轻放工作面过断层的实践与认识.pdf

童 瞧晨 纠牧 2 0 0 5 年 第1 期 轻放工作面过断层的实践与认识 关键词 过断层 飘底推进 顶板支护 临沂矿务局古城煤矿 彭立正刘文华 古城煤矿主采 3 煤层。主采煤层位 于山西组的下部， 距山西组界 1 0 m左右 ， 距三灰底板 5 0 m左 右。煤层倾 角 1 2 o 左右 ， 煤层平均厚度 8 ． 4 9 m ， 层位稳定。3 煤平均抗压强度 2 9 ． 8 M P a ， 直接顶为厚 3 m的深灰色砂质泥岩 ， 老顶为灰 白色 含黑色矿物较多的中粒砂岩 ， 底板为具有清楚 波状层理及生 物扰动构造的细砂岩 ， 厚 度 5 ～ 7 m 。 1 1 1 0 8工作面概况 该面位于井 田中部 ， 南临煤矿三条下 山 回风下 山、 皮带 下山、 轨道下山 ， 北以 断层为界 ， 东西均为未开采的实体 煤柱。煤 层 埋 藏 深 度 为 一7 6 4～ 一7 5 1 m， 地 面 标 高 为 5 1 ． 5 m， 地面范围内有泗河从工作面上部穿过。 1 1 0 8 工作面设计长度 5 8 m ， 采高 2 ． 2 m ， 设计有两条巷道 ， 即上边为 回风巷 ， 下边为皮 带运输巷 。采用综 采放顶 煤工 艺 ， 全部跨落法管理顶板 。放煤高度 6 ． 3 m ， 初次放煤 步距为 5 m， 循环放顶煤步距为 1 ． 2 m ， “ 两采一放” 。 该工作面 3 煤顶板为 Ⅱ 类顶板， 中等稳定， 回采后直接 顶能够 自然跨落。 据 1 1 0 8 工作面两顺 槽及开切眼施工揭 露． 本 工作面地 质构造较复杂， 共有走 向正断层 1 3 条 ， 其 中落差大 于 5 m的 断层有 6 条 ， 大于 2 m的断层 5 条。给工作面的正常循 环造 成了很大的困难。 该面自 2 0 0 2 年 5 月份投产以来 ， 已过落差在 5 m以上 的 断层两次。过断层时， 经仪表显示矿压显现剧烈 ； 从现场看 ， 裂隙发展深度大 ， 顶板破碎 ， 冒高也随之增大。 工作面主要设备配置 采煤机3 M G 2 0 0 W2 型 ； 输送机 S G D 6 3 0 ／ l 1 O型 支架 Z F 2 4 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 B H。 2 1 1 0 8面过断层的方法 F 2 断层走 向与煤 层走 向一致 ， 倾 向 S W 2 2 5 。 、 倾角 6 5 。 。 图 1 为皮带运输巷揭露 F 2 断层剖面图。 图 1 皮带运输巷揭露断层剖面图 1 1 0 8 面两顺槽均揭露断层上盘煤层顶板 ， 但均 未破顶 。 皮带运输巷揭露断层下盘底板岩石约 1 ． 5 m 。按照常规 ， 对 落差小于 2 m的小断层回采时采取挑顶或卧底的方法直接推 过 ； 对落差较大的断层 ， 则需采取专门措施。 根据公式 t K H ／ L 式中H 一工作面采高 ， 取 2 ． 2 m ； 卜 断层面距开始飘底点的距离 l n ； 一 工作面飘底点的上仰角， 取 1 0 ％ I 采高不均衡系数 ， 取 1 ． 2 ； 经过严格测算 ， 在距断层面 1 5 m时 ， 以不大于 1 o 。 的角度 向前飘底推进。当工作面 回退有 2 3 5 m时 ， 从 1 0 架到 3 4 架间断层岩面呈蜗牛状 出现 ， 长度达 4 0 m， 从下至上逐渐增 厚 O ． 5 m～2 ． 2 m ， 岩石为坚硬的底板细砂岩。 为防止损坏截齿 ， 工作面过断层 时， 若下盘底板岩石厚 度超过 0 ． 5 m， 不得用采煤机强行硬割。为此 ， 将 回采面改为 大断面岩石掘进面处理 ， 采用风钻打眼放炮落岩。推进中应 当特别注意断层带是迳 流的通道 ， 3 煤顶板岩裂 隙水和断 层水受采动影响会导入工作面， 要求在生产过程中必须坚持 “ 有疑必探、 先探后掘” 的原则 ， 严防工作面突水事故的发生。 工作面推进速度越快 ， 煤壁暴露 时间越短 ， 顶板破碎 度 越低 ， 冒顶机率越少， 片帮深度越小 ， 所以在保证设备性能可 靠的情况下， 加快推进度。经过精心组织， 该 面 日推进度达 到1 ． 3 m。 3 过断层 时的支护改革 1 采用带压移架法。如煤壁片帮深度达到未割煤可移 架也不影响采煤机行走时 ， 应采取超前带压移架法。 2 若移架时有可能 出现 冒顶 ， 应采取 先移顶板完整 的 支架 ， 护住附近顶板不完整的支架 ， 再移相邻的支架。 3 当采取上述两种措施不奏效时， 可采取打顶 山柱挑 顺山梁的方法控顶 。采煤机割煤后煤层 冒落 ， 随之顶板也会 冒落 ， 针对这种状况可采取如图 2 a 所示的方法处理 ， 即将 单体液压支柱固定在支架顶盖下方 ， 底部顶到煤壁 。在支柱 上方平行煤壁放置 3 ～ 4 根长 1 ． 8 m的方木， 形成方木排。 清理完前溜与支架 间的落煤与矸石， 用单体柱子将方木 顶到前探梁上方 ， 边移架边将顶山柱卸 载。移完架后 ， 方 木 排位于前探梁上方。如图 2 b 所示。 图 2 带压移架法示意图 维普资讯 2 0 0 5 年 第1 期 参 j i ； 斜技 4 技术经济效益分析 1 改善了工作面的作业条件 ， 减轻 了劳动强度 ， 减少 了 材料消耗 ， 取得了较好的经济效益。见表 1 。 表 1 主要技术经济指标 比较表 平均进度 坑木消耗 雷管消耗 炸药消耗 工时， d m d 一 ‘ m3 m一 小 m l k g m一 常规法 0 ． 9 1 0 ． 2 2 8 5 4 2 ． 9 1 7 新方法 1 ． 3 7 ． 6 1 9 o 2 8 ． 6 1 1 2 工作面过断层 时适 当提前飘底 ， 加快推进速度。工 作面支护效果好 ， 能有效地控制冒顶。 3 与遇断层再飘底的常规方法相比， 大大缩短了过断 层的时间 ， 提前 6 天正常生产 ， 创造产值 3 0 0多万元 。 5 结束语 1 支架要有足够的支撑力 ， 支护系统尽量严密 ， 必 须杜 绝发生局部冒顶的“ 空档” 。 2 在断层带 中， 顶板破碎的情况下 ， 操作轻型支架 必须 “ 稳准狠” ， 一步到位， 实行带压移架、 降柱和复合操作， 同时 要注意停止其它液压操作 ， 防止压力降低 ， 影 响拉架力 和拉 架速度。 3 在过断层之前 ， 必须经过精确的测算 ， 在距断层 面适 当的距离沿合理的角度向上飘底。当断层出现时， 其高度恰 好与采高一致， 即岩石“ 满面” 。如果距离过长或角度过大， 会造成丢底煤现象 ； 如果距离过短或角度过小， 又会造成增 大岩石掘进量 的弊端。 上接第 2 3页 车辆掉道时用 。 7 切眼 内铺上标准轨道 ， 并与上巷轨道相连接 ， 轨道 中 心与巷道 中心一致。 8 运输支架的方向为 进 入切眼 内的支架后头向前 支 架运行方向 。 9 运输支架 的回柱绞车必须打好地锚 ， 并打好 四压两 戗 ， 木点柱必须使用直径不小于 1 8 0 m m的优质 圆木。并配 齐语言信号各 2 个 ， 灵敏可靠。 1 0 轨道巷存 放支架 的车场其 大小 应能存 放两个支架 为标准。布置方式为 ①存放支架 的车场位置布置在切眼 门 口； ②存放支架的车场位置布置在轨道巷里 即最后一部对 位绞车前 ； ③对于轨道巷长度小于 5 0 0 m的， 其车场可布置 在轨道巷门 口。 1 ． 3 支架运输对辅助设施的要求 1 要求运送支架的巷道净高不低于 2 m 净高 ≥2 m处 ， 距轨道中心两侧宽度不小于 8 0 0 m m 。 2 在运输支架前必 须进 行模 拟车试验 ， 试验无 问题 后 方可运输综采支架。 3 支架固定在专用大平盘车上 ， 由施 工负责人 检查 合 格后 ， 方可下井。沿运输线路 运至施工地点 支架 到达切 眼 内的运输方 向为支架后头向前 。 4 运输支架时必须提一辆平盘车 一个支架 ， 并且 用 闭锁销子 专用销子 。 1 ． 4 支架进入切 眼的运输方式 1 轨道巷的轨道与切 眼内的轨道采用 9 0 弯道连接 ， 8 t 回柱绞车安装在切眼门12 1 2 0 m处 ， 用来牵引支架进入切眼内 轨道 。 2 轨道巷的轨道与切眼内的轨道采用标准道岔连接， 在轨道巷与切眼内用 1 4 t 回柱绞车将支架牵入切眼。 3 若切眼倾角大于 2 0 ， 必须保证在轨道进入切眼时的 最大倾角小于 1 5 。 即提前在轨道巷 内距底变坡 以保证支架 进入切眼时保持平衡。 1 ． 5 支架在切眼内的运输方式 1 当切眼内的倾角小于 5 。 或运输巷高度大于轨道巷高 度时 ， 切眼内运输设备采用两台回柱绞车形成对拉方式。 2 当切眼内的倾角大于 5 。 时 ， 切眼内运输设备的布置 方法为 在轨道巷 正对着切眼门口方 向 安装一 台回柱绞车 用来下放支架 回柱绞车的大小根据切眼内的倾角确定 。 2 综采支架的安装 1 根据工作面倾角 、 长度情况 ， 首先对工作面内的支架 运输设备进行布置 ， 即支架运输 、 卸支架 、 支架调 向的各 回柱 绞车布置方式。 2 根据工作面的倾角、 长度情况 ， 确定所用 回柱绞车的 型号 ， 提升纲丝绳的绳径等。 3 提升支架 的回柱绞车提升方 向要 与轨道 中心 线一 致 ， 偏差不得大于 2 0 0 m m 。 4 如果溜头处倾角 大于 1 0 o ， 必 须在安装 第一个 支架 前 ， 打上四棵戗柱 以保证第一个支架卸车时不下滑。 5 切眼内的轨道辅设时 ， 必须保证二轨道长度一致 即 轨道接头在同一个位置 ， 以保证支架卸车后 ， 不压道 。若切 眼内煤层底板松软 ， 为防止支架 卸车拖底 ， 所用轨道长度不 应大于 4 m。 6 到达安装位置的支架方向， 后头 向前 ， 以防止支架前 护板插入前面安装完的支架内。 7 确定支架 安装方 向是垂直于刮板输送机 ， 还是平行 于运输巷。 8 保证乳化液浓度在 3 ％ 一5 ％， 泵的调整压力不 低于 3 0 MP a 。 9 词 1 架前 溜头处第一个支架 ， 先将 1 架词架区 域内的点柱按照先支后改的原则 回撤干净 ， 回撤点柱超前调 架不得超过 5 m。 1 0 所安装综采支架零部件齐全 、 合格， 各连接件齐全 ， 液压元部件齐全。阀类无漏堵 、 立柱千斤项无漏堵 、 管路无 漏堵现象 ， 各销柱 、 挡圈、 挡销齐全。 1 1 所安装 的支架前方偏差不大于 l O O m m， 架间均匀， 不得歪斜 ， 中对中确保 1 ． 5 m， 中心距偏差不大于 5 0 r n m ， 支架 垂直于顶 、 底板及煤壁， 不得超高和空顶 ， 与顶板接触严 密并 垂直于运输机 ， 架 内无杂物， 液压管路连接正确 ， 排列整齐。 1 2 支架顶梁仰俯角不大于 7 。 ， 调好升起的支架初撑力 不小于额定初撑力的 8 0 ％。 维普资讯