粉煤灰充填在采煤工作面内错提斜施工中的应用分析

张有贵 徐 斌

摘要:实行粉煤灰充填内错提斜,替换采用木垛充填内错提斜是缩短工期、节支降耗及增强支撑力的一大举措,同时,也改进了施工工艺,减少了工序转换,加快了施工速度,确保了安全生产。

关键词:粉煤灰;采煤工作面;节支降耗

中图分类号:TV367 文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)29-0164-02

兖矿集团公司东滩煤矿是设计年产400万t的特大型现代化矿井,井田面积60km2,位于兖州煤田的深部,采用综合机械化采煤,采深近700m,矿井通过化生产布局,实现了高强度集中化生产,2007年产量达到807万t,列同类矿井第一名。随着3下煤层的开采,推进速度尤为明显,平均每月推进进尺达到300多m,相应地提斜改造工程必然加快,那么摆在我们当前面临的突出问题就是改进施工工艺,加快提斜改造工程,我们在43下07工作面1#提充填粉煤灰工程改造效果较明显,现总结如下:

一、施工工序

根据现场实际情况拟定以下施工方案:

1. 上车场、绞车房及通道棚梁下打设5棵单体支柱,将两帮棚腿及2#、3#交叉点处抬棚回撤。

2. 对斜巷进行充填,充填范围为自变坡点向下至3下煤底板线往下垂高5m段,斜长约28米。

二、施工方法

1.上车场、绞车房及通道施工方法。施工顺序:回撤3#交叉点抬棚→提前在上车场、绞车房及通道每根棚梁下方距两端牙口内侧约100mm位置处打两棵单体→回撤两帮棚腿→利用回头绞车回撤28T绞车,支挖掉绞车基础→补打通道及绞车房内剩余单体→回撤2#交叉点处抬棚→补打上车场剩余单体。

(1)回撤3#交叉点抬棚。回撤抬棚时,先在每根插梁下适当位置打设两根单体支柱,将插梁撑起。单体必须升紧打牢并打在实底上,若底板松软单体支柱必须穿鞋,用废旧钢丝绳连好生根到顶板上。插梁下单体打设完毕后,拆除抬棚上固定的卡子及固定抬棚腿的夹板,现场若不方便拆卸可以用钢锯直接锯除。用双股8#铁丝或棕绳将抬棚梁与插梁固定牢固,捆扎固定不得小于3道,利用风镐将帮部浆皮破除,挖出腿窝,用手镐、撬棍小心将抬棚腿撬出回掉。

抬棚腿回掉后,进行回撤抬棚梁。在距抬棚梁两端约500mm位置处用棕绳系牢,并将棕绳从临近的插梁上方绕过,每根棕绳牵引人数不少于2人。安排人员将固定抬棚梁与插梁的铁丝剪断,集中人员合力将抬棚梁慢慢下放至底板上,最后将抬棚装车回收。

(2)通道、绞车房、上车场及信号硐室打单体回撤棚腿。先在每根棚梁下方距两端牙口内侧约100mm处打两棵单体支柱。单体必须升紧打牢并打在实底上,若底板松软则单体支柱必须穿鞋,单体与单体之间要用细钢丝绳连好。单体支设完毕,人工拆除矿工钢棚上的抗棚器、背板、撑木及木刹,挖出两帮棚腿柱窝,用长钎从一侧撬动棚腿,使棚腿松动并略下落,此时,必须有专人扶住棚腿。棚腿松动并下落后,至少两人合力抱住棚腿,把棚腿抽出,抬运至不影响施工的地点后装车回收。绞车房及通道帮部若片帮,现场可以采取在棚梁牙口外打圆木进行腰帮,圆木与圆木之间在适当位置打设两道木拉条,拉条交错搭接,隔棚成线。

(3)2#交叉点回撤抬棚。通道及绞车房按一梁五柱的要求加固完毕后,回撤2#交叉点抬棚。回撤时,先在每根插梁下适当位置打设两根单体支柱,将插梁撑起。单体必须升紧打牢并打在实底上,若底板松软则单体支柱必须穿鞋,用废旧钢丝绳连好生根到顶板上。插梁下单体打设完毕后,拆除抬棚上固定的卡子及固定抬棚腿的夹板。用双股8#铁丝或棕绳将抬棚梁与插梁固定牢固,捆扎固定不得小于3道,利用风镐将帮部浆皮破除,挖出腿窝,用手镐、撬棍小心将抬棚腿撬出回掉。进行此项工作时,必须有专人进行监护,随时注意观察巷道顶帮支护情况,为防止棚腿突然歪倒砸人,现场可以提前将抬棚腿用8#铁丝与帮网固定牢固。

抬棚腿回掉后,进行回撤抬棚梁。在距抬棚梁两端约500mm位置处用棕绳系牢,并将棕绳从临近的插梁上方绕过,每根棕绳牵引人数不少于2人。安排人员将固定抬棚梁与插梁的铁丝剪断,集中人员合力将抬棚梁慢慢下放至底板上,最后将抬棚装车回收。抬棚回撤完毕后,在插梁下打设单体支柱,要求每根插梁下打设7棵单体支柱,间距约700mm。

(4)上车场补打单体及回撤信号硐室小抬棚。利用倒拉牛绞车将28T绞车及上车场轨道、管路回撤完毕后,按一梁五柱的要求将上车场剩余的单体补齐,信号硐室内补打的单体确保单体间距在700mm左右。回撤信号硐室内的小抬棚时,其施工方法及安全注意事项同回撤2#、3#交叉点抬棚一致。

2.斜巷充填。由地测科标识出斜巷内3下煤底板线及底板线向下垂高5m段位置,严格按标识出的范围进行充填。

施工顺序:按由上向下的顺序充填,先在变坡点处垂直巷道打设木点柱或单体→搭桥面→桥面上方充填粉煤灰→桥面向下斜长28m段充填粉煤灰。

(1)搭桥面。搭桥面时,先将3下煤底板向下500mm范围内的水沟、台阶用风镐支挖掉,破碎的砼块充填到巷道中去。桥面在3下煤底板向下500mm位置处搭设,利用倒拉牛绞车将袋装粉煤灰运送至施工地点下方,人工全断面堆砌粉煤灰。先顺斜巷由设计桥面处向下堆砌粉煤灰,当顺斜巷堆砌的粉煤灰上平面顺巷道方向长度超过3m时,在粉煤灰上平面顺巷道方向铺设不少于4根的木板梁,板梁规格为:160×140×4000mm,板梁间距不大于800mm。铺设好板梁后,人工向板梁上方充填袋装粉煤灰,按由北向南的顺序直至将桥面上方充填密实。袋装粉煤灰必须密排挨紧接实,搭茬长度为200mm,同时每铺好一层袋装粉煤灰便用散装粉煤灰将所有空隙充填密实,粉煤灰接顶板时必须用背板、木楔刹实打牢。

(2)桥面向下斜长28m段充填粉煤灰。搭完桥面后,对桥面向下斜长28m段充填袋装粉煤灰。充填粉煤灰时,从底板向上一层一层的进行,其施工要求及施工方法同上。

(3)打设木点柱及戗柱。为确保充填物在斜巷放置牢固不下滑,自3下煤底板向下顺巷道方向从上向下每隔3～5m在巷道内垂直巷道均匀打设一排(3棵)木点柱,点柱用直径不小于150mm的圆木,紧贴袋装粉煤灰垛。点柱下端深入底板200mm以上,顶端用木楔等刹实打紧,点柱之间用木拉条及长铁钉连接成一个整体,既能保证粉煤灰垛不下滑,又能保证搭茬咬合良好。

在充填区段的最下段垂直巷道均匀打设一排(3棵)木点柱,点柱用φ150mm(小头直径)的圆木,紧贴垂直巷道方向的轨枕垛,并垂直顶底板支设;点柱下端深入底板200mm以上,上端深入顶板不小于100mm(或用木楔刹实打紧),点柱之间用木拉条及长铁钉连接成一个整体,木拉条间距为500mm。并且在该排木点柱的下方对应打设3根φ150mm的圆木戗柱,戗柱下端要深入底板200mm 以上,戗柱之间用木拉条及长铁钉连接成一个整体,戗柱与木点柱要用扒钉扒接牢固。

三、与原打木垛充填相比较

1.提高了支护质量。由于粉煤灰强度比木料高,且易于日常的监督检查,从根本上杜绝了不合格工程及弄虚作假现象的发生。

2.节省了材料,降低了费用。采用粉煤灰充填,此材料全部是矿废旧材料,而原来采用木垛充填,按每立方米2500元计算,此斜巷可节约:28×1.68×2500=11.76万元,则每米平均节约费用4200元。

3.加快了速度。巷道整体质量提高,减少了后期的加固维修费用,有利于后期巷道的安全使用。