综采工作面网-绳-梁收尾支护形式应用分析

李剑刚

(晋城市安全信息调度监控中心,山西省晋城市,048000)

综采工作面网-绳-梁收尾支护形式应用分析

李剑刚

(晋城市安全信息调度监控中心,山西省晋城市,048000)

阐述了古书院矿4301综采工作面收尾支护所采用的网-绳-梁工艺流程,通过该工艺在4301工作面的实际应用,对网-梁-梁支护形式在安全技术性、经济性上进行了分析、比较,并提出了网-绳-梁工艺的技术关键。

综采工作面 收尾支护 网-绳-梁 网-梁-梁

AbstractThis paper introduces the use of mesh-cable-beam support for use in the finishing#4301 longwall face of Gushuyuan Coal Mine.An analysis and comparison is carried out on the safety features and economy of the application of mesh-cable-beam support and otherwise mesh-beam-beam support.Also pointed out is the key technology for using the mesh-cablebeam support.

Key wordslongwall face,support for finishing face,mesh-cable-beam support,meshbeam-beam support

1 概况

晋煤集团古书院矿4301综采工作面,一次性采全厚,煤厚平均2.5 m。工作面走向长722.49 m,倾斜净长176.71 m,共铺设ZZP-4400型支撑掩护式支架121架,工作面收尾处顶板不平,且多处顶板破碎,采用以前所采取的网-梁-梁支护不能有效控制顶板,且工作量较大,安全系数也不高。本矿通过调研论证后,采取网-绳-梁支护形式进行工作面收尾支护,取得了显著的效果。

2 网-绳-梁收尾支护工艺

2.1 概念

网-绳-梁收尾支护工艺即工作面收尾时采用铺网、铺顺山钢丝绳及在煤帮架走向梁进行支护的支护形式。

2.2 工艺流程及工序 (见图1和图2)

(1)顶网的初次固定。当工作面推进至距停采线11 m时开始对顶网初次固定,首先用铁丝将规格为长×宽=3.0 m×1.2 m的金属网片和车立柱(ø12 cm,长2.0 m的圆木)固定在一起,3架为1组,然后用中间架防片帮板将车立柱挑在顶板上,降拉两边支架,使小网片铺至支架之上。

图1 工艺流程

(2)铺网。顶网固定好后,用网孔38 mm× 38 mm,宽1.2 m、长10 m的金属网沿工作面方向开始铺设,铺单层网,长边搭接200 mm,短边搭接为500 mm,允许有±50 mm的偏差。长边联网要求10道/m,短边联双排,每排不少于4道。联网一律采用16#双股联网丝进行,联网要求每道必须拧足3圈,铺网机头、机尾要超出首尾支架各500 mm以上。煤帮网下垂至工作面底板,偏差在300 mm范围内。

图2 网-绳-梁末采末放支护平剖面示意图

(3)铺钢丝绳。当初次顶网全部铺到支架顶梁上后,在续铺第二趟网的同时,沿工作面方向铺设钢丝绳,用联网丝固定在网上,不少于5道/m,连续铺设,每趟钢丝绳间距为500 mm,所铺钢丝绳机头、机尾要超出前、后端尾架1 m以上。当第一趟钢丝绳到达支架尾梁中部,顶网全部压到采空区时,停止移架 (停止移架时工作面支架必须保证成一条直线),最后1趟钢丝绳距煤壁不大于0.5 m,然后4刀煤收尾。

(4)架设走向梁。停止移架,第一刀煤割过后,打出防片帮板护顶,同时将支架与刮板输送机分开;第二刀煤割过后,逐架架设走向梁,支架上所架设木梁每架2根 ,梁间距750 mm,梁头距煤帮250 mm;第三刀煤割过后,进行第一次抽梁,梁头距煤帮250 mm,并在每个支架前 (顶)梁下打一戴帽点柱;第四刀煤割过后进行第二次抽梁,梁头紧顶煤帮。

(5)钢丝绳固定。收尾结束后将剩余部分绕在长梁上,绳尾用卡缆固定,每根梁用不少于2根单体液压支柱升紧。

(6)煤帮打树脂锚杆。工作面收尾结束后,在煤帮打树脂锚杆锚固煤帮,锚杆布置为单排,水平距离为1.5 m,垂直距顶板1.0 m,锚杆规格为长1.6 m的树脂锚杆,外带铁托盘,片帮破碎时可加带孔木托盘,托盘必须紧贴煤壁,锚杆外露长度不大于50 mm。

3 安全技术经济效益比较分析

3.1 安全技术性

(1)网-绳-梁支护形式具有工序简单 ,撤架三角区支护可靠等优点。

(2)人员在煤帮作业的几率。网-绳-梁支护形式人员进入煤帮作业的次数分别为初次上网1次,上走向梁3次,共4次,与网-梁-梁支护形式 (进入煤帮作业的次数为8次)相比,显著降低了人员进入煤帮作业的次数,减少了发生事故的可能性。

(3)支架对顶板的初撑力。网-绳-梁支护形式支架上为金属网与钢丝绳,可将支架升紧,保证达到初撑力,支架对顶板支护效果好,可防止顶板离层事故;而网-梁-梁支护形式由于支架上架设有顺山木梁,柔韧度有限,为防止升断木梁,故支架不能升得过紧,支架对顶板的初撑力低,顶板易出现离层。

(4)三角区支护。网-绳-梁支护形式的钢丝绳整体性好,再加上走向梁作用,三角区呈“十字”支护,稳定性较好,故网-绳-梁工艺支护形式有利于三角区维护。而网-梁-梁支护形式的撤架三角区支护仅靠顺山梁支护且靠近被撤支架的顺山梁呈悬臂梁状态,顶板破碎、压力大时可能出现推棚现象。

3.2 经济性

采用网-绳-梁支护,钢丝绳使用的是废旧钢丝绳,三角区维护需投入长3.0 m走向木梁250根,合计12.13 m3。因此,采用网—绳—梁支护形式进行收尾支护经济性较好。

该矿自采用综采以来,共进行了100多个综采工作面收尾,每个工作面按节约36.08 m3木料计算,每1 m3木料按1000元计算 ,采用网-绳-梁进行综采工作面支护共可节余资金360.8万元。

4 网-绳-梁支护形式的技术关键

(1)工作面顶网必须严格按规定进行联网固定,出现扯网时,要及时采取补网措施。

(2)拉架时要防止支架挂网及推网现象发生,顶网必须全部压入采空区后方可停止拉架。

(3)钢丝绳铺设必须超出端头架2 m,且必须展平,固定牢固;在收尾完毕后,工作面两端的钢丝绳必须用抬棚固定好。

(4)撤架时三角区维护必须按规定方式进行作业,且必须严格执行先支后回的原则;撤架三角区所架木托棚要垂直钢丝绳沿走向进行架设,且保证一梁三柱。

(5)木托棚支护不到的地方要打戴帽点柱,点柱的柱帽尽可能托住钢丝绳;抽出支架后,要及时在被抽支架处架设两架木托棚。

(6)三角区放顶要退路通畅,有专人观测,并坚持由里向外、先难后易的原则,有必要时要架设木柱进行替柱。

5 结论

(1)采用网-绳-梁支护进行工作面收尾支护,工人无需在支架上多架设1趟2.6 m顺山木梁,并能适应各种条件的顶板,且不出现多次换梁操作,工人劳动强度大大降低,工人在煤帮作业几率大大减小,提高了人员作业时安全性。

(2)采用网-绳-梁进行综采工作面收尾支护,技术上可行,安全上可靠,经济上效益显著,是工作面收尾过程中比较合理的支护形式,具有广泛推广使用价值。

[1]王远贵,丁永红.综采工作面收尾工艺 [J].矿山工程,2004(5)

[2]李寿军,安福军.浅谈工作面生产管理 [J].煤矿企业管理,2004(12)

[3]李连祥,陈连军等.多支护形式在复杂环境深基坑中的应用 [J].土水工基础,2007(2)

[4]张继远.龙门煤矿支护形式的变革 [J].煤炭技术, 2008(1)

(责任编辑 张艳华)

Analysis of the application of mesh-cable-beam support for use in finishing longwall coal face

Li Jiangang
(Jincheng Municipal Safety Information Dispatching Monitoring and Control Center, Jincheng,Shanxi province 048000,China)

TD355

B

李剑刚 (1973-),山西晋城人,工程师,主要从事煤矿生产及安全管理,2005年获得国家安全生产监督管理局安全科技成果一等奖。