综采工作面顶板支护及初采技术分析.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Reseafdt2020 IQ 技术应用与研究 综釆工作面顶板支护及初采技术分析 *郭立军 （山西阳泉市大阳泉矿 山西045200） 摘耍煤矿的开采过程是一个相当复杂的过程，在开采的过程中，综采工作面顶板支护以及初采技术是非常关键的部分，不但影响着煤 矿开采的效率而且还能够保证开采环境的安全，因此，综采工作面顶板支护及初采技术十分关键，本文也将从理论入手，结合某矿井的实 际情况对工作面顶板支护以及初采技术进行分析与研究。 关键词工作面；综釆；初釆；顶板支护 中图分类号TD82 文献标识码B Analysis of Roof Support and Initial Mining Technology in Fully Mechanized Mining Face Guo Lijun Da ya n gqua n Min e , Ya n gqua n City, Sh a n xi Pr o vin c e , Sh a n xi, 045200 Abstract The mining process of coal mine is a rather complicated process. In the mining process, roof support and initial mining technology offiilly mechanized mining face are very key parts, which not only affect the mining efficiency of coal mine but also can ensure the safety of mining environment. Therefore, roofsupport and initial mining technology offitlly mechanized miningface are very key. This paper will also analyze and study roof support and initial mining technology from the perspective of theory and combined with the actual situation of a mine. Key words working face i fully mechanized minings initial minings roof support 仁前言 煤矿的开采是一个非常复杂的过程，尤其是其中的安全 问题需要尤其重视。在煤矿开采的过程中，煤层周围的应力 会随着开釆进程的推进而发生一定程度的变化，如果在开采 的过程中不能够采取有效的支护手段，那么很容易造成巷道 的坍塌现象。所以，在开采工作开始前，应当结合煤矿的实 际情况，科学地设计顶板支护方案。 2.煤矿巷道支护的主要内容分析 在煤矿的开采过程中，巷道的实际情况千变万化，因此 在选择支护方案的时候应当从煤矿的实际情况出发，选择合 理、科学的支护方案。从目前国内常用的支护方案来看，主 要有三种可供选择。 第一，矿用支护型钢支护。这种支护方式需要考虑到支 护型的钢的主要性能，在实际的工作中，型钢在支撑的时候 不但要受到纵向的压力还会受到煤岩横向的压力，因此在使 用的过程中要综合考虑型钢的抗拉能力和抗压能力，从而满 足实际的支护需求。 图1矿用支护型钢支护示意图 第二，在开采过程中还可以使用可缩性的支架进行支 护，该支架的支护效果是通过核定支架极限的承载能力与实 际载荷的差值进行综合性评定。在实际运用的过程中，支架 的承载能力和支架极限承载能力之间的差值取得最小值的时 候，支架处于最优的工作状态中，如果差值比较大的话，则 反映出支架的工作状态不够良好，需要技术人员调整相关的 参数。 第三，预留煤柱支护。这种支护方式是一种比较传统、 比较简单的支护方式，在煤矿的开采过程中上区段和下区段 之间会预留出来一定的煤柱进行支护，这种支护方式的应用 加大了煤矿的通风效果，也提升了矿井的排水能力，总体愿 景是比较良好的。但是在具体的应用过程中，该种支护方式 后期维修起来比较麻烦，而且维护成本比较高，在传统的施 工技术中，预留煤柱的承受应力往往会集中在预留煤柱的底 部，那么就会对巷道的其他面支撑产生一定的影响，综合来 说增大了煤矿的开采安全风险系数。 3.实际案例分析及初采实践探讨 ⑴案例基本情况介绍 某煤矿综采工作面的煤层属于二叠系山西组下部的3号 aa 当代化工研究 年年 Modem Chemical Research 技术应用与研究 2020 10 煤层，煤层从整体上来说比较稳定，而且变异程度较小，结 构简单，夹肝层发育比较稳定，但是在该煤层中有3层10厘 米左右的泥岩层，其倾角度数为6。左右。 ⑵顶柢支护方案分析 首先对该煤矿初采工作前的顶板支护进行分析，在该 煤矿中基本上都是适用ZFS6000/17/33型液压支架进行工作 的，共计有120架。上下两端头选用ZT6500/19. 5/34型支 架，共计有6台这样的支架。其中在工作面的上下两端各布 置3台，也就是说该煤矿共有支架126台。在初采工作中，端 头支架和煤帮之间的距离应当保持在合理的范围之内，当 两者的距离大于0.8米的时候，要根据实际需求设置俄柱， 但是需要注意的是，俄柱的设置方向是需要和切顶线的方向 一致，两两相邻的俄柱之间的距离应当保持在0.5米以上。 但是如果两者之间的距离小于0.8米的话，就可以不设置俄 柱。在实际的煤层开采过程中，煤层底板和俄柱之间均会保 持一定的夹角，从通常情况下来分析，餓柱的角度一般是巷 道倾角的七分之一。对于运巷端头要采用长度约为4. 5米的 “型钢进行支护，而支护的放置方向应当与工作面相平行， 在实际的设计中，为了防止顶板坍塌，工作人员可以沿着巷 道设置1排贴帮带帽点柱进行维护，但是需要保证点柱与点 柱之间保持0.8米的距离。 其次，改进超前支护的相关技术要点。在迸风顺槽中要 使用单体液压支柱配合上述所提到的31型钢进行超前支护， 形成一梁三柱的构造，而且间排距应当保持在0.8米的范围 之内，支护的长度不能够低于20米。如果煤矿在实际的开采 过程中所承受的压力过大，那么设计人员就可以再次加设密 集支柱或者进一步加长支护的长度从而起到良好的支护效 果。其超前支护示意图见下图所示。 11 h h I1 图3翅前支护示意图 除此之外，还需要注意的是，端头顶板的管理也应当更 加重视，首先对于上下端头后部的支护材料在完工之后需要 及时撤除，在撤除的过程中一定要掌握要点，最少应当保证 两名工作人员能够在现场撤除。而上端头利用兀型钢梁配合 单体柱进行支护的过程中，最后一架的上帮和它所对应的风 巷要采用2根产股为3. 5米的X型钢进行支护。下端头使用4 米的n型钢配合单体支护顶板。在运输机的两侧均应当保证 有单体柱，从而起到良好的抬棚作用，要严格禁止在施工现 场中出现自落单体柱的现象。 ⑶韌釆技术分析 首先在割煤阶段中，要使用先进的采煤机进行操作，但 是应当选择采煤机保持自开缺口端部斜切进刀的方式进行， 通俗地将这一割煤过程描述为采煤机在距离上端头30米的 时候将前部的刮板运输机推向煤壁，待煤壁割透之后应当反 向牵引采煤机，然后沿着工作面的全长进行割煤，执行这样 的过程完毕之后接着循环进行。其次要进行运煤和装煤的过 程，在割煤之后工作人员要使用滚筒将煤装入到刮板的输送 机内，在割煤到装煤这一过程中所产生的浮煤应当人工清理 干净，防止引发安全事故。接着可以进行推溜工作，割煤工 作完毕之后，按照依次顺序移动支护的顶板，并且将溜子向 着煤壁方向推移大约0.8米。紧接着要进行放煤工序，放煤 工作应当由两名专门的放煤工作人员进行操作，放煤工作多 种方式，一般使用的有采放平行作业和单轮间隔式放煤方 式，方法的选择应当结合煤矿的具体情况以及现场的实际条 件进行，但是需要保证所选取的放煤方式具有较高的效率。 最后，要拉后部刮板输送机，该过程也是整个初采过程中的 关键部分，在本次研究的案例中主要是采用了顺序拉后溜的 方式进行的，因此，在具体的操作过程中，工作人员在放顶 煤完毕之后应从下向上或者按照从上向下的顺序进行有规律 性的拉后溜，这样可以保证工作能够有条不紊地进行，同时 还提高了采煤的效率，有助于整个采煤过程的顺利开展。 4结束语 1煤用的开采工作从整体来说是一个比较细节而又复杂的 过程，其中的细节部分需要特别关注。随着我国煤矿开采的 深入，煤矿开采的难度在不断增大，近些年来煤矿安全事故 的频频发生也引起了社会各界人士的广泛关注，提高煤矿开 采的安全性、提高开采效率已经成为了社会各界对煤矿开采 工作的主要希望。综采工作面顶板支护及初采技术是煤矿开 采过程中的关键性技术，也是需要重点关注的内容。本次研 究立足于实际，结合某矿井实际案例对于这两方面的内容进 行了重点的分析，并且梳理了具体的流程以及施工关键点， 希望能够进一步补充煤矿开采过程中的工作内容。 文献】 [1] 许刚，张磊，郭志刚.不连沟煤矿综采放顶煤工作面矿压治 理[J 1.煤炭科技,2017 01 116-119. [2] 兰团晖，康文辉.复合顶板综采工作面矿山压力研究与应用 [J ].陕西煤炭,2017, 36 02 21-23. [3] 崔石磊,余永明，边春林,崔东亮.厚煤层柔模沿空留巷工艺 在神东矿区的应用[J ].煤炭工程,2016, 48 01 52-55. [4] 吴士良,史晨昊,王建行.综采工作面合理支护强度的计算 方法[J ].煤炭技术,2016, 35 01 38-40. [5] 杨胜利,张康宁,李良晖.薄煤层M形工作面连续就转开采技 术[J ].臓科学技术,2018, 4601 105-111. 【作者简介】 郭立军 1977-,男，山西阳泉市大阳泉矿；研究方向煤 矿釆煤技术及管理。