综采工作面搬迁安全回撤技术应用.pdf

总第208期 2020年第8期 机械管理开发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 208 No. 8, 2020 3 m D0110.16525/l4-1134/th.2020.08.071 综采工作面搬迁安全回撤技术应用 蔡 飞 山西晋煤集团坪上煤业有限公司， 山 西 晋 城 048006 摘 要 针对综采支架回撤效率低、 顶板管理困难等问题， 通过对现场条件进行分析， 提出了不同的回撤工艺 和回撤空间维护方法。当顶板穗定时， 直接采用锚网支护 下分层开采和顶板非常破碎时， 利 用tt型梁和单体 柱对顶板进行支护； 顶板及围岩情况较好时， 可使用掩护支架维护顶板， 当顶板及围岩条件较差时， 需要利用 JT型梁和单体柱对顶板进行支护。结果表明 在采用适当的回撤及支护方式后， 1642工作面回撤过程中未出 现大面积冒顶事故， 确保了综采设备的安全回撤。 关键词 下 分 层 开 采 支 架 回 撤 回 撤 空 间 回 撤 方 案 中图分类号TD355 文献标识码A 引言 近几年来， 煤矿的开采技术水平不断提升， 综采 设备的大型化、 智能化趋势越加明显， 重型液压支架 回撤效率对高产高效至关重要，因此需要不断完善 和改进回撤工艺。目前在大型矿井应用较好的为掘 进辅运巷， 可实现多通道搬家， 该技术具有搬家时间 短 、 人工少、 回撤通道易于维护、 支架拖行距离短等 优点[ 1 _ 3];而传统的利用综掘机自掘回撤通道和轨道 式运输回撤方式， 安全性差、 系统复杂、 运输环节多、 顶板管理困难、 效率较低， 存在一定的问题[ 4 ] 。液压 支架大且笨重， 数量众多， 因此是工作面搬家的重点 和难点， 抽架、 转架、 拖架、 装架和运架等一系列工序 均较为关键，因此如何在确保工作面顶板稳定的情 况下完成快速回撤， 对工作面高产高效至关重要。 1矿井概况 某矿主采3 号煤， 煤质为无烟煤。该 矿 16采区 采用分层开采， 综采工艺， 全部垮落法管理顶板， 其 1642工作面为走向长臂回采工作面， 工作面走向长 720 m、 倾 向 长 118 m,煤 厚 4.6 7.9 m,煤层倾角平 均 为 12。3 号煤层理紊乱， 煤质松软易碎， 煤层和 顶板由于层间滑动存在明显的擦痕，煤层顶板稳定 性较差， 局部破碎， 给工作面搬迁时的顶板管理带来 了困难。 以该矿目前的工艺装备水平,工作面回撤依 然采用传统绞车进行抽架拖架并采用单体柱或者定 滑轮调向装车的回撤方式， 经过长时间的实践， 矿井 摸索出一套有效的回撤技术方案。 2回撤通道的支护形式 该矿综采设备回撤主要采用单翼单通道的回撤 收稿日期 2020-04-11 作者简介 蔡飞（ 1986 , 男， 毕业于山西煤炭职业技术学院， 助理工程师，现任晋煤集团沁秀公司坪上煤业开拓队主管技 术员。 文章编号 1〇 〇 3-773X 2020 08-0167-03 工艺， 具有施工巷道少、 工艺单一等特点， 液压支架 从头部或者尾部依次被撤出。该矿按照不同地质条 件设计的回撤通道支护方式的主要包括两种一种 是工作面顶板利用锚网加W型钢带支护， 煤壁采用 锚网加皮带进行支护;另一种方法是顶板利用TT型 梁加单体柱进行支护，而煤壁采用单体柱打设护帮 柱 ， 并使用塑料网及荆笆对顶帮进行裱褙。当顶板情 况且围岩条件较好时采用锚网支护， 当顶板或围岩不 稳定、 条件较差时利用TT型梁加单体柱进行支护。 2 . 1 锚网和W型钢带支护 1 回撤通道的顶板利用W型钢带和锚杆联合 支护，其 中W型钢带顺顶板倾向共布置三列，W型 钢带长度4 400 mm，每 排W型钢带的间距不大于 400 mm,锚杆必须通过W型钢带的预留孔。西帮利 用锚杆和木砖点锚支护。 2 顶板打设的描杆型号020 mm x 2 400 mm, 为高强度树脂错杆， 间 距 1 000 mm x 900 mm,误差 不大于士 100 mm。铺 杆 采 用 的 托 盘 型 号 为 150 mm x 150 mm x 10 mm。回撤通道西帮的描杆型号 018 mm x 1 800 mm,为常用的螺纹钢销杆， 其间距 为 800 mm x 800 mm,误差不大于100 mm。描杆采 用的托盘型号120 mm X 120 mm X 10 mm〇 3 回撤通道顶板施工锚杆孔深度为2 350 mm, 误差小于50 mm,其西帮施工锚杆孔深为1 750 mm, 误差小于50 mm,且锚杆要求打设在W型钢带的预 留孔内。描杆的外露长度要求为10 40 mm除去螺 帽长度。 4 本次施工锚杆的锚固方式采用端头锚固， 每 根锚杆配两根锚固剂，型号分别为MSCK2340 红 色和MSZ2340白色的各一支。锚杆的锚固力要求 大于64 kN， 扭矩要求大于150 N m。 其西帮描杆的锚 固力要求大于40 kN， 锚杆的扭矩要求大于120 N-m。 168- 机械管理开发 jxglldbjb 第3 5卷 2 . 6 mX型 钢 梁 III_Z_________运 输 巷_____________________ 图1回 撤 空 间 支 护 示 意 图 4 . 2 工作面支架回撤方案 1642工作面停采时底板为砂岩，硬度较高， 虽 然上部顶板情况较差， 但工作面采高较大， 因此回撤 支架时决定采用掩护架对顶板进行控制。液压支架 利用安装在切眼内的1 号绞车辅以导向轮抽出， 待 变向后及时利用长度4 m的圆木对顶板进行临时支 护， 之后利用绞车将掩护支架移动到指定位置。 液压 支架利用2 号绞车拉到出口，使用对拉绞车将支架 装车运出， 支架回撤示意图见图2。 5结论 1在综采设备搬家回撤时要根据实际情况选择 回撤和支护方案。当工作面顶板为较稳定的原生顶 板时， 直接采用锚网支护即可； 当开采下分层和顶板 非常破碎时， 需要利用77型梁和单体柱对顶板进行 支护，顶帮必须褙褙严密。当顶板及围岩情况较好 I 1 6 4 2 运 输 巷 图2工 作 面 支 架 回 撤 方 案 200 mm;支柱要求垫铁鞋稳定受力， 且初撑力大于 90 kN,同时挂好防倒链。回撤空间顶板要求铺设菱 形网， 并利用塑料网将煤墙裱褙严密,裱帮褙顶时均 要求使用不小于4 根穿杆。 根据现场情况，机头或机尾要求使用型号为 DW28 - 250/100的单体柱配合长度为3.6 m的 型梁沿走向对顶板进行支护， 采用一梁二柱方式,迎 山 450 mm 50 mm， 间距 750 mm 100mm， 高度 2 500 mm 100 mm。tt型梁在采空区方向要架于支 架前梁之上， 长度大于200 mm， 如 图 1所示。 5 回撤通道顶板设计棱梢1 500 mm x 1 400 mm 的金属菱形网 网间利用铅丝牢固连接。 西帮需要裱 褙塑料网,要求网网相扣， 对于空帮空顶处必须裱褙 严密， 禁止空帮空顶现象出现。 2.2 TT型梁配合单体柱支护 当围岩条件较差， 无法提供描杆着力点， 甚至无 法施工描杆时， 需要采用TT型梁与单体柱进行支护, 且回撤通道顶板要铺设钢筋网以防顶板出现掉矸伤 人情况。该矿采用型号ZF6800/20/38的液压支 架 ， 间距1.5m,在 采 用 7T型梁和单体柱进行支护时， 每架打设两排TT型梁和单体柱， 其 中 77型梁的一端 受到支架的前梁支撑， 中间位置和另一端采用单体柱 支撑， 每根单体柱必须垫铁鞋， 确保支柱稳定受力， 回 撤通道的煤壁严禁空帮， 以防发生片帮事故伤人。 3支架回撤方案 液压支架的回撤关键在回撤空间的维护以及支 架的回撤工艺上，前架支架回撤完成后要对顶板空 间进行有效支护， 以防顶板掉矸或下沉， 确保后续支 架回撤空间安全可靠。 工作面在回采结束之前， 要对 顶板铺设双层网以及用钢丝绳贯穿工作面，以防顶 板出现掉矸或大面积冒顶情况。 目前对回撤空间的维护有两种一种是对回撤 空间沿走向打设7T型梁和单体柱进行支护,一架两 棚 ， 随着支架的回撤， 要及时交替撤出77型梁和单 体柱对顶板进行维护， 如 图 1 所示。 另一种是采用掩 护支架对回撤空间顶板进行控制，这种方法操作简 单 ， 顶板支护效果较好， 可有效预防顶板掉矸和冒顶 等事故。对回架空间维护的重点是预防顶板发生大 面积来压压死掩护架或造成回架空间顶板坍塌。工 作面支架由回柱绞车回撤，回撤过程的管控重点是 防止拉断绞车钢丝绳造成回弹伤人。 4工程应用 1642工作面位于该矿16采区，为下分层回采 工作面， 其顶板为人造再生顶板， 工作面北邻1622 工作面采空区， 南部为实体煤， 东 临 16采区保护煤 柱 ， 西 临F16-4断层。 根 据 1642工作面地质条件， 选 择恰当的回撤方案和回撤空间支护方式对回撤效率 和安全至关重要。 4 . 1 回撤空间支护方式 1642工作面为下分层回采工作面， 人工再生顶 板,顶板条件较差无法采用锚杆、 钢带支护,本次采 用TT型梁和单体柱对回撤空间顶板进行支护。 单体 柱型号为DW28 - 250/ 100，tt型梁型长度2.4 m, 沿走向布置维护顶板，采用一梁二柱方式，其迎山 450 mm 50 mm,间距 750 mm 100 mm〇 7T 型梁在 采空区方向必须架于支架前梁之上，支撑长度大于 2020年第8期蔡飞综采工作面搬迁安全回撤技术应用169. 参考文献 [ 1 ] 赵开虎.综采工作面中部抽架、 整体转架、 循环安装一体化技术 [J].煤炭工程， 20196 41-44. [ 2 ] 李胜利， 姚选智， 杨君堂.综采设备多通道回撤在高产髙效矿井 的应用[J].煤炭工程， 2018 6 30-31. [ 3 ] 贺安民.综采工作面回撤“辅巷多通道”工艺设计的应用[J].煤 炭工程， 200710 5-6. [ 4 ] 马晋民， 邵民超， 石晋松， 等.综采工作面支架回撤工艺研究[J]. 煤炭科学技术， 2016,44Suppll 21-23. 编辑王謹） Application of Relocation Safety Retreat Technology in Fully Mechanized Working Face Cai Fei Pingshang Coal Industry Co., Ltd., Jincheng Shanxi 048006 Abstract Aiming at the problems of low withdrawal efficiency and difficult roof management of fully mechanized mining support, different withdrawal techniques and maintenance s of evacuation space are put forward by analyzing the field conditions, when the roof is stable, bolting and mesh support is directly used, when the lower layer mining and the roof is very broken, the roof is supported by tt beam and single column; when the roof and surrounding rock are in good condition, cover support can be used to maintain the roof, when the roof and surrounding rock conditions are poor, the roof needs to be supported by the beam and single column. The results showed that there was no large-area roof caving in the process of 1642 working face retreat after proper retreat and supporting Therefore, the safety of fully mechanized mining etjuipment is ensured. Key words lower layer mining; support retreat; retreat space; retreat scheme 上接第164页） Application of Power Supply Switching Device for Main Fan in Coal Mine Zhao Xiaofeng Shanxi Coal Group Sihe Mine, Jincheng Shanxi 048204 Abstract In order to explore how to ensure the normal operation of the main fan in coal mine, based on the research and operation status of the high voltage power supply system of the main fan of A mine in Jin Coal Group, the rapid switching device and its application are explored. The results show that the fast switching device can effectively solve the main fan fault problem, avoid the operation stop, and provide a strong guarantee for the smooth operation of the main fan in coal mine. Key words coal mine fan; fast cutting device; current problem 上接第166 页） Application Research of Assembly Frame in Fully Mechanized Mining Face Installation Deng Xin Majiliang Coal Mine, Datong Shanxi 037001 时， 可使用掩护支架交替前移实现液压支架回撤； 当 顶板及围岩条件较差时， 需 要 利 用 77型梁和单体柱 对回撤巷道顶板进行支护，逐排交替回撤对回撤通 道进行维护。 2根 据 1642工作面实际情况采用相应的回撤 及支护方式后，工作面回撤过程中未出现大面积冒 顶事故， 确保了综采设备的安全回撤。 Abstract In view of the problems of large weight of top beam of hydraulic support, large load of lifting top beam and difficulty of installation in traditional fully mechanized face installation, this paper presents and analyzes an assembly frame and its application and optimization technology in the installation of fully mechanized mining face, which provides technical reference and practical guidance for improving coal mine operation efficiency. Key words fully mechanized mining operation; working face; assembly frame; support transportation