫及冒頂. (1)加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的檢修和維護(hù),保證系統(tǒng)供液壓力達(dá) 規(guī)定值,職工操作支架時(shí)要規(guī)范,支架升起時(shí)要保證

11、初撐力 符合規(guī)定要求. (2)加強(qiáng)工作面工程規(guī)格質(zhì)量,嚴(yán)格按”三直二平”的要 求執(zhí)行,特別是頂?shù)装逡钇礁钪?保證支架有良好的受力 狀態(tài). (3)提高職工素質(zhì),抓好各工序問(wèn)的配合,保證工作面按 正規(guī)循環(huán)作業(yè),盡快渡過(guò)來(lái)壓區(qū). (4)工作面發(fā)生片幫時(shí),如片幫深度不超過(guò)1.0m,可及 時(shí)伸出支架前探梁維護(hù)頂板,必要時(shí)支架及時(shí)拉超前支護(hù)頂 板;如煤壁片幫較寬,支架本身無(wú)法有效支護(hù),易造成掉頂 時(shí),可在支架梁頭兩圓孔內(nèi)插兩根長(zhǎng)度為1.5～2.0m的鋼管 用于超前支護(hù),其上用笆片,塘柴棍,木料等接實(shí)過(guò)嚴(yán)頂板. 支架下井安裝前,考慮到無(wú)護(hù)幫板,無(wú)法用護(hù)幫板護(hù)幫或托 料維護(hù)頂板,故

12、在每架支架梁頭處加工了兩直徑為0.2m的 圓孔,用于插設(shè)超前支護(hù)的鋼管. 4初采時(shí)和收作時(shí)工作面頂板管理 4.1初采時(shí)工作面的頂板管理 由于工作面上,下風(fēng)巷和開(kāi)切眼跟煤層頂板掘進(jìn),加之 安裝綜采設(shè)備,開(kāi)切眼掘進(jìn)后維護(hù)時(shí)間較長(zhǎng),致使開(kāi)切眼兩 壁的煤體在支承壓力的作用下己被壓酥,極為松軟;工作面 自切眼進(jìn)入煤體時(shí),出現(xiàn)片幫現(xiàn)象較多,此時(shí)支架要及時(shí)伸 出前探梁,及時(shí)移架支護(hù)頂板;如煤壁片幫較寬,仍需采用插 設(shè)鋼管的方法處理片幫. 另外,工作面初采時(shí),逐步下剎至跟底板回采,同時(shí)在初 采25m前不放煤,2622(3)工作面來(lái)壓步距為35m左右. 4.2收作時(shí)工作面的頂板管理 為

13、保證工作面收作后液壓支架能順利拆除,工作面采用 第24卷第lO期 2005年lO月 煤炭技術(shù) CoalTechnology_ Vo1.24.No.10 Oct.2005 懸移支架放頂煤開(kāi)采實(shí)踐中技術(shù)創(chuàng)新 周張庚 (淮南礦業(yè)集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)部,安微準(zhǔn)南232001) 摘要:簡(jiǎn)要分析和總結(jié)了懸移支架放頂煤開(kāi)采的實(shí)踐中支架結(jié)構(gòu)的缺陷,煤層賦存的不適應(yīng),基礎(chǔ)管理的粗放對(duì) 回采工藝的影響,針對(duì)性提出了改進(jìn)及解決的方法,對(duì)完善和推廣懸移支架放頂煤開(kāi)采技術(shù)具有指導(dǎo)作用. 關(guān)鍵詞:懸移支架放頂煤;支架結(jié)構(gòu);煤層賦存;基礎(chǔ)管理 中圖分類(lèi)號(hào):TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008

14、—8725(2005)10—0046—02 1礦區(qū)概況及開(kāi)采現(xiàn)狀 淮南礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)有9對(duì)生產(chǎn)礦井(公司),礦區(qū)以淮河為 界,分為老區(qū)和潘謝新區(qū).老區(qū)的大部分礦井建于上世紀(jì) 五,六十年代,由于受當(dāng)時(shí)開(kāi)采技術(shù)條件的限制,井田走向長(zhǎng) 度普遍偏短,井田過(guò)密,生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜,生產(chǎn)工藝落后,采場(chǎng) 條件不適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采.近年來(lái),為適應(yīng)集團(tuán)公司做大 做強(qiáng)煤炭主業(yè)的形勢(shì),老區(qū)礦井加大了采煤方法改革力度, 完善和推廣以懸移支架放頂煤開(kāi)采為主的簡(jiǎn)易支架放頂煤 開(kāi)采技術(shù).1998年原李二礦在一500mE2C13IVV行工作面 首次使用懸移支架放頂煤開(kāi)采,取得了成功.五年來(lái),新莊 孜,謝一礦,謝李

15、,孔李,潘東公司近25個(gè)工作面先后采用了 懸移支架放頂煤開(kāi)采,回采產(chǎn)量占非機(jī)械化采煤產(chǎn)量的比重 越來(lái)越大(見(jiàn)表1). 懸移支架放頂煤開(kāi)采增強(qiáng)了工作面支護(hù)的穩(wěn)定性,減輕 了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.但隨著使用范圍的擴(kuò) 大,懸移支架放頂煤開(kāi)采實(shí)踐中逐漸暴露出支架結(jié)構(gòu)的不合 理,煤層賦存條件適應(yīng)性不強(qiáng),基礎(chǔ)管理薄弱等問(wèn)題,制約了 聯(lián)雙層金屬網(wǎng)和鋼絲繩的方法管理頂板,同時(shí)收作期間不放 頂煤.具體方法為距停采線(xiàn)1O～12m時(shí),在支架頂部鋪設(shè)雙 層金屬網(wǎng),并隨工作面推進(jìn),在支架前梁端雙層網(wǎng)下沿煤壁 方向鋪設(shè)鋼絲繩,每割1刀煤鋪設(shè)1根鋼絲繩,繩兩端固定 在上,下端頭挑棚梁上.

16、5結(jié)語(yǔ) 綜放工作面的頂板管理,有著其特有的規(guī)律.在綜放工 安全高效生產(chǎn). 表1近年來(lái)懸移支架放頂煤回采產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表 2存在問(wèn)題和解決方法 2.1支架結(jié)構(gòu) 2001年以前淮南礦區(qū)工作面使用的懸移支架移架步距 為0,8m,最大控頂距3.06m,最小控頂距2,06m,對(duì)于頂煤 破碎的工作面控頂效果好,但對(duì)老區(qū)煤層較穩(wěn)定,瓦斯含量 高的C13,B1lb,B8等煤層的工作面使用該型號(hào)支架,降低了 通風(fēng)斷面,減少了循環(huán)進(jìn)尺,制約工作面生產(chǎn)能力的發(fā)揮. 因此在C13,B1lb,B8煤層工作面懸移支架選型時(shí),對(duì)原有的 支架進(jìn)行改進(jìn),增大支架行程步距.改進(jìn)后的XDY—H型懸 移支架行程步

17、距達(dá)到1,0m,最大控頂距3.66m,最小控頂距 2.66m,增大了機(jī)道,人行道的空間,方便工人的操作和行 作面開(kāi)采過(guò)程中,必須根據(jù)其礦壓顯現(xiàn)規(guī)律,制定切實(shí)可行 的頂板管理措施并貫徹執(zhí)行,才能保證工作面的正常回采, 防止工作面片幫,冒頂事故的發(fā)生,創(chuàng)造良好的安全生產(chǎn)局 面. TheAnalysisonRoofControlofWorkingFaceofMedium——thickness CoalSeamComprehensiveMechanizedTopCoalCavingMethod CHENGYi (ZhangbeiCoalMine,HuainanMiningIndust

18、ryGroup,Huainan232174,China) Abstract:ThekeypointofGrandpressure1 . awonworkingfaceofseamtopcoalcavingmethod,themethodofdealingwiththem,f~sdycaving andendcavingofworkingfaceroofcontrolarediscussed. Keywords:medium—thicknesscoalseam;roofcontrolcomprehensivemechanizedtopcoal;cavingmethod 收稿日期:2005—07—15;修訂日期:2005—08—17 作者簡(jiǎn)介:周張庚(1967一),安徽桐城人,工程師,1991年畢業(yè)于原淮南礦業(yè)學(xué)院,現(xiàn)在淮南礦業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)部工作,曾發(fā)表 論文數(shù)篇.