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时间:2018-07-07
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1、中厚煤层复杂条件采掘配套技术研究的论文[摘要]中厚煤层综采放顶煤回采工作面通常采用巷道摸底托顶煤掘进,以便于摸底回采。在大采深、断裂构造发育的复杂条件下,摸底掘进存在着巷道压力大、顶煤垮落、支架变形等严重问题,本文对巷道摸顶掘进摸底回采的巷道支护、巷道与工作面的衔接过渡及煤炭回收等方面进行了论述。对相同类型的矿井有一定的借鉴意义。 [关键词]摸顶掘进摸底回采配套技术 中图分类号:td823.9文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)07-0079-01 1.问题的提出 冀中能源峰峰集
2、团大淑村矿2#煤平均厚度为5.4米,采深在600米到800米之间,直接顶为粉砂岩,厚3.28米;老顶为细砂岩,厚3.33米。直接底为粉砂岩,厚8.69米;老底为细砂岩,厚6.53米,灰色以石英为主。采用综采放顶煤工艺,摸底回采。巷道摸底掘进,采用u36型钢架棚支护,用搪材和塑料网裱褙顶帮。该掘进方式在高应力地质条件下,施工困难,劳动强度大,巷道变形严重,往往在工作面未形成系统前,后路u钢支架就已经严重变形,影响运输及人员安全;巷道掘进在过煤柱、构造应力区时,顶煤易垮落,造成帮空顶空,u钢支架受力不均,极易
3、变形折断,其支护效果更差,以172203工作面为例,掘进巷道在不到1个月的时间内,巷道断面已达不到原设计的三分之二,在掘进和回采过程中需要多次整修,对生产和地区的衔接造成了很大影响,针对这种情况,我矿在172204工作面,开展了2#煤层掘进摸顶板锚网带支护,回采时采用摸底板回采的配套技术研究应用,有效解决了这一难题。. 2.摸顶掘进巷道支护设计 巷道断面设计为:净宽4.2m,净高3.5m,断面形状为矩形(见附图1)。巷道摸2#煤直接顶掘进,巷道顶板采用锚网带索支护,顶铺设5.0m×1.0m塑料网,使用
4、4200×250×2.8mm钢带,带距为1.0m,第一带布置3根锚杆3根锚索,第二带布置4根锚杆2根锚索,依次交替布置,锚杆为长2.0米,φ22mm的无纵筋高强螺纹钢,角锚杆及锚索与巷道顶板中垂线成30?夹角布置,其他锚杆及锚索垂直顶板布置,每支锚杆注3支z2835型树脂药卷,锚杆抗拔力不低于120kn。锚索为长度5米,φ17.8mm的钢绞线,每根锚索注5支z2345型树脂药卷,预紧力130kn。过断层及顶板围岩不完整时,顶板支护带距缩至0.8m,且采用双抗塑料网和金属网双层护顶。 3.工作面上、下端头
5、支护及三角煤回收 运料巷与溜子道掘进时采用摸顶丢底煤掘进,工作面回采期间,两巷超前工作面不小于20m进行卧底,巷道高度保证不小于4.0m,以减小摸底回采期间端头丢底煤厚度。 3.1上端头支护 煤壁往外20m范围,采用沿走向布置四路1m双楔顶梁配单体液压支护进行超前支护。双楔梁间宽度1.0m。双楔梁支护采用齐梁直线柱正悬臂布置,一梁一柱支护,巷道高度不小于4.0m。端头支架往前20m-30m范围,在巷中加打单排高度4.0m的单体液压支柱,柱距1.0m。 3.2下端头支护 与上端头支护相同,采用沿走
6、向布置四路1m双楔顶梁进行超前支护。上帮一路双楔梁大头朝向老空侧,下帮三路双楔梁小头朝向老空侧,一梁一柱支护。工作面下头切顶排分别在四路双楔梁间加打密集支柱,密集支柱间距不大于0.3m。 3.3三角煤回收 工作面上、下两巷掘进期间采用摸顶掘进,留有底煤,造成回采期间上下两巷与工作面上、下头出现台阶。上端头割煤前必须根据煤壁拐角片落情况,超前2m起板梁棚子背顶网支护;拉架前在上端头铺联好塑料网与运料巷下帮塑料网搭结严实;拉架时提前在架顶与超前板梁棚子间培板梁摆架,确保升架后架顶接顶严实;下端头除按上述要
7、求支护外,必须对转载机进行卧底,煤层厚度较大时,为保证工作面两端头与两巷正常过度,采取机头(尾)逐步采用留底煤回采方式推采,留底煤厚度根据煤厚情况而定,一般在1m左右,长度控制在9m以内,确保工作面溜子整体平顺,工作面推采期间的上、下头顶板必须提前工作面2m~3m进行维护,拉好超前架。 4.摸顶掘进与摸底掘进支护效果分析 该支护形式通过现场的有效实施,及有效的矿压观测手段,该支护形式明显优越u钢支护。 摸底板掘进托顶煤使用u钢支护,该支护形式属于被动支护形式,由于在施工过程中,无法根本解决顶帮流煤造
8、成的空顶、空帮现象,而采取的摆架、物体填充等其它措施,其效果也达不到设计要求,在高地应力作用下,支架变形严重,需重新对支架进行整修,在整修过程中,顶帮流煤更加无法控制,而地应力又再一次的重新分布,巷道始终处在一个应力显现区域,支护效果差,造成重复性施工,严重影响人员安全,给工作面回采及地区衔接造成极大影响。 摸顶板掘进采用锚网带支护,该支护形式属于主动支护形式,通过对2#煤层直接顶及老顶岩层分析,该煤层老顶属于细砂岩,质地坚
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