大倾角综采工作面绞车房优化布置及施工方法

肖家平

(淮南职业技术学院,安徽淮南 232001)

大倾角综采工作面绞车房优化布置及施工方法

肖家平

(淮南职业技术学院,安徽淮南 232001)

大倾角综采面绞车房的布置一直是我国大倾斜综采工作面布置的一个难点。以谢一矿 5111C13-综采工作面切眼绞车房布置支护为例,介绍了利用扩大棚施工技术在大倾角中厚煤层综采工作面布置绞车房及施工方法。同时对其他大倾角综采面绞车房的布置方式选择和施工具有一定的参考价值。

大倾角;绞车房;优化布置;施工方法

Optim ization Layout ofW inder Chamber of Full-mechan ized M in ing Face and Its Construction M ethod

1 工作面基本地质概况

5111C13-工作面布置在 -660m水平北二采区C13煤层 (Ⅵ线与Ⅳ-Ⅴ线之间),上至 -650m标高,下至 -700m标高,北至开切眼,南至工业广场煤柱线。该块段以北、 -650m以上 C13煤层及以东同阶段 C15煤层已开采完毕。走向长 770～810m,平均 790m;倾斜长 133～146m,平均139m。面积约为 109810m2。该煤层属稳定中厚煤层,煤厚 6.0～8.71m,平均 6.73m;煤层中硬,易碎,结构简单;倾角 20～22°,平均 21°。

该块段内煤层呈单斜构造,平均走向 148°,倾向 58°。影响开采的地质构造主要是 F13-4-1断层及其附生的小构造。构造情况描述见表 1。

表1 构造情况描述

表2 煤层顶底板特征

2 问题的提出

由于该综采工作面采用 ZZP6400/18/38大型掩护式综采液压支架,架高 1.82～3.8m,架长7.5m,架宽 1.5m,原设计施工的切眼上口已不能满足综采支架的运输安装要求。因此,必须对切眼上口绞车房进行改造,以满足运输综采支架要求。

3 布置方案的确定

根据该工作面综采支架的长度、高度及宽度,经计算得出,在切眼上口重车轨道的转弯半径达到25m,因此,绞车装置的布置成首要问题,共提出了 3个方案。

方案 1：在切眼上口直接施工 2个绞车房,规格分别是 4.0m×4.0m和 2.0m×2.0m,两绞车房间距 2.0m。

方案 2：在切眼上口施工 1个 4.0m×8.0m的大绞车房,然后用瓦石砌一个 2.0m×4.0m的垛子,人为分割成 4.0m×4.0m和 2.0m×4.0m的绞车房。

方案 3：采用岩巷施工交岔点的方式,利用扩大棚施工一个 9.0m宽,高 5.1m的大断面硐室。

因该工作面上回风巷距上阶段运输巷的净垛仅为 12m,且处于应力集中带的峰值区域,在回风巷施工过程中,应力显现已非常明显。方案 1及方案2在施工过程中必须沿煤顶施工,难度较大,在施工完毕后,巷道、硐室将难以正常维护;另外,煤层倾角为 23°,回风巷的宽度为 4.0m,加上绞车

方案 3的优点：采用循序渐进的方式扩大断面,直接破煤层顶板,避免了沿煤顶施工,减少了安全威胁;扩大了车场长度,满足了重车转弯半径的要求;有利于绞车的安装,降低了运输支架的难度;采用锚梁网组合支护的方式,加强顶板支护强度,大大降低了巷道的维护难度,见图 1。

图1 扩大棚技术架棚

4 施工方法

(1)施工采用 29U型棚支护,棚距 (中 -中)0.5m,最小断面为 4.4m×3.0m,最大断面为9.0m×5.1m,钢筋笆 (φ8-1000×500mm)腰背,使用三道金属拉杆连接,见表 3。

表3 5111C13-绞车房扩大棚支护参数

(2)U型棚卡子螺栓间距为 250mm,梁腿搭茬为 400mm,柱窝深度不小于 200mm,螺栓扭矩不小于 200N·m。每班安设专人对所有的螺栓进行二次预紧,确保施工质量。

(3)沿巷中位置使用 1根钢梁,用 4根长度7.0m的锚索将钢梁牢固的固定在棚梁内侧。在扩至 9.0m宽后,在中线两侧各 1.0m处再使用钢梁加固顶板支护。

(4)严格控制支架距离,架间拉杆长度不得大于 0.6m,采用先架后拉的方式配合前探梁控制顶板。

(5)加强工程质量的管理,架棚严禁出现淋肩、吊斜及迎退山现象,帮顶腰背严实,严禁空帮空顶施工。

(6)锚索采用 φ17.8mm的钢绞线,安装预紧力不小于 80kN,锚固力不小于 250kN,外露长度不得大于 300mm。每孔安装的树脂药卷为 1支K2360和 3支 Z2380锚固剂。锚索必须用涨拉仪拉紧 (不小于 20MPa),钢梁两端必须紧贴住棚梁,中间可以用木楔打紧。

(7)施工过程中,达到 1根钢梁的距离时,必须先施工钢梁,待锚索打完方可继续向前施工。9.0m后,先施工中线位置的钢梁,待工程全部完工后,再施工中线两侧各 1.0m的钢梁,锚索必须错茬布置,钢梁搭茬距离不小于 500mm。

(8)施工至切眼上口后,必须带腿子向前施工,柱窝必须深入底板不小于 200mm。在工程全部完工后,再安排人员摘掉下帮棚腿。

5 结论

大倾角综采面绞车房的布置一直是我国大倾斜综采工作面布置的一个难点,施工强度大,支护困难。在谢一矿 5111C13-大倾角中厚煤层综采工作面切眼绞车房布置支护中,采用扩大棚施工技术,该工作面的绞车房每班出勤人数为 6～8人,施工工期仅用 20d就完成任务。在该次施工中,根据现场实际情况,采用灵活多变的工作方式,经过详细的方案论证,解决了车场转弯半径不够、绞车房深度不够及应力作用可能导致巷道硐室冒顶等诸多问题,确保该项工作的安全顺利完成。同时对其他大倾角综采面绞车房的位置选择和施工方法具有一定的参考价值。

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TD822.2

B

1006-6225(2010)01-0038-02

2009-10-12

肖家平 (1973-),男,安徽寿县人,工程硕士,讲师,从事煤矿工程技术教科研工作。房 4.0m的长度,无法满足 25m转弯半径的要求,如要满足要求,必须施工长度不小于 8.0m的绞车房,这样又增加了施工的难度,因此,排除方案 1及方案 2,选择方案 3。

周景林]