余伟
摘 要:“三软”煤层对于煤矿采掘工作而言,一直以来都是技术性攻坚课题,针对不同矿区甚至是同一矿区不同区域的情况,所得出的结论不尽相同,所采用的方法也全然不同,给我们的采掘工作带来了很多问题;而“三软”煤层综采工作面相对于普通的综采工作面而言,在其回收过程中存在着诸多的安全隐患和施工上的困难,给回收工作带来一系列的问题;而金佳矿回收的12170综采工作面作为首个回收的“三软”煤层工作面,煤层厚度赋存极不稳定,平均厚度3.5m,更是一种挑战;通过本次安全顺利的回收12170综采工作面,为今后金佳矿回收“三软”煤层提供了有利的实践经验和安全保障。
关键词:金佳矿;“三软”煤层;回收实践
一、12170综采工作面概述
12170综采工作面布置在金二采区井筒南翼17#煤层中,为该采区井田范围内首个回采的中煤组工作面;工作面采用走向长壁后退式采煤方法,全部垮落法管理顶板;工作面倾向长75m,煤层赋存极不稳定(煤厚3-11m,平均3.5m,煤层倾角14-28°,平均22°),且17#煤层属典型“三软”煤层。
自12170回风巷和12170运输掘进期间,顶板随掘随冒,均是使用半圆木作为临时支护,人工边开挖边维护边施工的方式往前掘进;回采期间采用人工落煤,全采面铺设铁丝网作为人工假顶,使用ZY3800-15/33型液压支架支护顶板;停采位置由于煤层赋存不稳定,在1-36#架巷道底板为煤层底板,上覆剩余煤层厚度约3m,37-50#架前梁为煤层顶板,支架底座下方剩余煤层厚1.5m。
本次12170综采工作面支架回收采用常规的回收方式,即:采用JH-20绞车固定在所回架子上方一定距离,作为采面调向绞车,将支架从采面“抽出”,在切眼上出口施工绞车硐室,利用JM-28绞车作为主绞车将“抽出”的支架往上拉至上出口,在回风巷装车站往外一定距离使用JH-20绞车将支架拉至装车站位置装车运出采面。
二、面临的主要问题及解决方案
1.顶板控制问题
支架“压死”是指采面回收期间,液压支架利用调向绞车从煤壁抽出来后到达提升回收空间前,需将支架立柱降下后再利用绞车调向,在支架立柱降下利用绞车调向期间若顶板破碎或挂网质量差的情况下,就会导致支架立柱下降顶板也随着下沉导致支架“压死”。
为防止因顶板破碎,前梁上方有余煤,回收支架期间顶板冒落“压死”支架,自距离设计停采位置12m开始,改用8#铁丝编织规格为1000mm×5000mm双层菱形网,按照200mm间距对网搭接的位置进行连接,同时每间隔800mm的间距使用φ31.5mm钢丝绳与铁丝网连接作为“假顶”,并将菱形网与钢丝绳采用8#铁丝每间隔300mm进行连锁对顶板起到一定的支撑作用;在采面使用调向绞车“抽出”支架后,立即使用方木施工“井”字型木垛支撑顶板,防止支架未抽出就“压死”而给回收带来较大的安全隐患;
2.底板松软问题
支架“啃土”是指采面回收期间,利用绞车在回采工作面拉、运绞车过程中,在底板比较松软的情况下,支架在往上拉运的过程中就会出现支架底座陷入底板的情况,俗称支架“啃土”。
由于中上部37-50#支架底座下方有余煤,为避免采面“抽出”的支架使用回风巷主绞车往上拉的过程中“啃土”,使用水泥、沙子按照一定的比例对底板进行硬化,同时在所硬化的底板铺设22型工字钢作为“滑道”,以减轻主绞车往上拉运过程中的负荷,同时防止底板松软出现“啃土”现象,甚至出现生拉硬拽造成断绳等风险,而给回收带来较大的安全隐患。
3.回收期间瓦斯管理
瓦斯管理对于回收工作面而言,最简单可行的方案就是保证回收工作面的正常通风;为避免回收期间顶板漏冒造成堵塞通风断面或者支架回收后后方顶板下沉堵塞通风断面,造成无风、微风作业,在回收煤壁侧施工双趟导风管,导风管使用20寸铁管加工,接头采用内接(插接)连接的方式,并用废弃的风筒布使用8#铁丝对接头进行捆绑,支架回收前在导风管上方盖上一层货,防止抽出支架后顶板漏渣等原因砸坏导风管,保证回收期间正常通风。
三、回收总结
1.回收期间,由于顶板比较破碎,“抽出”支架由于连网质量差导致采空区顶板余煤和矸石随着压下来,给回收带来很大困难的同时造成更大的安全隐患,为防止类似的事故发生,在回收准备期间必须保证挂网、连网、上绳的质量,严格监督挂网、连网及连绳工作按施工措施组织施工,保证所铺设的假顶能够真正起到作用,这是本次回收工作的前提。
2.底板的硬化和加设“滑道”在回收期间起到较为明显的作用,在使用绞车往上提支架的过程当中,未出“啃土”现象造成短绳和往常的绞车故障等;在底板硬化的养护、水泥和沙子的配比等必须严格按照要求进行施工,作为关键的准备环节之一。
3.回收过程中,正常通风是回收的关键环节之一,导风管的插接、接头的保护对正常的通风起到关键的作用,严格监督导风管的使用和施工质量也是保证本次回收的关键环节之一。
4.采面回采结束停止移架前,必须将支架全面检修到位,保证支架完好,防止支架回收期间泄压导致顶板来压也会造成支架“压死”,增加回收难度。
5.各部绞车使用前必须对绞车各部连接、防护设施检查到位,避免绞车使用期间出现“拉翻”现象,同时绞车运行过程大绳受力、三角回弹区域严禁人员进入,避免断绳造成人员伤害。
通过本次对12170采面的回收,为今后我矿回收“三软”煤层提供了宝贵的实践经验,为今后安全、高效的回收“三软”煤层提供了有力的管理、技术基础。
参考文献
[1] 赵帅.三软煤层大采高综采面煤壁片帮控制研究[J].煤,2020,第3期
[2] 张红平.三软煤层及风氧化顶板支护技术研究[J].煤矿现代化,2020,第2期
[3] 宋李辉.三软煤层沿空掘巷支护的设计[J].机械管理开发,2020,第1期
[4] 史登荣.三软煤层掘进巷道微震活动特征及围岩破坏分析[J].山东煤炭科技,2020,第1期
[5] 王志浩.三軟煤层煤壁片帮原因分析及防治技术探析[J].科技风,2019,第24期
[6] 丁国峰,黄克军,金声尧.三软煤层大跨度切眼掘进及围岩控制技术[J].煤矿安全,2019,第50卷,第12期