三软煤层悬移液压支架回收工艺改进.pdf

2 0 1 1 年第 1 1 期 中州煤炭 总第 1 9 1 期 三软煤层悬移液压支 架 回收工艺改进 曾祥永 ， 朱 晓坤 ， 李 洪有 ， 韩冬 雪 ， 李 佳 郑煤集 团公司 米村煤矿 ， 河 南 新密4 5 2 3 9 4 摘要 郑煤集 团米村矿根据 2 6 0 0 5 1工作面外段停采处煤 厚情况， 采用超前护顶上 网、 煤体浅孔注水 等措施配 合工作面悬移液压支架进行 回收。该 工艺的采 用， 增大 了拆 除作业 的安全 系数， 改善 了回收作 业条件 ， 节省 了大量材料 ， 降低 了职工 劳动 强度 ， 提 高 了悬移液压 支架的回收速度 ， 保证 了支架的安全 回收。 关键 词 三软煤层 ； 悬移液压 支架； 超前护顶 ； 劳动强度 ； 安全回收 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 1 1 1 0 0 5 3 0 3 2 0 0 8年 ， 米村 矿在 2 6扩 大 区 2 6 0 0 5 1工作 面开 始使用悬移液压支架 。悬移液压支架既保持了综采 支架安全 、 支护面积大、 支护强度高 、 移架速度快等 优点， 又具有体积小、 质量小 、 移动灵活、 易维护 、 易 操作 、 运输方便等特点。全部支架连为整体 的结构 ， 具有显著的整体性和稳定性 ； 操作系统采用液压集 中控制， 减少了操作工序 ， 提高 了自动化水平 ， 实现 了快速移架 ， 使采煤工艺衔 接更加紧凑 ， 提 高 了工 效； 顶梁为整体箱式结构 ， 护顶面积在 9 5 ％以上 ， 实 现了对顶板 的封闭性支护 ， 效果较好 。然而随着 回 采工作面推进 ， 在 2 0 1 0年 8月工作面遇到薄煤带。 为保证原煤质量 ， 工作面整体搬迁至 2 6 0 0 5 1 工作面 外段。工作面回采结束后 ， 改进悬移液压支架 回收 方式 ， 实现支架安全快速回收又成为亟待解决 的新 课 题 。 1工 程概 况 米村矿 2 6 0 0 5 1工作面外段位于 3 5 m水平以 下 2 6扩大区， 井下北部为未开掘的 2 6 0 0 4 1工作面， 东部为 2 6扩大区轨道、 胶带大巷 ， 南部为 已回采的 2 6 0 0 6 1工作 面， 西 部沿 2 6 0 7 1工作 面 空 区边 缘掘 巷 。工作 面垂 直对应地表 ， 上覆有孟庄村、 孟庄村 部 、 学校 、 丁庄村、 宋村水库及碳化硅厂 、 板厂等建筑 物 。地面标高 2 4 7 ． 9～2 3 7 ． 5 m， 2 6 0 0 5 1工作 面 标高 一 8 9 ． 1 1～ 4 ． 2 6 m。该工作面开采二 叠系山 西组二 煤 ， 黑色、 粉末状、 光亮 型、 半金属光泽 ； 煤 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 2 1 作者简介 曾祥永 1 9 8 5 一 ， 男 ， 湖南 浏阳人 ， 技 术员 ， 2 0 0 8年毕 业 于辽宁工程技术大学， 现从事技术管理工作 。 层 最小 厚度 0 ． 3 I I l ， 最大 厚度 1 1 ． 2 m， 平 均煤 厚 5 ． 7 m， 为典型三软不稳定煤层。工作 面整体呈单斜构 造 ， 地质构造简单 ， 煤层底板局部起伏较大 ， 总体产 状 大致 为 1 6 0 。～1 9 0 。 ／7 。 ～ 2 6 。 。终 采 线处 顶板 为 砂质泥岩和炭质泥岩 ， 底板为砂质泥岩和灰岩。采 用走向长壁炮采放顶煤一次采全高采煤法 ， 全部垮 落法控制顶板 。工作面两巷均采用 1 2 m。 U型钢支 护 ， 工作面采用 1 2 0架 Z H 2 0 0 0 ／ 1 5 ／ 3 5 z 型悬移液 压 支架进 行支 护 。 2原 回收方案 1 在工作 面结束前 6 m处， 采用塑料编织 网 宽 1 ． 2 m， 长 9 m 铺 在顶梁 中 间 ， 搭接 宽度 0 ． 1 I n ， 连网间距不大于 0 ． 1 m， 并打成死结。塑料编织网 下配合小径木打顶 长 1 ． 8 m ， 小径木搭接不小于 0 ． 3 m， 间距不大于 0 ． 3 m。移架时采用小径木配合 塑料编织网打顶 ， 最终使顶梁上方形成人工顶板。 2 回收支 架 时 ， 先 用 长 3 m 的 坑 木 支设 在 待 回支架下方， 使其托住顶梁的小径木 ， 防止顶梁拆除 后顶板垮落。 3 在待回支架顶梁下侧挂 2台手拉葫芦 ， 然 后在顶梁下打上单体柱加固， 并给足初撑力。 4 去掉托梁套， 提起 4根立柱 摘除采空区侧 上挡矸板 ， 然后拆 除 4根立柱 。缓慢下落单体柱 ， 使采空区侧顶梁先下落 ， 待支架下落一定程度后将 单体柱拆除， 此时手拉葫芦受力 ， 使用另一根单体柱 戗在煤墙侧顶梁下方 ， 确保支架顶梁在采空区侧能 够调出 相邻 支架后柱影 响顶梁 下落时可拆 除支 架 。 5 在上 安全 出 口处 回柱绞 车牵引下顺 利调 53 2 0 1 1 年第 1 1 期 中州煤炭 总第 1 9 1 期 向 ， 并 拉 出工作 面 图 1 。 2 6 0 0 5 1 工作面外段 A L 临时点柱 图 1原方案悬移液压支架回收示意 3 方案改进 1 工作 面 切 巷在 距 离 停 采 位 置 8 m 时 ， 用 小 径木超前扒支护 ， 先在煤墙掏梁窝 ， 然后用小径木做 梁 ， 荆笆 、 椽 子护顶 ， 形成 人 工 顶 板后 开 始 进 行铺 网 工作。前 2 m在顶梁与顶板之间铺设单层菱形金属 网 菱形金属 网规格 1 m X 1 0 m ， 铺单层 网时， 不敷 设钢丝绳 ； 铺第 4道网时， 菱形金属网由单层变为双 层 ； 铺双层网的同时 ， 开始敷设 钢丝绳 ， 工作面每推 进 1 m敷设 1根钢丝绳 ， 钢丝绳两端绳头分别 固定 在工作面两巷上帮腿和下帮腿上。待支架后方的菱 形金属 网落地后 ， 超前梁头 5 0 0 mm再铺 1排巷单 网； 连接好 网后 ， 用坑木 配合单体柱打抬棚将 网撑 起 ， 然后在煤墙侧用单层菱形金属网进行闭帮， 至此 铺网结束。 2 回收时， 先采用 1 ． 7 m Ⅱ型钢交替支设在 待回悬移支架侧面 ， 使其托住打顶 的菱形金属 网及 钢丝 绳 ， 防止顶 梁拆 除后顶 板下 落 。 3 摘除挡矸板 、 托梁连接销 当连接销不易拆 除 时 ， 用 T型退销 器配 合 大锤 将 销 子推 出 ； 去掉 托 梁连接套 ； 摘除支架对角 的 2根支柱 尾端外侧及 前端里侧 的支柱 ； 接好 剩余支柱 的升、 降液压管 路 ， 去掉剩余支柱的柱顶销 ， 升支架前端 的支柱 ， 给 足初撑力后 ， 缓慢下降尾端支柱， 待尾端下落后 ， 搬 走尾端立柱。 4 将 回柱绞车绳从顶梁下方穿人后绕顶梁 1 圈后挂住顶梁 的侧板 ， 利用 回柱绞车缓慢 翻面、 调 向， 方向调整好后回收最后 1 根支柱。 5 将支柱、 管路等配件绑在顶梁上拉 出工作 面 。 6 顶梁拉 出工作面切巷后 ， 利用进风巷 1 4 t ．5 4 绞 车装 车 图 2 。 2 6 0 0 5 1 T 作面外段 ll ll l 1 Il l I l l 0 1 0 0 lI ll l l Il l I l l ll l A ＼ 木垛 Illl l l ll I I l l l _ l J l l I l l l l l l l l ll I l 2 6 0o 5l t l l 1 l l l l l l l l f 轨道巷 2 6 0 0 5 1 l ＼ 钢 丝 绳 ＼ 悬 移 液 压 支 架 口 云 输巷 I一 ＼ 1 4t 绞j 图 2改进方案悬移液压支架回收示意 4 新方案实施技术要点及 注意事项 4 ． 1 技术 要点 1 加强切巷煤层浅孔注水工作 ， 使煤体充分 锈结 ， 防止 煤层 片帮 。 2 施工第 1排巷 时， 必须用小径木超前扒支 护 ， 先在煤墙掏梁窝 ， 然后用小径木做梁 ， 荆笆 、 椽子 护顶 ， 形成人工顶板 ， 便于上网。 3 菱形金属 网必 须严格按标准铺设 网与 网 沿 回采 方 向搭 接 宽 度 不 小 于 0 ． 2 m， 沿 切 巷方 向搭 接宽度不小于 0 ． 8 m， 搭接处使用扎丝连接 ， 扎丝连 接区不得少于 4处 ， 必须连接牢固； 菱形金属网必须 全部覆盖在工作 面支架的上方 ， 压力大或顶板破碎 时 ， 必须在菱形金属 网下靠煤墙侧打抬棚进行加固。 4 在移架过程中， 要 防止支架顶梁摧毁菱形 金属网， 可以将荆笆折叠起来 ， 垫在支架顶梁与菱形 金 属 网之 间 ， 使 支架 顶梁 与菱 形金 属 网脱 离接 触 ， 然 后再 带 压拉架 。 5 钢丝绳与菱形金属网每间隔 0 ． 3 m要用扎 丝 扎紧 ， 绳头搭 接 处 用绳 卡 连 接 ， 绳 卡 不 少 于 2个 ， 且 绳头 搭接不 少 于 1 m， 钢丝 绳必 须连够 6根 。 6 待支架后方的菱形金属 网落地后 ， 超前伸 梁头 5 0 0 m m再铺 1 排巷单 网， 网连接好后 ， 用坑木 配合单体柱打抬棚将 网撑起， 然后在煤墙用单层菱 形金属网进行闭帮。 7 已回侧 打临时抬棚应滞后支架 回收 2～3 架 的位置 ， 保 证必要的作业空 间， 防止顶板跟得太 紧 。 8 在上切 口往外 1 0 m处安装带抱 闸的 1 4 t 绞车 ， 用于悬移液压支架装车 图 3 。 2 0 1 1年第 1 1期 曾祥 永等 三软 煤层 悬移 液压支 架 回收工 艺改进 总第 1 9 1 期 殳 架 前 支 架 前 支 架 前 霈 支 架 前 端 6 临时抬棚最好 只架设 3棚 ， 棚间距为 1 n 回 柱 绞 车 左右， 并 由专人及时将里侧的抬棚外挪 ， 否则顶板压 已 待 已 待 已 待 已 _ 回 回 回 回 回 回回 力 大时将 加大 抬棚 的 回收难度 。 侧 侧 侧 侧 侧 侧侧 支架前端 支架前端 支架前端 支架前端 o O 。 初始状态 第1 步 g 2 ff 第3 步 缅晒 图3 悬移液压支架支柱摘除顺序 米村矿结合 2 6 0 0 5 1工作面外段结束 时的地质 情况 ， 对悬 移 液压 支 架 回收技 术 进 行 了改 进 。与 I E 4 ． 2 注思争项 方案相 比， 新方案有以下优点 ①菱形金属 网配合锋 1 加强煤层浅孔注水工作 ， 使煤体充分锈结 ， 丝绳打顶 ， 较塑料编织网配合小径木打顶更为坚固、 防止煤层片帮。 结实， 使得已回侧的临时抬棚与待 回支架间的距离 2 工作 面不再敷设 临时液压管路 ， 利用支架 能达到 2 3 m， 为支架 回收创造 了较大 的作 业空 上的注水管路供液。 间， 且非常安全。②新方案拆除支架基本上不使斥 3 在移架过程 中， 为防止支架 梁头摧毁菱形 手拉葫芦和临时支柱 ， 施工人员可 以在安全位置探 上接 第 2 9页 褶 曲发育 的形态， 也反映 了应力 的作用形式及 变化 ， 在东部 ， 由于受到较强的挤压应力而形成紧凑 的褶曲； 到中部明显趋缓， 所受应力 比较均衡 ； 而到 西部 ， 消减后应力致使褶曲平缓 ； 在西南部 F 。 ， 断层 走 向扭转区段又表现为应力集中而使褶 曲加强 ； 大 中型断层附近局部区域 ， 由于边界条件变化会导致 应力在大小和方 向上 的急剧变化 ， 故应会有更强烈 褶皱发育 ， 有待进一步研究总结。 构造裂隙随断层和褶皱而伴生 ， 同样是构造 应力作用的结果 ， 发育方位应和小型断层一致 ， 褶皱 轴部会有所强化 ， 应力集 中和变化的西南部 区域会 更加发育 ， 现有的矿井地质及防治水工作资料 已有 显示 ， 与上述应力分布及变化规律相吻合 。 4 结论 1 大中型断层对采 区、 采面 、 巷道布置起决定 性作用 ， 同时会造成含水层与开采煤层直接导通 ， 在 穿越或临近此类区域进行生产活动时 ， 应提前做好 防突水工作。 2 小 断层会对开采 和掘进 工作产 生较大影 响 ， 清楚了其发育规律 ， 就能在进行支护、 加 固及防 水工作时做到防患于未然 。 3 掌握构造裂隙随小型断层和褶皱伴生 的规 律 ， 对底板加固防治水工作具有指导意义 ， 能有效提 高此项工作的效率和防治水效果。 4 西南区域应力集 中， 构造趋于复杂， 对矿井 生产造成不利影响 ， 需加强对水 、 瓦斯等各种不利 因 素 的防治 。 5 笔者认 为， 应力不平衡的原 因除 了受先期 形成的构造影响外 ， 还应该与基岩岩性及厚度变化 有关 ， 有待 进一 步研究 论证 。 参考 文献 [ 1 ] 许世红 ， 钟建华 ， 柳忠泉． 合肥 盆地断 层活动 特征及其 控制 因 素 [ J ] ． 大地构造与成矿学 ， 2 0 0 7 ， 3 1 1 3 3 - 3 6 ． [ 2 ] 曾佐 勋 ， 樊光 明． 构造 地质学 [ M] ． 武 汉 中国地质大学 出版 社 ， 2 0 0 8 ． [ 3 ] 唐永 ， 梅廉夫， 张春生 ， 等． 普光气 田飞仙关组储层 裂缝 特征及 其控制因素分析 [ J ] ． 石油天然气学报 江汉石油 学院学报 ， 2 0 1 0 ， 3 2 2 4 8 5 3 ． 责任编辑 梁郁鑫 5 5