悬移液压支架放顶煤开采技术

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煤炭科技2012年第4期COALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINENo．42012文章编号：1008—3731(2012)04—0054—03悬移液压支架放顶煤开采技术刘东亮，王本俊z(1．华润天能徐州煤电有限公司，江苏徐州221006；2．华润天能徐州煤电有限公司永固煤矿，安徽宿州235281)摘要：整体顶梁悬移液压支架在永固煤矿3434工作面的成功应用，为悬移支架开采技术在火成岩侵入区特厚不稳定煤层中推广应用起到了积极的作用。重点分析、总结了悬移液压支架放顶煤工作面的开采、支护、顶板、安全效益等方面的技术及安全管理措施，并针对存在的问题提出了改进意见。关键词：悬移液压支架；放顶煤；开采技术；安全效益中图分类号：TD823．4+93文献标志码：B小2．5Ill，平均6．2m。结合该矿当前的现有生产条1工程概况件，确定该面采高为2．1In，采放比为1：2。华润天能徐州煤电有限公司永固煤矿原设计生2．2支护方式产能力9万t／a，2006年核定生产能力l8万。矿ZH2000／16／24Z型整体顶梁组合悬移液压支架井开采二叠系下石盒子组3煤，为典型的火成岩侵支护。入区特厚不稳定煤层。3434工作面标高⋯4054782．3落煤方式m，煤厚2．5～10．5m，平均6．2ITI。煤层直接顶多为根据该矿3煤的煤层较为松软、顶煤较厚极易火成岩，厚7～12m，硬度f_-7～8；老顶为灰黑色细冒落的特性，决定使用以风镐落煤为主、手镐落煤为砂岩，厚13～15m，硬度厂=4～5；煤层底板为灰黑．辅的落煤工艺。色泥岩，厚1．5—6．1m，硬度厂=3～4；老底为中粒．2．4配套设备砂岩，厚8—24in，较坚硬。煤层倾角变化较大，在8输送机为SGB620／40Z型；乳化液泵站型号为～32。之间。采面为仰斜开采，最大伪倾斜角达到BRW125／31．5，流量125l_／min、额定供液压力31．526。。3434工作面走向长300m，切眼长100m，采用MPa，电动机功率75kW，两泵一箱。放顶煤一次采全高、区内后退式采煤方法，ZH2000／2．5工作面作业流程16／24Z型整体顶梁组合悬移液压支架支护。3434采检修风镐落煤一伸前探梁护顶出煤一清理煤工作面自2012年5月24号开始安装及试采，每移架一放顶煤一移刮板机煤层注水。天两小班生产，日产量750～848t，取得了较好的安2．6支护强度计算全生产效果。为了实现悬移支架在该工作面安全开依照经验，通常工作面支架必须能够有效支撑采，对较大倾角不稳定厚煤层放顶煤开采条件下开6～8倍采高岩石的重力，所需的支护强度为采、支护、顶板管理等技术难题进行了研究，并取得=8hrg=489．71kN／m了显著的安全经济效益。式中：h为工作面采高，2．4m；r为岩石的密度，2悬移支架放顶煤开采工艺2．6m3／t；g为重力加速度，取9．81m／s。2．7支架技术参数2．1采煤方法工作面选用ZH2000／16／24Z悬移支架，支架高根据采区地质报告及工作面运输巷道、材料巷度为1．6～2．4m，宽度0．96in，长度2．8m；行走步及切眼的煤层揭露情况，煤层最大厚度l0．5m，最 2012年第4期刘东亮等：悬移液压支架放顶煤开采技术55距0．8113，支柱直径125mm；支柱数量为4根／架；工用单体柱打设戗棚等特殊支护加固支架。两端头连作阻力为1600kN；初撑力2000kN；支护强度615接处间隙较大采用补打单体液压支柱；③提前在支kN／m。架间隙中夹垫板；④工作面伪斜布置；⑤带压移架；该支架支护强度>489．71kN／mz。⑥严格控制采高，适当加快推进速度。2．8支护强度验证3．3放煤安全问题及对策支架支护强度大于工作面所需支护强度，因此，特厚煤层放顶煤工作面在放煤过程中容易出现ZH2000／16／24Z型整体顶梁组合悬移液压架支护强顶板离层、倒抽等现象，给采煤工作面造成隐患，严度能够满足工作面的支护要求。重威胁安全生产工作。采取的措施：①保持支柱初撑力符合作业规程要求。放煤期间，加强柱压观测及3存在的问题及对策检查工作。②保证注液系统正常运转，及时做好二悬移支架架型较轻，拆装方便，所有支架通过托次补液工作。③每天对煤层顶部打眼，眼间距在5m梁连接成一个整体，增强了支架的稳定性、抗压性。左右，探明顶部煤层情况。如顶部煤层是否离层，或与单体液压支柱铰接顶梁的支护方式相比，整体组有悬煤未完全垮落现象，影响回采率及顶板安全管合梁悬移支架具备更高的安全性、稳定性、经济性，理，发现问题应及时采取措施。④严格控制放煤量，但在使用过程中仍存在较多的现实问题，采取了以及时封堵放煤口，放煤口挂牌管理，并做好详细记下解决办法及措施。录。⑤出现异常时，改变放煤方式(顺序放煤、间隔3．1采面片帮漏顶问题及对策放煤、选定点放煤、二次放煤等)或停止工作面放煤工作面推进过程中，煤壁及顶板经常出现片帮工作，采取针对性安全措施。和冒顶现象。因此，应对发生片帮或冒顶的区域进行3．4初撑力、工作阻力保障问题及对策观测，内容包括煤壁片帮情况、端面距、采高及端面通过观测工作面组合液压支架的支护阻力来分顶板破碎、冒落情况。观测小组对检查出的问题经过析确定工作面老顶的初次来压步距和周期来压步测量数据分析得知：3434工作面煤壁容易片帮漏距，进而掌握工作面矿山压力显现规律、组合液压支顶。采取的措施：工作面煤壁采用背板及笆片全封闭架的承载特性和支护质量；检验组合液压支架支护及顶铺双抗网。参数的可靠性和顶板控制的有效性；对工作面巷道由于移架时交替迈步，互为支撑点，此过程均由围岩的变形进行观测，进一步掌握回采巷道受采动支架注液缸伸缩并依托主(副)梁滑杆完成。当煤层影响时的矿压显现规律。厚度变化较大时，工作面在推进过程中容易出现全根据现场的实际情况，为了更好地观测组合液煤段推进快，工作面夹矸较厚段推进慢的情况，容易压支架支柱的初撑力和工作阻力，采用矿用数字压造成开架，顶煤易垮落，造成流煤、流矸、架上空顶、力表采集压力数据，对工作面液压支架支柱的初撑支架前梁高、后立柱低、支架管理困难。只有支架与力及工作阻力进行观测。沿工作面倾斜方向布置3工作面垂直，每架的推进速度相同时，移架步距才能个测区，共计9条测线，上部测线布置在92、93、94保证。采取的措施：切眼施工时，尽量要求工作面与号组合液压支架所在位置，中部测区布置在47、48、两顺槽垂直；安装时支架与工作面垂直；工作面在推49号组合液压支架所在位置，下部测区布置在2、3、进过程中坚持高标准。4号液压支架位置。每条测线在组合液压支架上“前3．2支架稳定性问题及对策支柱”和“后支柱”分别安装两台压力表，每架4块当工作面地质条件发生变化，煤层顶底板在走表，共安装36块表。每班验收员对工作面支柱的初向或倾向起伏不平、煤层倾角较大时，支架上仰或下撑力、工作阻力情况进行监测记录。经过长期观测，倾范围有限，一般不能超过0．2in。因为支架与支架工作面其他支架每3架为一组每组安装两块柱压间由刚性托梁硬性连接成整体，单个支架不能随意表，柱压不低于18．5MPa，可满足工作面支护强度摆动，在较大坡度工作面使用时很容易造成滑架不要求。稳定等情况。工作面超前支承压力观测：在工作面两巷超前采取的措施：①根据现场实际操作情况，工作工作面20in外，每3in布置1块柱压表，布置至工面支架与端头支架相互连接；②在两端支架的下部作面超前80m处。根据工作面推进情况安排观测工 煤炭科技2012年第4期56COALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINENo．42012文章编号：1008—3731(2012)04—0056—02锚回嚷构中新型复舍材料网住能试劈潘永刚(国投新集能源股份有限公司设计研究院，安徽合肥230031)摘要：对锚网喷结构中新型的复合材料衬砌网结构进行室内力学性能试验，研究新型复合材料衬砌网的力学性能。结果表明，与常规用网对比，新型复合材料网适用于软岩巷道支护结构。关键词：复合材料网；软岩巷道；力学性能中圈分类号：TD353文献标志码：B近年来，锚网喷支护在巷道支护中得到了广泛C30。混凝土的配比为：水泥：砂子：石子：水=1：应用，因其能及时封闭围岩，支护成本低，适用性广。2．59：3．43：0．71，水灰比为0．48。试件的厚度为然而，锚网喷支护也存在不能满足复杂多变的井下100mm，高300mm，长100mm。试件浇注好在实验地应力变化要求，支护隐蔽性大，容易造成大面积冒内进行养护，同时浇注一组标准试块做强度试验。加顶事故等缺点。传统的喷射混凝土常常开裂，并逐渐载测量试验在养护期满后进行。常规钢筋网用直径发展到剥落和掉块，丧失对围岩的封闭和支护作用，为6mm的钢筋加工而成。复合材料网如图1所示，更不能满足变形要求。因此，深入研究支护材料是软养护后的试块如图2所示。岩巷道支护迫切需要解决的技术难题。1模型制作1．1试块制作为了研究锚网喷结构中新型复合材料网力学性能，选取复合材料网架和常规钢筋网架衬砌结构进行对比。确定试验模型所采用的混凝土设计强度为图1复合材料网架作。当测点距工作面50m以外时，每隔两天测一次，4结语50～30m时每天观测一次，30m以内时每天早、中使用悬移液压支架后，工作面的安全环境大大班分别观测一次。数据分析结果：工作面两巷超前压改善，安全系数进一步提高。采用悬移液压支架放顶力影响在距工作面煤壁20m范围内，压力峰值在距工作面煤壁4～8m范围内，在距工作面煤壁0～4m煤采煤工艺降低了工人劳动强度，同时提高了生产效率。3434工作面每月多产原煤5000t，3个月(7—范围内压力相对较小。采取安全措施：①工作面两道超前支柱布置距9月)共计生产原煤6．2万t，直接经济效益3100多万煤壁0～20m打双排，2040m打单排；②布置相元。邻工作面巷道距采空区实茬距离为3m，巷道压力作者简介：刘东亮(1965一)，男，江苏泰兴人，1988年毕显现较小，巷道变形量相对较小，减少巷道的维修业于中国矿业大学采矿工程专业，硕士，华润天能徐州煤电率。有限公司高级工程师。(收稿日期：2012—08—29)