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煤矿综采工作面液压支架撤出工艺的创新
概述:煤矿综采工作面的设备拆除是煤矿安全生产非常重要的环
节,其完成的速度与任务,直接关系到煤矿生产有序衔接和安全生产,
煤矿综采工作面设备拆除中工作的重点、难点是液压支架的安全拆除,
它涉及到对回撤巷道顶板的控制,待撤液压支架的支撑状态,以及采取
改进回撤工艺,确保对液压支架安全、快速、高效的撤出。本文以内蒙
古汇能煤电集团羊市塔煤炭有限责任公司一矿 6247综采工作面液压支
架撤出工艺改进和创新加以论述。
一、 工作面概述
1、6247工作面走向 1583米、倾向长 193米、采高 米。
2、工作面设备
采煤机:MG550/1220-WD型。
运输机:SGZ1000/2*700型。
转载机:SZZ1000/315型。
液压支架: ZY6800/22-42型。
二、工作面前期准备工作
1、回撤巷道的支护
(1)、回撤巷道断面尺寸为宽*高:4200mm*3200mm。
(2)、回撤巷道原支护:回撤巷道原支护为锚网联合支护,锚杆为Φ
22mm*2200mm等螺纹锚杆、网片为 6#钢筋网,规格为:1300mm*2400mm。
(3)、距停采线 100m以前完成回撤巷道顶板加强支护,支护方式为锚
索悬吊钢梁支护,回撤巷道中间 100米范围内采用一梁三根锚索悬吊钢
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梁,两端 50 米范围内采用一梁两根锚索悬吊钢梁,每根钢梁下打两根
单体支柱。工字钢为 10#工字钢长 4000mm、单体规格为 DW35-20/100、
锚索规格为Φ18mm*6000mm、锚固剂型号为 2540,规格为 25mm*400mm,
每孔三个锚固剂。
(4)、锚杆支护的锚固抗拉强度不得小于 14Mpa。
(5)、锚索支护后锚固抗拉强度不得小于 30Mpa。
见附图一:6247综采工作面末采支护平面示意图
见附图二:6247综采工作面末采支护剖面示意图
2、供液系统
(1)、液泵形成:在回撤巷道两头(主)辅运顺槽绞车硐室内各安装
好一台临时泵站(泵站型号:BRW-200/)。
(2)、回撤供液由两端头泵站分两套供液系统,一路经由工作面支架
前待撤支架端,另一路经由泵站单管路直供掩护支架,两套供液分别由
截止阀组独立控制,工作时互不干扰。
(3)、泵站的两套管路进回液均和掩护架、待撤支架形成闭式循环,
撤支架和拉掩护架,进回液均由系统管路封闭循环,工作面作业环境干
净。
3、撤除绞车的安装布置
撤除绞车的安装布置:工作面由于采用在回撤巷道两侧同时撤出支
架,所以两侧各安设两台绞车。待工作面拉直线绞车后退至两侧时,把
工作面拉直线绞车撤出,两端头硐室内绞车再用于拉直线调向使用。
(绞车型号:JH-20)
见附图三:6247综采工作面绞车布置示意图
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3、工作面收尾铺网及贯通要求
(1)铺网:工作面距停采线 11m 时,开始铺设金属网,金属网规格为:
*10m(宽*长)、金属网网线为 8#铁线(全部为单层网),网孔为
50mm*50mm的菱形网。工艺流程为:割煤——挂网——挂钢丝绳——移
架——推溜。
(2)、上绳:工作面距停采线 6m时开始铺设钢丝绳,将钢丝绳两端分
别用绳卡子固定在上下出口顶板上专用固定钢丝绳的Φ18mm×1800mm
的螺纹钢锚杆上,每端不少于 3 个绳卡子,均匀卡紧。钢丝绳规格为:Φ
,每根钢丝绳长 210m,两端头留有 的余量以备在上下端头
进行固定。
4、回撤巷道贯通要求
(1)、工作面与回撤巷道贯通前,每班观察周期来压情况并做好记录
工作,推算预测出周期来压的步距,在工作面剩下 13 米时还没有周期
来压的话,必须停采等待,待工作面顶板缓慢下沉后,再生产推进,工
作面顶板周期来压加以改变,这样确保在贯通时错开周期来压。
(2)、末采采面高度要求:工作面推采至回撤巷道 10m 时,采高要与
回撤巷道高度保持一致,顶板贯通要求平整,同时使工作面底板标高高
于回撤巷道底板标高 100~200mm,便于支架的撤出。
(3)、工作面与回撤巷道贯通后,所有液压支架顶梁必须挑住回撤巷
道内的钢梁,并且与钢梁搭接 200mm。液压支架与钢梁搭接时必须搭接
严密,调整好液压支架平衡油缸,利用板梁、柱帽以及木砖挑实钢梁。
(4)为确保工作面与回撤巷道贯通后顶底板的控制要求准确无误,确
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保回撤支架处的有利条件,可采用以下两种方法:
○1 、有标志层的煤层由标志层定位顶底板高度。
○2 、无标志层的煤层采用钻机打孔定位顶底板高度。
○3 、预先掘探巷定位顶底板高度。
三、撤出支架前期准备工作
1、掩护架的形成
(1)、选择掩护架的原则:掩护架必须无跑、冒、滴、漏液的情况,
各个油缸必须好使,各个操作手把必须灵活可靠。
(2)、掩护架采用四架,为保证形成掩护架的空间,首先采抽出三台
支架(56号架、57号架、58号架)运往新面,在抽出这三台支架的地
方利用木点柱、单体以及木垛维护好顶板(道木规格:200*200*1500)
。6247 主运顺槽方向由 55 号架、54 号架、53 号架、52 号架作为掩护
架,依次往外撤架, 6247辅运顺槽方向由 59号架、60号架、61号架、
62号架作为掩护架,两端依次顺序往外撤架。
见附图四:6247综采工作面回撤支架平面示意图
见附图五:设四架掩护架局部平面示意图
见附图六:设四架掩护架局部剖面示意图
2、推移装置的形成
掩护架形成以后,将提前改造好的推移装置分别运至撤架两头安装到掩
护架上(中间往两头撤架共计安设 8 台掩护架,安装 8 部推移装置),
利用支架推溜——降架——移架的顺序,实现掩护架由人工操作自动前
移,不必采用绞车拉架,提高了工作时的安全系数。
3、正式回撤工艺
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○1 机头侧回撤 51号架时,利用支架自爬以及推移装置上的反滑轮装置
使支架前梁距煤帮 200mm时停止拉移,调整好支架平衡油缸,利用改造
好的推移装置完成支架的调向,拉出调向绞车钢丝绳,用高强度 40T锚
链配合高强度滑轮固定在推移装置上,用绞车点动拉移至装车地点。依
次顺序拉出 4#、3#、2#、1#掩护架,拉移掩护架每次只允许降一架,
采用少降快拉、擦顶移架的方法,分两个循环将掩护架拉移到后位即时
升紧掩护架(掩护架前梁距待撤支架侧护板 100mm)。
○2 三角区的维护必须坚持“先支后回”的原则,首先在距待撤支架(50
号架)侧护板 500mm的地点打一根单体支柱,单体必须带帽并打在钢丝
绳上,防止撕坏网片。然后在距 4#掩护架侧护板 200mm 的地点,柱距
500mm,打三根单体支柱。根据现场情况再对三角区内支设 5—6根木点
柱维护。最后再利用护帮板及改造好的推移装置回撤 4#掩护架靠里单
体支柱。综上所述完成撤出一台支架的循环,按此方法依次顺序往机头
方向撤架。(机尾撤架方法同上)
见附图七:撤出支架局部平面示意图
见附图八:撤出支架及拉掩护架局部平面示意图 (一)
见附图九:撤出支架及拉掩护架局部平面示意图 (二)
四、安全效果及效率检验
(一):安全效果
1、加强了回撤巷道顶板维护,对回撤巷道贯通顶板的管理有了极大的
提高,相对提升作业人员的安全系数。
2、四掩护架支护区域纵向 6m宽,使回撤三角区形成一个封闭直角工作
面(一侧以四个掩护架为一面,一侧以待撤支架为一面),采空区处理
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采用顶板自然垮落法管理,不需要打木垛维护三角区,拉移掩护架和工
作面正常生产时拉移支架作业方法一样,节省了材料和人力。
3、采用四架掩护架,缩小了三角区的空顶面积,基本上实现了三角区
顶板封闭式撤出,减少了三角区单体的维护数量,由以前每回撤一台支
架要打 15—20根单体,到现在只需打 3—5 根单体。极大的保证了工作
人员作业期间的安全、降低了工作人员的体力劳动、提高了工作效率。
4、采用四架掩护架,减少了支护材料、很大限度的节约了成本。由以
前三角区内采用 20—30根木点柱维护或采用木垛维护,到现在只需要
5—6根木点柱维护。
5、掩护支架推移装置的改造,实现了掩护支架拉移和工作面正常拉架
一样。(伸缩推移装置——降架——拉架)。取消了绞车拉架,杜绝了绞
车拉移掩护架时断绳伤人隐患的发生,有效保证了工作人员作业期间的
安全、降低了工作人员的体力劳动、提高了工作效率。
(二)效率检验:
1、由于处理采空区采用顶板自然跨落法和三角区维护的单体数量大大
减少,以前撤一台支架需要 1 个小时左右,现在只用 25 分钟就撤出一
台支架,以前拉移整组掩护架需要 1 小时左右,现在只需要 15 分钟左
右,且只由一人就完成了掩护架的前移。
2、由以前一面撤出支架需要 6——8 人,现在只需要 3——4 人就可完
成作业。
3、由以前每班撤出(分两侧撤)共能撤 12——14架,现在每班撤出共
能撤 20——26架。