综掘机刷扩工作面回撤通道探索与应用

(整期优先)网络出版时间:2021-07-20
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综掘机刷扩工作面回撤通道 探索与应用

郭坤鹏

内蒙古银宏能源开发有限公司 泊江海子矿,内蒙古 鄂尔多斯 017012

摘 要:复合顶板条件下,采用煤机刷扩回撤通道顶板管理难度较大,易发生掉顶或漏顶事故。为了解决复合顶板条件下回撤通道的安全快速施工,创新采用综掘机刷扩回撤通道,做到短掘快支,有效解决了顶板问题,实现工作点快速安全收作。

关键词:复合顶板;综掘机刷扩;应用

应用背景

由于顺槽外段约800-1200m范围内,顶板多为复合顶。回采期间,受采动影响后顶板易发生离层、下沉、掉顶等情况,从而导致采煤工作面刷扩期间顶板管理安全压力大,收作困难,工期延长等问题,工期延长又造成工作面防火管理难度加大。113101、113102工作面收作期间,使用煤机刷扩回撤通道均发生了不同程度的漏(掉)顶,回撤通道刷扩工期均超过了20天以上。

在复合顶板条件下,使用煤机刷扩回撤通道对顶板扰动大,空顶面积大,支护不及时易发生离层,同时造成支护困难。另外使用采煤机刷扩同时投入人员和锚杆机较多,需要临时抽调2支掘进队施工。为避免刷扩期间掉顶事故再次发生,实现工作面安全快速收作,经过技术部充分论证后,提出了使用综掘机刷扩回撤通道的方案。

工程概况

工作面回撤通道长249m,为综采工作面回撤支架、运输机、煤机和其它设备服务。收作位置位于退尺2137.5~2142m处,工作面回采至退尺2124m时开始上网上绳,退尺2137.5m时开始刷扩回撤通道。

回撤通道刷扩断面:宽×高=4.5×4.1m,净断面:宽×高=4.5×3.8m,断面形状为矩形,支护形式为锚梁网+锚索支护。西侧抹角规格:3×3m,东侧抹角规格:4.5×4.5m,地坪厚度0.3m,砼强度等级C40。施工平面图详见图1

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图1 回撤通道施工平面图


施工前准备工作

1.对综掘机进行全面检修,确保刷面期间不发生故障,提前将综掘机开到刷扩地点。

2.综掘机对工作面辅运顺槽内底鼓严重段进行卧底,无轨胶轮车出货,为后期混凝土施工行车路线创造有利条件,12月7日前行进至辅运顺槽收作位置。

四、采煤机和综掘机刷扩回撤通道优缺点比较

刷扩方

式选择

安全性

对掘进影响程度

对采煤影响程度

工期

综合比较

采煤机

1.一次刷扩长度较长,顶板空顶范围较大、时间长,安全管理压力非常大;2.单体抵车和运输机拉回原位期间安全管理难度相对较大。

需要至少10部锚杆机/小班,25人/小班以上,至少影响2个掘进头半个月时间,严重影响113105面辅运顺槽贯通时间。

占用采煤队人员比较多,刷扩期间采煤队需安排8人/小班配合,运输机拉回期间,需安排15人/小班,复位需要2天时间。

01面22天

02面25天

在复合顶板条件下,综掘机刷扩在安全性方面有明显优势,有效缩短工期,所以综合比较综掘机刷扩优势明显。

综掘机

1.短掘短支,一次掘进1-3排,顶板空顶范围小、时间短,安全管理压力小;2.不存在单体抵车和运输机拉回工序,安全管理难度相对较小。

影响综掘一区1个掘进头。

占用采煤队人员少,刷扩期间采煤队需安排3人/小班配合。

19天

结论

比较

综掘机刷面有明显安全优势。

综掘机刷面对掘进影响程度非常小,有明显优势。

综掘机刷面占用采煤人员少,有明显优势。

有效缩短工期。

五、施工方案

第一步:当工作面回采至退尺2124m时,开始在工作面上绳位置施工引绳锚杆(索),开始联网上绳。

第二步:回采至退尺2137.5m时,工作面停止回采,在综采支架前,施工一排走向槽钢组合锚索。

第三步:组合锚索施工完毕后,使用EBZ200掘进机由西向东进行刷扩,利用综掘机一运和巷修机配合出货至工作面刮板输送机上。

先刷西侧抹角及回撤通道,最后刷东侧抹角(东、西侧抹角刷完后立即施工扇形工字钢锚索)。

第四步:地坪施工并养护。

六、保障措施

1.联网上绳第一根绳固定锚杆,改为每隔10m施工φ17.8×5300mm锚索1根。

2.从联网上绳开始留0.5m厚煤顶,剩余6根绳时开始上挑,控制好煤顶厚度。

3.联网上绳结束后,在工作面液压支架架间顶板施工φ21.6×8300mm点锚索。

4.提前对两巷停采线附近顶板进行加固,胶运顺槽(实体巷道)补打3排走向槽钢锚索加固,辅运顺槽(沿空巷道)补打2排走向槽钢锚索+喷浆+注射化学浆联合加固。

七、主要创新点及有益效果

(一)主要创新点

1.设计优化:将原设计走向槽钢锚索优化为横向槽钢锚索,方便综掘机施工及后期工作面拆除期间的顶板管理。

2.在支架伸缩梁前方施工一排加固锚索,确保综掘机刷扩期间的顶板管理。

3.改变传统使用煤机刷扩回撤通道工艺,使用综掘机施工,根据顶板情况,一次掘进1-3排,实现短掘快支,顶板空顶范围小,顶板管理难度降低。

(二)有益效果

在复合顶板条件下,通过使用综掘机刷扩回撤通道,改变了顶板状况,杜绝了漏顶事故发生,实现了安全快速施工,为今后工作面安全收作提供重要参考。

存在不足及改进措施

1、刷扩期间出现2次断链条现象。

改进措施:工作面刷扩前对设备进行全面检查,特别是溜槽、链条,发现磨损严重的立即进行更换。

2、机尾老塘出水量较大,治水力度不够,机尾虽然挖了水泱,但是运输机运行后水泱经常被淤实,使用风泵排水效果差,造成机尾段淤泥积水多。

改进措施:机尾水泱每班制定专人排水、清理。靠回撤通道煤壁侧挖壁龛式水泱,对老塘水进行截流、引流至壁龛式水泱中,通过电泵排水。

3、回撤通道地坪施工期间,部分路面被车碾压后底板变软。

改进措施:对底板松软段铺鹅卵石或者废旧锚杆、网片、钻杆等,以增加地坪强度。

九、现场应用效果图

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参考文献:

[1]综采工作面收尾通道支护优化设计应用[J]. 成斐斐. 煤矿现代化. 2020(03)

[2]探究综采工作面回撤前收尾阶段施工技术[J]. 黄溥.当代化工研究. 2021,(06)