马其华,万 晓
(山东科技大学 资源与环境工程学院,山东 青岛 266510)
新巨龙公司1301综放工作面,在推采过程中需要进行拐弯调采。在调采过程中,需要穿两条老巷:300m老巷和2#联络巷。工作面如何安全通过老巷,存在技术和管理难的问题,安全技术措施落实情况直接影响到煤矿的安全生产[1]。通过对1301综放面过老巷技术总结,积累了丰富的经验。
1301综放面为新巨龙公司首采面。生产能力为6Mt/a,目前主采山西组3煤。煤层平均厚度9.62m,顶板管理为自然垮落法,回采工艺为综采放顶煤开采。
工作面在布置设计过程中,上、下平巷同时向北推进,由于下平巷在掘进过程中遇断层,掘进速度减慢,导致上平巷比下平巷多掘出300m。由于2#联络巷顶板富水,平均涌水量达到150m3/h。为适应排水的需求,将上平巷退回300m与下平巷平齐,沿煤层走向北西30°掘进,实现自动疏排水,这样就上平巷形成了300m老巷。由于工作面走向长度大,考虑到液压泵站压力长距离输送会影响压力阀值等因素,便掘1#和2#联络巷以布置液压泵站及变电站。巷道位置布置如图1所示。
图1 1301综放面巷道布置
为了便于管理,将工作面所要推过的两条老巷分为两类,大角度老巷(300m老巷)和小角度老巷(2#联络巷)。
(1)工作面揭露老巷前清理老巷,并封闭,严禁任何人员进入。
(2)平推正过的方式过老巷。
1301综放面300m老巷与工作面夹角较大,工作面每次揭露老巷面积小,因此,采用平推正过的方式。
(3)工作面揭露老巷后,加强老巷的支护,防止应力集中,工作面发生片帮。
采用单体液压支柱结合铰接顶梁的支护方式,对老巷加强支护。煤机割至老巷时,产生应力集中,以防止煤机割至老巷时煤壁片帮伤人。
(1)工作面推进到老巷前,适当调面。
1301综放面在推进到2#联络巷前,准备进行调面。一是为了使工作面过老巷后有正确的推进方向;二是减少老巷暴露面积,防止切顶等顶板事故的发生。
(2)下顺槽预掘巷道,使下端头超前支架通过。
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工作面在过2#联络巷时,要进行拐弯调采,前后输送机尾及超前支架会钻入煤壁中。在下顺槽预掘巷道,使下端头超前支架顺利进行预掘巷道,完成工作面调采。
(3)工作面自机尾架开始逐步通过老巷。
工作面机尾先通过老巷,并逐步调面,最后机头通过老巷。这样实现逐步揭露老巷,防止老巷揭露面积过大而造成顶板难管理,甚至切顶事故的发生。
(4)充填2#联络巷。
在过小角度老巷时,采用调面结合充填的方式。目前,最常用的充填方式为膏体充填。这种充填方式存在费用高,需要将地面矸石等固体废弃物进行加工后运输到井下充填。同时,充填材料为煤矸石等,导致煤质变差等缺点。
本着节省成本、快速充填的原则,根据1301综放面的特殊条件,创新性地使用煤作为充填骨料并配合水泥浆进行胶结。此次充填,对充填体的强度要求不高,又与具有一定胶结材料混合,基本上能够满足充填要求。将2#联络巷分成两段同时充填,即从2#联络巷的中间同时向上、下出口背向充填,上出口的煤来自工作面采出的部分煤,下出口的煤来自预掘巷道,将掘进巷道采出的煤回填入2#联络巷。充填方式如图2所示。
图2 充填方式示意图
(1)提前在超前支护范围内,对原巷道两帮的支护进行回撤,确保煤机在通过老巷时不受影响。在回撤原巷道内的支护时,必须进行敲帮问顶,严格按照“自上而下,由里到外”的顺序进行。
(2)在老巷内支设两排DW45-150/100X悬浮式单体支柱,配普通HDJB-1000顶梁加强支护,排距1.5m,柱距1.0m,支柱穿Φ430mm铁鞋,迎山有力,初撑力不低于50kN。
(4)煤机过老巷时,根据揭露断面情况调整割煤高度,避免割老巷顶板支护;移架时,先启动推移千斤顶,逐渐卸载,带压前移,避免先降后移再支撑,以免顶煤松动冒落;启动采煤机和输送机时,所有人员必须撤到架下[2]。
(5)揭露老巷位置上下方各5个支架不进行放顶煤,避免锚网及钢带进行后部运输机[3]。
(6)工作面过老巷期间,采高要控制在3.5~3.7m之间,尽量缩小控顶距,减少煤壁片帮和顶板下沉量;支架必须移成一条直线。
(1)充填2#联络巷时,必须保证接顶好、充填密实。
(2)充填时,在1301工作面下平巷内2#联络巷以北80m安设风机,敷设风筒,确定通风畅通。风筒分出两路,一路供迎头,一路供2#联络巷。在联络巷上部铺设一部皮带机和安装抛矸机,充填上部联络巷。
(3)向充填体中喷洒水泥浆与泥浆胶结,使充填体有一定的支护强度。
(1)人员进入施工地点,首先进行隐患排查,处理不安全隐患,防止人为事故的发生。
(2)正常情况下,非施工人员严禁进入老巷逗留或休息。在生产期间,必须在老巷出口,安设责任心强的人员站岗,严禁任何人进入。
(3)人员进入机道前,必须将煤机停掉,并且停电闭锁[4],打开滚筒离合器。将前部运输机停电闭锁并挂“有人施工,禁止合闸”警示牌[5]。煤壁有片帮现象时,采用半圆木进行腰帮。当确认安全可靠后,方可进入机道进行施工。
(4)工作面推进至老巷与运输巷相交处前,必须加强对三岔门的支护质量,及时补支单体支柱进行加强支护。顶板出现明显下沉时,不再对原巷道的支护进行回撤,保证安全可靠。
(5)加强管理,在调采过老巷期间,技术人员必须跟班作业,遇到问题及时处理。
1301综放工作面调采及过老巷回采已完毕。在回采过程中,根据老巷与工作面夹角的不同,分为大角度和小角度两类老巷。针对不同的老巷,采用不同的通过方法,既保证了工作面产量,又保证了安全生产。在调采过老巷期间,工作面没有出现顶板事故等问题。
[1] 朱昊,王永顺.谈过老巷的事故预防[J].煤,2007(10):49-50.
[2] 马其华,王宜泰. 综采面支架渐进调高法过老巷技术[J].煤矿开采,2009(8):34.
[3] 孙凯,郭坤.综放面同时过断层和老巷的技术和实践[J].采矿技术,2007,7(1):58-59.
[4] 吕继成,付和生.综放工作面过老巷实践[J].煤矿现代化,2006(3):21.
[5] 栾兴亮,陈岐范,韩义.工作面过老巷技术[J].山东煤炭科技,2002(6):19-20.