大倾角综采工作面设备拆除.pdf

大倾角综采工作面设备拆除 王 晓 亮 开滦集团有限责任公司 赵各庄矿业分公司,河北 唐山 063102 摘 要赵各庄矿3137综采工作面终采位置倾角局部达到26,设备拆除采取由上而下的方式, 给顶板管理带来一定的难度。通过拆除条件的充分准备,拆除期间的顶板安全管理,达到了大倾角 情况下综采设备由上向下拆除的理想效果,实现了安全、快速拆除。 关键词大倾角煤层;综采设备;快速拆除 中图分类号TD40 文献标识码 B 文章编号 0253 - 2336 2006 05 - 0041 - 02 Equipment disassembling and removing from deep inclined fully mechan ized longwall coalm in ing face WANG Xiao2liang Zhaogezhuang M ining B ranch, Kailuan Group Corporation Ltd. , Tangshan 063102, China 赵各庄矿3137综采工作面位于13水平西翼1 石门12煤层,工作面西至13水平西翼2石门12 煤层上山,东至西翼1石门12煤层上山,下邻 3237工作面即将安装的综采工作面。 3137工作面标高为- 99418～- 106219 m,工 作面平均长102 m,煤层倾角22～36,平均29, 煤层厚9112～1114 m,平均10131 m。煤层普氏系 数f 017～110,工作面呈一单斜构造。工作面基 本顶为深灰色粉砂岩,厚3165 m,直接顶为黑色 腐泥质粘土岩,厚6 m。 该工作面终采位置煤层倾角达到26,有一落 差118 m正断层。因该区域12煤层瓦斯赋存较大, 经论证先采上分层,第二阶段再综采放顶煤,全部 垮落法管理顶板。其设备有ZF4000 /1515 /25液压 支架67组, MG375 - AW采煤机,SGB - 730 /160 刮板输送机,SZQ - 40转载机,SSG1000 /110可伸 缩带式输送机。 1 液压支架的拆除方式 根据生产准备安排,将3137综采工作面所有 设备拆搬安装到邻近3237工作面。液压支架拆除 是综采工作面 “ 三机 ”拆除的关键,按常规为了 有利于支架拆除时顶板管理,特别是对大倾角工作 面支架拆除,多选择由下向上依次拆除方案。针对 支架拆除后所安装工作面的地点及终采线附近顶板 较稳定,为使支架拆除及运输安全、便捷,经论证 选择支架由上而下依次拆除。3137与3237两工作 面布置如图1所示。 图1 3137与3237工作面布置 2 液压支架拆除的条件准备 工作面距终采线8 m时,开始 “ 三机 ”拆除 的收尾工作,重点是液压支架拆除的条件准备。具 体工艺是当工作面距终采线8 m时,采面开始铺 设鱼鳞式3层金属网,当3层金属网进入支架前梁 110 m后,开始在3层金属网下面铺设16根直径 2215 mm的钢丝绳,绳与绳的间距为015 m,当一 根绳到支架的尾部,停止支架移动。停止移架后, 正常推移输送机,割第一刀煤,在每组支架顶梁上 沿走向挑2块218 m0116 m0114 m大木板,及 时控制顶板。割第二刀煤时,一边割煤一边将支架 与工作面输送机之间的联接摘掉,用单体液压支柱 将工作面输送机顶至煤壁,并随割煤随串支架顶梁 上的大木板,及时在大木板前端打好临时单体液压 支柱。当割完第四刀煤,依次随割煤随串的大木板 14 第34卷第5期 煤 炭 科 学 技 术 2006年5月 前端距支架前梁端210 m时,工作面停止割煤,在 大木板前端采用DZ25 - 30 /100型单体液压支柱打 好贴帮柱。为防止片帮,金属网沿整个煤壁挂严, 用打帮锚杆的方法固定煤壁。上下出口距支架侧护 板600 mm分别打210 m210 m的木垛,下出口 做一抹角,以备工作面设备拆除运输用。 工作面收尾支护形式如图2所示。 图2 工作面收尾支护布置 3 液压支架的安全拆除 1将工作面采煤机、输送机拆除后,在距 67组由下开始编号支架以下20 m处布置2台 JH - 14T绞车,先将66组支架拆除调向至倾斜方 向,距煤壁侧单体液压支柱净距离017～018 m, 作为煤壁侧拆除其他支架的掩护作用;同样把67 组支架沿倾斜方向调向,距66组支架110～112 m,作为采空区侧拆除其他支架的掩护,这样为保 证支架自上向下拆除时的顶板安全管理,使用2组 支架作为拆除过程中掩护架。 2支架拆除用整体拆除的方法,用JH - 14T绞车配合导向轮将支架整体外牵,逐步调向 90,使支架顶梁向下。支架拉出后在原支架位置 打二趟走向木托板,支护规格为214 m0116 m 0114 m大木板配合单体液压支柱,在支架拆除位 置采空区侧钢丝绳下打好点柱。随着支架的拆除, 掩护架前移时,先将两支架间的大木梁向前串115 m,托住拆后顶梁上的木梁,把掩护架的掩护梁煤 壁侧和采空区侧单体液压支柱回掉,顶板管理采用 见六回二,始终保持掩护架两侧有4排单体液压支 柱支护,然后再前拉掩护架,到位后升起支护好拆 出支架位置的顶板。拆架工艺过程为拆架 补木 板、柱 回掩护架尾部木板下的单体液压支柱 拉 掩护支架 拆架。拆架支护形式如图3所示。 图3 拆架支护形式 3拆除的支架通过 “ 旱运 ”及时用调度绞 车下拉,如果底座扎底,分段在顶梁前安装导向 轮,在运输道用装车平台装车,运到下一工作面安 装。通过加强顶板、运输的安全管理,各工序的合 理安排组织,创造了每天拆运4组支架的水平,从 而保证了安装需要。 4 效果分析 411 顶板管理 回采工作面停止推进,顶板下沉量仍会有所增 大,特别在液压支架前梁至煤壁范围较为明显,而 受采动影响逐渐降低。在回撤液压支架时,沿倾斜 顶板维护区逐渐缩小,而垮落区逐渐增大,顶板压 力主要受顶板不断垮落的影响。回撤液压支架通常 采用由下向上,随支架及单体支柱回撤,顶板岩石 沿倾斜下方垮落,对液压支架的拆除,其影响范围 自放顶部位向上约7～11 m,便于顶板的管理。 采用由上而下的拆除方向,特别是倾角大于 25,随回撤液压支架,顶板岩石因向倾斜下方下 沉及顶板岩石垮落,对支架施加向下推的分力,再 有顶板垮落对作业地点形成向下的 “ 冲力 ”,据实 际观测,其影响范围自放顶部位向下约15～20 m, 极易摧垮支架拆除后的临时支护,掩埋支架,对施 工人员的安全造成威胁。为解决上述问题,工作面 收尾时,钢丝绳与金属网连为一体,拆除支架时, 有利于三角区维护,减少了沉网,杜绝了漏矸现象 的发生。再有拆除支架,采取两组支架作为掩护 架,在采空区侧及时补打点柱,超前30 m在待拆 支架煤壁侧加打倾向托梁,增加对顶板的支护强 度。这样使拆架施工地点及后路形成 “ 封闭 ”的 下转第45页 24 第34卷第5期 煤 炭 科 学 技 术 2006年5月 中,当使用1种方法不能奏效时,可同时采取2种 方法。根据风压平衡原理,当密闭内压力大于密闭 外压力时,密闭内气体将向外涌出;当密闭内压力 不大于密闭外压力时,密闭内气体不向外涌出。 通过构筑通风设施,利用连通管连通各气室进 行均压,使图1所示的E和F气室内的压差接近 零,漏风不存在。因此,密闭内的瓦斯不再向外涌 出、采空区浮煤因缺氧窒息熄灭,从而达到治理的 目的。连通管均压气室运用后,对53405风巷气室 内及气室前的瓦斯浓度进行了10 d的监测,监测 结果见表1。从表1可以看出,通过采用平衡压差 治理措施,仅5 d时间,密闭前瓦斯浓度降至1 以下,仅4 d时间, 53405风巷密闭前一氧化碳浓 度降至安全浓度以下,第7 d一氧化碳浓度降至 零。表明通过采用连通管均压技术治理措施后,各 密闭前方气室内形成了相对等压区,阻止了向采空 区漏风,从而降低了各密闭前瓦斯超限,由于阻止 了向采空区漏风,火区正向着熄灭方向转化。 总之,利用连通管均压技术有效地治理了各密 闭前瓦斯超限和采空区浮煤自然发火,保障了矿井 安全生产的顺利进行。 表1 治理期间瓦斯监测数据 时间 气室前 w CH4 w CO2 w CO 气室内 w CH4 w CO2 w CO 09 - 252150112001009 04150118001017 0 09 - 261152017001005 04130116601012 0 09 - 271128014201004 53172111201009 0 09 - 281112012501002 01195017301008 0 09 - 300196011201001 21115017501006 0 10 - 010173011001000 51112016801005 0 10 - 020152011000195014801002 0 10 - 030133011300182012201000 5 10 - 040135011000175012001000 5 参考文献 [1] 吴立中 1矿井通风与安全[M ].徐州中国矿业大学出版 社, 1989. 作者简介周宗卫1964 - ,男,重庆人,高级工程师,现 任四川省芙蓉煤矿总工程师。Tel0831 - 4098447,E - mail fr mktfk1631com 收稿日期 2005 - 11 - 18;责任编辑朱栓成 上接第42页 安全支护空间,防止顶板垮落的岩石窜入拆除工作 面。通过实践,取得了良好效果。 412 经济效益 根据现场实际情况,如果采取支架由下而上拆 除方式,需掘105 m的煤巷上山,铺设轨道,增加 绞车及人力,运输环节也较繁琐。而采取支架由上 向下拆除方式,则消除了上述问题,而且 “ 三机 ” 拆除时间压缩了4 d 一般需28 d。2种拆除方式 相比较,仅工程及人力投入就可节省30106万元。 5 加强全过程管理,保证拆除安全、高效 1加强工作面收尾期间的质量管理。现场 严格按规程措施落实,金属网严禁出现破口现象, 钢丝绳与金属网用铅丝固定牢靠,绳距均匀且绳绷 直。对断层附近的破碎顶板,移架前及时挑倾斜大 木板加强支护,这样确保工作面设备拆除前有良好 的顶板支护环境。 2加强支架拆除顶板管理。支架拆除后, 要在其原有空间打好走向木托板,及时下牵掩护 架,掩护架采空区侧的空间用木柱或单体液压支柱 在木托板、钢丝绳下打好点柱,增强对顶板支护的 整体性、可靠性。 3加强机电管理和维修。拆除所用的绞车 等设备状态良好,减少故障时间是创造快速拆除的 必要条件。为保障运转,切实落实好包机制,管理 到位,提高拆除和运输效率。 4抓好工时利用,合理工序安排。根据各 工序先后顺序及占用时间,对人员、时间进行合理 有效的安排,科学组织生产,最大限度地提高工时 利用率。现场班组长分工明确,各司其职,各负其 责,大大提高了拆除工效。 大倾角3137综采工作面设备,采用由上而下 的拆除方式,仅用时24 d就完成了拆除工程,杜 绝了轻伤及以上事故,实现了安全、快速拆除,为 大倾角综采工作面设备拆除积累了宝贵的经验。 作者简介王晓亮1964 - ,男,河北滦南人,现任开滦 集团有限责任公司赵各庄矿业分公司副总工程师。Tel 0315 - 3051995 收稿日期 2005 - 12 - 28;责任编辑王廷圣 54 第34卷第5期 煤 炭 科 学 技 术 2006年5月