(山西潞安化工集团有限公司古城煤矿 山西 046108)
综采工作面回撤前收尾阶段工作是推进采面工作进度的重要环节,对推动煤矿事业发展有深远的影响。因此为进一步提升工作面回撤及各项工作的安全性,本文主要对回撤前收尾阶段施工技术进行深入探究,以此为提升工作效率、保障收尾质量、推进采面工作具有十分重要的现实意义。
在进行煤矿综采工作面回撤前收尾阶段工作时,需要合理划定停采线。首先,全面调查综采工作面处地质情况,并综合分析,以此为停采线的划定提供完整、有效的资料。其次,控制综采工作面地质构造的不利影响在一定范围内,避免对相关工作的展开与施工技术的运用造成麻烦。最后在最大化煤矿采收率的同时,对停采线进行有针对性的划定,停采时要求端面距不小于2.4m,收尾期间,采高不小于3.5m。
材料准备是保障综采工作面回撤前各项收尾工作以及灵活运用施工技术的关键。准备的材料包括金属网、联网绳、六分及以上钢丝绳、网片、大板、双层网卷等。还可根据收尾阶段工作实际需要,选用较为先进的材料,以此提升回撤收尾工作的质量。与此同时,运输材料时还要避免外界环境因素的影响,一般距离停采线12m处就要保持采面与采煤机、刮板输送机等设备在同一水平面。
工作面收尾时顺序为:采高及支架支护状态的调整—工作面与停采线角度的调整—工作面上金属网的铺设—采矿设备的使用顺序—金属网以及一系列支护设备在工作面的铺设—进行抹角工作—拉回采煤机到工作面支架前—完成工作面轨道铺设工作。
回撤空间是撤回煤矿综采工作设备的必要环节,也是保障工作回撤收尾阶段工作质量的关键。撤回的设备包括采煤机、刮板运输机、液压支架等。综采工作面液压支架底座与煤壁之间的空间便是回撤空间,也是保障液压支架顺利撤出的主要通道[1]。
①金属网铺设阶段。在综采面收尾工艺中,从正规3#架至排尾189#架上3m网片开始第一刀煤,使用绑丝联结网片,双丝三扣,孔孔相联;从排头1#架至排尾3#架铺设第一趟单层金属网开始第二刀煤,金属网联接单片金属网,长边与网片短边搭接,伸进两顺槽,与顺槽顶网联接,联两行;排头1#至排尾3#架上双层金属网进行第三刀煤至第二十刀煤,金属网伸进两顺槽。割第二十刀煤时,每割十至三十架煤,停机闭锁大溜,进行挂网、联网和打锚杆作业;采用错铺方式铺设双层网,两片金属网短边与短边搭接。
②上引绳阶段。在综采工作面上铺设金属网时,需要保持刮板输送机、采煤机以及液压支架与停采线保持在合理距离之内。在综采面收尾工艺中,首先,将钢丝绳平行工作面拉直,并与帮板下部双层网相联,每隔500mm用16#铅丝对钢丝绳与双层网联一孔,每孔双丝三扣,严格控制钢丝绳间距在800±10mm。其次,当钢丝绳不能通铺工作面时,则要使用两根钢丝绳进行搭接,并且搭接距离不可少于2m,绳卡间距宜为300mm。最后,排头、排尾架要穿过钢丝绳,绳卡不可少于三道,绳头长度应大于1m,300mm联一孔,每孔双丝三扣。
③上网上绳阶段。需要在推进上引绳阶段到达一定距离后,进行上网上绳工作。首先,上引绳阶段每推进一定距离后,便要铺设一层金属网,一直铺设到最后一根钢丝处,为上网上绳后续工作顺利开展奠定良好的基础。其次,在铺设到第三层时,需要根据液压支架实际操作标准,逐架进行铺设,主要使用铺绳进行一系列操作,同时确保钢丝绳能够一直保持拉直状态。最后,按照塑料编网以及金属网的实际编号,采用上引绳阶段的搭接方式,进行接下来的上网上绳工作。
④上工字钢工艺。开始在排头1#至4#架割第七刀煤,每趟三根,共11趟,铺到相邻支架上500mm以上,并要求工字钢伸出巷道,同时使用空挡管理方式对机头尾进行管理,以此提升工艺规范性。
⑤停采时工作面煤墙管理。割第二十刀煤时,每割三十架要停机闭锁大溜进行挂网、联网,若联网后煤墙不好、顶板压力大时,应向下打设垂直单体柱,同时确保金属网联网至工作面煤墙。每根锚杆上木托盘,再安装高强度托盘,使用专用风动帮锚杆钻机打设锚杆,用力矩扳手监测锚杆预紧力,在收尾阶段使用锚索、树脂药卷锚固。
①液压支架定位前施工技术。应力过于集中是液压支架定位时经常发生的问题,对液压支架搭建质量造成很大影响。首先,相关人员需要适当调整综采工作面的推进速度,并采取有效的措施,确保综采工作面受力均衡,然后再进行挂网。其次,当停采线与回采工作面的距离为17m时,铺设能够提升液压支架支护强度的柔性网,并使用直径与长度分别为18.9mm、8300mm的锚索进行进一步固定处理。再次,合理调整推进过程中综采工作面的坡度,同时保证割煤机与刮板运输机,在停采线与综采工作面为规定距离时,能够精准定位液压支架,为后续施工技术的运用奠定良好的基础。最后,当高强度金属网逐步在液压支架上铺开后,需要将上下绷紧、直径为24.5mm钢丝绳固定在开采巷道顶部的锚杆上[2]。
②液压支架定位后施工技术。柔性网与菱形网的联结工作一般在液压支架定位后进行,其联结宽度组大于200mm,间隔150mm就要进行以此联双网扣。液压支架定位后的主要工作如下:A.将锚杆安装在工作面斜向铺设的钢筋梯子梁上。B.采用直径不同的锚杆,分别进行液压支架的钻孔工作,并配合树脂药巷进行黏结工作,同时加大树脂药巷的搅拌,直至强度符合相关施工标准,确保锚杆的预紧力达到100N。C.将直径与长度分贝为18.9mm、8300mm的锚索对液压支架空进行加固处理。D.避免综采工作面附近的破碎的煤岩碎渣影响施工技术的运用,需要采用锚杆对断层支护良好的区域进行加固处理,钻孔深度宜为5米以上,同时确保锚杆能够沿着煤壁45°的倾斜方向布置开来,从而实现液压支架整体稳定性与可靠性的提升。
③扩通道以及支护施工技术。一般在停采线与综采工作面距离为1.8m、上网上绳铺设进度为4.8m时进行。在进行该阶段工作之前,主要保证液压支架维持在稳定的状态,同时要注意采煤机割截高度不得小于2.4m。采用π形梁架对回撤空间巷道的各锚杆之间进行支护处理,该种方式属于棚支护。使用π形梁架进行实际棚支护过程中,梁架的长度与两根梁架之间的距离分别为2.6m与750mm。值得注意的是,梁架架设后的通道宽度应保证各种机械设备能够安全撤出,并确保两个采矿巷道的距离不得小于500mm,此时可使用单体柱道木棚对液压支架的空余区域进行支护处理,以此增加液压支架的支护强度,以此保证扩通道以及支护阶段的质量[3]。
抹角以及抹角施工的主要目的是保证支架转弯能够满足机械设备的运输需求,同时确保综采工作面与轨道巷的直角一同抹平,平滑过渡的弧度是确保回撤空间内现场工作顺利进行的关键。根据实际综采工作面回撤前收尾阶段的实际工作需求,一般采用机组在端头、端尾抹斜,有利于工作效率的提升。此外,为进一步提升液压支架回撤能够畅通,需要提前制作出一个三角煤区域,液压支架顶梁上一端需要与巷道另一端的顶梁维持在同一水平。
绞车硐室的布置主要是在液压支架的回撤通道中进行,通过拉移等手段,对完成通道支护的工作面进行设备撤离工作,以此提升工作效率。在布置绞车硐室的过程中,需要始终保持绞车硐室中心线与工作面回撤通道的中心线维持在同一直线上,然后按照施工技术要求,保证侧煤层的高度。此外,绞车硐室的放松工作,需要充分发挥出采矿各部门人员的优势,确保通过人员协同配合,将煤装载到刮板运输机内。与此同时,使用防倒绳、迎山脚等保证完成的梁柱与撤回通道要求相一致,并严禁工作人员穿戴铁鞋,以此保证浮煤层能够满足单体柱承力的需求,使用到锚杆间排距为800mm×800mm。
在进行综采工作面回撤前收尾阶段的一系列工作过程中,轨道巷的支撑压力会受到收尾过程的变化而变化。为避免轨道巷过于变形,确保轨道巷支护工作强度的提升,可使用π形梁架进行加固支护处理,主要支护方式为:保持超前支护状态为30m,并采用一梁三柱的支护方式对综采工作面应力集中区域进行支护,以避免由于应力过于集中而影响轨道巷的质量,此时,工作人员需要穿戴好相应防护设备,以此实现轨道巷加固支护工作水平的提升。此外,为保证各种采煤机械设备能够安全撤出,可选用21002对轨道巷进行加固支护处理,以此保证工作面回撤收尾阶段工作安全畅通。
综上所述,煤矿综采工作面的收尾阶段工作与回采效率具有十分密切的联系。因此,为保障一定地质条件下综采工作面收尾工作能够保持良好状况,应在合理运用施工工艺的基础上,切实加强施工组织与工序的安排,以此为充分发挥出收尾阶段施工技术提供有力条件,促进煤矿综采工作面的回撤工作顺利进行。