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1、 48 中国矿 山工程 Chi n a Mi n e En g i ne e r i n g 2 0 1 3年 1 0月 第 4 2卷第 5期 悬移支架在地质构造复杂 区域回采煤中的应用 Ap p l i c a t i o n o f c a n t i l e v e r s u p p o r t i n t h e c o mp l e x s t r u c t u r a l a r e a c o a l s t o p i n g 胡 长 江 淮 南 矿 业 集团 谢 一 矿 安 微淮 南2 3 2 0 5 2 摘要 对悬移 支架放硕煤 工作 面过地质构造复杂地段技 术进行总结
2、 针对具体施工条件提 出了可行的技 术方案 关 键 词 悬 移 支 架 断 层 下伪 倾 衬 顶段 Abs t r ac t Th e c a n t i l e v e r s u p po r t t e c h ni q ue u s ed i n t he c o mp l e x s t r u c t ur a l a r e a wa s s u mma r i z e d a nd t h e t e c h ni c a l pl a n wa s p r o p o s e d a i mi n g a t t he i mpl e me n t a t i o n c o
3、 n d i t i o ns Ke y wor ds c a nt i l e v e r s u pp o r t f a u l t f a l s e d e c l i n e r o o f l i ni ng s e g me n t 1 前言 悬 移支架 放顶 煤采煤 方法 具有效 率高 成本 低 回采 率高 巷 道掘 进量 小 支 架 稳 定性 和 安 全性 能 好 等 特 点 现 已经 在谢 一矿 广泛应 用 为 了在地 质 构 造 复杂 地 段 充 分发挥 悬移 支架 轻便 灵 活 稳定 性 能 强 等优 越 性 对 工 作面过 断层 进行技 术研究 并对 成 功经验进
4、行 总结 2 矿井及工作面概况 淮 南矿 业集 团谢一 矿位 于八公 山煤 田 中部 其 井 范 围狭 小 开采 走 向短 地 质 条 件 复 杂 在 不 足 4 0 0 m 的 井田范围内由南向北分布 F 1 6 F 1 2 8等 l 7条大 中型 斜切 断层 矿井 开采历史 悠久 系统 条件 复杂 2 0 1 0年 1月 1 0日回采 的 4 4 7 2 B 6工 作 面 B 6 B 7煤 层呈 单斜 结构 平 均走 向 3 2 倾 向呈 N E走 向 平均 倾斜 2 7 工 作面北 起 I x I线 以南 3 7 m 南 至 F 1 2 9断层 上 限标高 一5 9 2 6 m 下 限标
5、 高 一6 5 4 9 m 上 阶 段 B 6煤 层已回采 南北两翼 B 6 B 7未回采 工作面内 B 6 B 7煤 层 赋存较 稳定 B 7煤层 厚 度 在 1 7 2 5 I l l 平 均 2 O m B 6煤 层厚 度在 1 7 3 8 m 平 均 2 4 m B 6 B 7煤 层 间 夹 矸 在 0 3 0 8 m 切 眼及 斜 机 巷 局 部 地段 B 6 B 7合 区 煤 层顶底 板情 况见 表 1 3 悬移支架工作 面布置情况 悬 移支架 支护 段 工 作 面最 小 控 顶距 为 2 2 6 m 最 人 控顶 距 为 3 0 6 m 支 架 中 心 距 为 1 1 m 支 架
6、 间 距 为 0 4 2 m 工作 面机 头处 均用 6排 8棚 H D J A一 1 0 0 0型 双 楔顶梁配合 D Z 2 5 3 0 1 0 0型单体液压支柱架设 的一梁 第5期 胡 长 江 悬移支架在地质构造复杂区域回采煤 中的应用 4 9 表 1煤层顶底板情况 一 柱 铰接 走 向棚 进 行 支 护 棚距 0 5 m 其 最 大 控 顶 距为 5 m 最 小控 顶距 离 为 4 m 老塘侧 切 顶线 处 采用 铰接顶梁配合单体液压支柱架设的两排一梁一柱铰 接顺山挑棚进行特殊支护 工作面采高 2 0 m 采放 比 l 1 1 工作面使用金属网 塑料 网 及 1 4 m长 的塘柴棍过顶
7、 工作面内的支架之间使用钢丝绳连 接作为联架防倒措施 工作面按下伪倾 5 1 O 布 置 并 严格 跟 底 回采 4 悬 移支架在地质复杂 区域应用 工作面内影响程度严重的是 F 2断层 经研究分 析 对悬 移支 架工 作 面 在 地 质构 造 复杂 区域 回采 进 行技 术研 究 如 图 1和 图 2所示 F 2 断层 图 1 4 4 7 2 B6工 作 面 平 面 示 意 图 图 2煤层及 断层 示意图 通过施工现场调查 结合 回采工作 面地质说 明书 资料 确 定该 断层为 同向正断层 其落 差为 2 0 m 走 向 为 2 9 5 倾 向 为 2 5 断 层 倾 角 为 6 1 根据工
8、作面布置方向判断 随着工作面向前回采 工 作面中下段将先遇断层 然后再分别至上下风巷 根据 断层的性质及断层与工作面之 间回采关 系 确定了总体技术思路 由于工作 面处于断层的 下盘煤层内 所 以工作 面在过断层期 间要逐硐逮顶 刹底 鉴 于断层 倾 角较大 且 落差达 2 0 m 为 防止工 作面突然采人断层 的上盘顶板 内 工作面在未采至 断层面位置之前超前破下盘煤层 的底板 保证工作 面能逐峒过渡到断层上盘煤层 内 减少工作面的破 矸量 在现场调查和总体思路确定的前提下制定了 下列 技术 方案 1 合理控制工作面下伪倾角度 保证 工作面 斜交 过断 层 工作 面下 伪倾 角度 要适 中
9、角度过 小 容易造成工作面煤壁片帮 放煤时放煤点 以上段工 作面会处于顶板 冒空的椭 球体漏斗 的四角 围岩之 内 容易造 成 支架 空 顶 从 而 大 大 降 低 支 架 的稳 定 性 不易顶板管理 若 角度过大 工作面顶底板下倾 角 度也会 增 大 不 易于 工作 面逮顶 刹底 而 且从煤 帮 向机道攉 煤 时 增 大劳 动 强 度 所 以工作 面过 断 层 期间 严格控制下伪倾 5 1 0 方 向进行回采 2 加强悬 移支架 防滑 防倒措施 由于工作 面按照下伪倾布置 且悬移支架重量达 8 6 5 k g 所以 在工作面倾角过大的区域支架容易下滑 并在放煤 过程中 容易出现支架失稳现象
10、考虑以上不利 因 素 可采取 以下技 术措 施 确 保 安 全 回采 首先 在 过 断 层 期 间 适 当破下 盘压 头 嘴唇 并 将 断层上 盘至 断层 面 1 0 m范围内作为衬顶段并逐峒逮顶刹底 以减小 工作面视倾角度 然后在移架过程中采用千不拉葫 芦将所移的支架栓牢固 若顶板破碎 压力较大 工 作面可以采用带压移架 另外 每班安排专人对支 架间的防倒绳进行检查 对不合格 的防倒钢 丝绳要 及 时更 换后 方可 移架 3 加强顶板管理 断层处顶板较 破碎 要 求断层处合理布置炮眼 控制合适装药量 炮前及 时伸好前探梁超前治理好顶板后 方可放轻微底 眼 震 动炮 若 顶板 破碎 必要 时
11、可采用 风镐 手镐 过硬 刨 炮后 应严格执行敲帮问顶制度 加强过顶 质 量 确保 金属 网之 间 的搭 茬距 离 避免 出现撕 网现 象 对掉漏顶的地方必须使用硬料将顶板填平 装 实 接上劲 当煤帮刷够宽后 为防止煤顶抽 冒 煤帮可增设一梁二柱的顺山抗棚 以增强煤帮的支 护 强 度 规格 梁 为 2 2 2 4 m 4 0 1 8 m 圆木 5 0 中国矿 山工程 2 0 1 3年 第4 2卷 柱 为单体 液压 支柱 并将 煤帮使 用金 属 网或大笆 片 背严 背 实 同时 要 求 断层 处 对 应 老 塘 上 下 5 m 范 围 内严禁放顶煤 以确保该段工作 面实行全封闭管 理 确保基本
12、支柱跟底 回采 保证支柱初撑力不 得低 于 9 0 k N 针对 工 作 面 在 逮 顶刹 底 期 间未 跟 上 底 板 的支柱 要求 支柱必 须穿好 铁鞋 对应 老塘侧 在 每组支架间打好密集支柱 以确保工作面支架 的稳 定性 根据工作面支护强度验算 严格控制工作 面支护密度 严禁 出现大棚档现象 避免兜 网现象 确保工作面支护强度 控制工作面采 高 一般控 制在 1 8 2 0 m 但 随 着 围 岩 破碎 程 度 的变 化 以 维护顶 板 为 目的 灵 活 掌 握 采 高 但 采 高 不 能 低 于 1 6 m 避免 造成 移架 困难 4 加 强上 隅角 瓦斯 治理 工 作 由于 断层
13、处裂 隙较发 育 瓦斯 涌 出量 较 大 上 隅 角要 超 前 抹斜 茬 收作 并及 时充填 且 用 炮 泥堵 实 以减 少 瓦 斯外 涌 回柱前要洒透水 回柱时必须使用铜质工具 若 瓦 斯 涌 出量 较大 可采 用顶板 走 向钻 孔 上隅角 埋管 的 方式 进行 抽采 5 加 强现场 技 术管 理 工作 采 区工 程技 术人 员应 经常 深入 现场 在 施 工过 程 中提 供强 有 力 的技 术 支持 熟悉 了解现 场断层 变化 情况 严格按 照技 术 措 施进行 现场 技术督 检 确 保技 术措 施执行 5 施工 中存 在问题 1 断层处 衬顶 段支柱 初撑 力低 2 衬顶 段底煤 较 软
14、 当柱 窝 在软 煤 内 时 支 柱 钻底量 达 3 0 0 m m 3 衬顶 段 作 面 要 求 支 架 逐 峒 逮 顶 刹 底 致 使支柱支设角度不易掌握 当顶板压力较大时 柱底 向老塘 发生 位移 4 断层 处顶板 压 力较 大 支 架 强度 刚 度 及稳 定性 较差 5 顶 板沿煤 壁 以里断裂 易 片帮 6 支 架沿 倾 斜 方 向下 推 支 架顶 梁 与走 向 1 0 7 工 作 面放 煤 后 老塘 内 冒 落 的矸 F滑 F 滚 的 冲击 力随煤 层 倾 角 的增 加 而增 大 并 日 下 冲方 向不稳定 随 机性很 大 所 以要求 断 层处 f 下 5 m 范 围内严禁 放顶
15、煤 6 施工要点及原则 根 据现 场 施工 中出现 的问题 提 出 以下 几 点 施 工 基本要 点 和原则 首先 要确保 工作 而过 断层期 问 顶 板不 冒落 煤帮 不 片 帮 要 求 帮 顶 均 要用 料 过 严 背实 然后是稳定 工作面老塘侧要设置密集 支 柱或 支架上 要打抗 柱 或 者 在棚 挡 内打走 向抗 棚 增 强工作 面支架 对老 塘 的抗 阻力 软 底处 支柱要 穿 铁 鞋 经现场 测定 穿 好 铁 鞋 后 支柱 实 测初 阻力 达 1 1 5 MP a 末阻力 1 2 MP a 并 且支 柱 下方 要 设 置 档 板 留少量的浮煤 使支柱不降阻 支架顶梁要垂 直煤 壁
16、严 禁 上 下 甩 头 当 端 面 距 1 0 0 ram 时 煤 帮必须增设顺 山抗棚或者伸前探梁抵实煤帮 逮 顶段 工作 面支架 煤 帮支 柱 栽 设必 须 垂 直顶 底 板 中 柱及 老塘侧 支柱 要垂 直 支 架 顶 梁 确保 支架 的支 护 强度 最后是控制 要加强煤帮顶板的控制 若 T作 面局 部地 点 出现掉 顶 现象 要 加 强 冒顶 区 敞体 岩 的控制 就是通 过对 冒空 的 椭球 体 漏 斗的 9 q 角 围 的控 制 7 结语 工 作面 于 2 0 1 0年 2月 3 L j 开 始过 此 断 刮 2 月 1 0日已经顺 利通 过 没有发生 冒顶 事故 l j 均 推 进 2 0 m 达 到 了安全生 产 的预期 日的 通过 丁程 施 工 证 明悬移 支架 工作 面 在 适 应复 杂 地 质条 件 方 询 具有很 好 的优 越性 上 接 第 2 6页 收率 为 6 6 1 4 锌在 昆合精矿 中的占有率大 幅度 降低 且 对铜 铅 的 回收 没 有 影 响 基 本 有 效 抑制 了铜 铅 混 选时锌的上浮 为后续的铜铅分离 以及选锌流程创 造 了较佳 的条 件
