“三软”煤层大倾角综放工作面液压支架管理技术.pdf

煤 8 2 C0AL S CI ENCE 炭 科 技 TECHNOLOGY MAGAZI NE 2 0 1 4 年第 2 期 No ． 2 2 0 1 4 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 1 4 0 2 0 0 8 2 0 2 “ 三软“ 煤层大倾 角综放工作面液压支架管理技术 芦浩 淮北矿业股份公 司 涡北煤矿 ， 安徽 淮北2 3 3 6 0 0 摘 要 以涡北煤矿 8 2 0 1 综放 面为例， 对支架歪倒原因进行 了分析。涡北煤矿采取 了一系列 有针对性的技术措施， 提高了液压支架的稳定性， 实现了综放工作面安全高效的生产。 关键词 综放工作面； 三软煤层 ； 大倾 角； 支架稳定性 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标志码 B 涡北煤矿是 2 0 0 7 年建成投产的设计能力 1 ． 2 Mt ／ a 的现代化矿井 ， 矿井地质条件复杂 ， 断层多 ， 地 压大 ， 属于典型“ 三软” 煤层 ， 采用综采放顶煤工艺 回 采 。长期的回采过程 中发现 ， “ 三软” 煤层大倾角综 放工作面因其特殊的工程条件， 工作面支架频繁出 现倒架 、 咬架等现象 ， 严重制约 了安全高效生产。为 此 ， 该矿对大倾角综放工作面液压支架中的歪倒架 进行了分析， 以制定应对措施， 实现安全高效生产。 1 工作面概况 8 2 0 1 工作面位于该矿二采区上部 ， 标高一 4 2 1 ． 0 一 5 1 4 ． 2 m， 煤层倾角 1 1 ～3 1 o ， 平均 2 4 。 。煤层 赋存 稳定 ， 8 。 煤为黑色 ， 局部含薄层夹矸 ， 厚0 ． 2 0 m， 高碳 质， 8 。 煤厚 2 ． 3 1 ～ 6 ． 1 1 m， 平均4 ． 5 3 m； 8 煤局部含 两层夹矸 ， 厚约 0 ． 3 4～0 ． 4 3 m， 8 2 煤厚 2 ． 2 1 4 ． 0 6 m， 平均厚度 3 ． 6 7 m； 平均煤层总厚度为 8 ． 2 m； 厂 0 ． 2 5 。煤层顶底板情况见表 1 。该面地质构造较为 复杂 ， 掘进过程 中共揭露落差在 1 ～1 5 I T I 之间的断 层 2 3 条。 表1煤层顶底板情况 墨 -／m 岩 性 特 征 砂 岩 囊 瓣 一 辅 囊泥 岩 善 部 含 磊 l 玺 镣 黧暑 顶 ⋯ ‘ 石 泥 岩 亏 含 碳 鍪 善 d 辱 -状 一 块 状 ’局 部 灰一 深灰 色 ， 中厚层 状一 块 状泥岩 ， 老泥岩一 2 21 局部含粉砂质 ， 中段底 部含 鲕粒。中部 底细砂岩 1 1 ． 1 5 为灰色厚层状粉一 细砂 岩 ， 分选 中等 ， 钙 质胶结 2 工作面歪架现象 8 2 0 1 综放工作面布置液压支架8 l 架， 其中两端 Z F G 8 6 0 0 2 1 ． 5 ／ 3 4 H型过 渡架 6 架 ， 中间 Z F 8 4 0 0／ 1 8／ 3 4 7 5 型普通架 7 5 架 。 该 面于 2 0 1 3年 4月 1 5日开始 回采 ， 至 5 月 2 5 日， 出现两次 歪架现象 。第一次是安装期 间 ， 4 0 架 对施工作业相关人员具有强制约束力 ， 同时也为施 工质量 、 安全事故责任追溯保 留了现场第一手资料 和最有效的凭证。 自2 0 1 3 年初推行安全生产保障措施作业单制 度以来， 华润天能公司从最初的任务单、 工作票到现 在的安全生产保障措施作业单 ， 先后 6 次对作业单 模板、 执行流程及管理制度进行了大幅度的修订与 调整 、 优化 ， 员工也经历了从抵触、 观望 、 认知 、 认 同 到现在主动 自觉执行的历程。目 前 ， 天能公司已经 建立了综采、 普采、 炮采、 综掘、 炮掘、 巷道修复、 大型 设备安装拆除回收、 钻探施工、 瓦斯排放、 密闭启封、 反风演习、 主要通风机切换 、 井下动火及巷道贯通等 1 8 种作业单模板 ， 作业单制度 已经在天能公 司所属 各矿井下作业班组全面推行 ， 员工的安全意识 、 安全 技 能和 现场 安全 管 理水 平 均得 到 了较 大 幅度 的 提升。 天能公司的作业单模板及实施流程已经被华润 煤业集团认可 ， 并在华润煤业各 区域公司全面推行 ， 亦可在相关行业及其他矿井借鉴学习。 作者简介 李后保 1 9 6 6 一 ， 男， 江苏丰县人， 1 9 8 7 年毕 业于徐州煤炭建筑工程学校煤矿建井专业， 华润天能徐州 煤电有限公司工程师。 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 0 5 2 0 1 4 年第 2 期 芦 浩 “ 三软” 煤层大 倾角 综放工 作面 液压支架管理技术8 3 到2 O 架范围内倾角大， 支架成台阶式， 落差大， 支架 底板为煤底 ， 不平整且松软 ； 第二次是在 4 0 架到 4 架 范 围内 ， 因倾角大 ， 架前架间漏煤矸严重 ， 导致顶空。 接连的歪架事故不仅影响了正常的生产组织 ， 增加 了劳动强度， 不利于安全生产， 而且造成了经济损失。 3 歪架原 因分析 1 支架顶空。8 2 0 1 综放工作面煤体松散软， 地压大 ， 断层 多。造成工作 面前方煤壁松散 、 片帮 、 漏顶情况频发， 使得支架上方空顶， 支架的初撑力达 不到要求 ， 支架受力 的稳定平衡状态被破坏 ， 极易发 生歪架。 2 煤底松软 。工作面地质条件复杂 ， 整个 工 作面不能总是严格跟着岩石底板 ， 出现局部丢煤底 回采情况 ， 支架钻底 ， 支架在上覆岩层作用下， 支架 底座先失去平衡 ， 从而带动整个支架失去平衡 ， 出现 支架倾倒现象 。 3 工作面倾角大。在重力沿倾向方向上的分 量的作用下， 工作面支架和设备下滑、 倾倒的可能性 急剧增加 ， 支护系统极易失稳。支架降架前移架时 ， 会 因失去支撑点而偏斜或倾倒 ， 在 “ 三软” 煤层大倾 角综放过程 中， 由于支架上方顶煤松软破碎 ， 这一现 象会更加明显 。 4 架问漏煤严重。Z F 8 4 0 0 ／ 1 8 ／ 3 4 支架两架 伸缩前梁的间距大， 顶煤松散软， 极易在前梁架间发 生抽 冒。在工作 面倾角大 、 过断层期 间和周期来压 等情况下， 顶板更加容易抽空， 造成支架失稳。 5 现场管理不到位。煤机手割煤时顶底不平 整， 起伏较大； 支架工拉架操作不当， 支架超高； 工作 面输送机控制不当， 上窜下滑， 带动支架歪斜 ； 工作 面局部区段出现超前或滞后 ， 在工作 面取直过程 中， 方法不当。 4 预防歪架的技术管理 通过 以上歪架原因分析 ， 采取 以下预防歪架技 术管理 1 加强工作面液压系统的检修工作， 减少液压 系统的跑冒滴漏， 确保泵站压力不低于3 1 ． 5 M P a 。提 高支架 的初撑力并加强二次补液 。通过二次补液 ， 确保支架的工作阻力， 接实顶板， 减少顶板下沉量。 2 将采高控制在 2 ． 5 i n 左右 ， 以能正常通过采 煤机为宜， 严禁支架超高。支架超高不利于煤壁的 维护 。支架超高后 ， 无论是横 向稳定性还是纵 向稳 定性， 都会大大降低。 3 尽 量保 持 跟着 直接 底 回采 ， 保证 底板 平 整。让支架的底座接触到实底 ， 有稳固的支立基础， 使底板的比压性能得到发挥 。同时防止工作面各类 管路大量漏液导致煤底更加松散。 4 过顶板破碎带时割煤后及时移架 ， 如果顶板 压力过大， 要支设单体支柱带压移架。如果无法保证 有效的工作阻力 ， 以及拉架后初撑力不够 ， 顶板下沉 量加大， 容易造成支架越拉越低， 甚至无法通过煤机。 5 移架前要先准备好竹笆和板皮， 将支架架 间空隙大的地方封堵严实， 防止顶煤大量流失。同 时加强架前浮煤浮矸的清理 ， 减少移架阻力 。 6 移架严格按照从上 向下 的顺序进行 ， 拉茬 处要选择在侧护板有行程的支架。必须将上部支架 空隙靠到下部来 ， 以保证移架效果。 7 移架过程 中严格按程序 ， 两个人一组配合 移架， 使用好支架的侧护板和防倒装置。倾角大、 顶 板破碎地段必须采取单体液压支柱辅助移架。 8 正常回采过程中， 加强工作面工程质量管 理 ， 及时调整支架状态 ， 保持正规循环作业。保持工 作面“ 三直两平” ， 防止工作面中部滞后或超前 ， 或工 作 面起伏过大造成支架倾倒 ； 控制好工作 面输送机 的上窜下滑， 避免输送机上窜下滑量过大带动支架 ， 导致支架倾倒 。 9 加强放煤管理 ， 严格控制放煤量 ， 严 防支架 顶煤抽空。放顶煤方法 采取两刀一放 ， 低位 、 多轮 、 间隔、 顺序放煤法。按从上而下每间隔5 架并按单 号放煤 口顺序放煤 ， 一次放出顶煤量的1 ／ 3 ， 然后再 从 上向下每 间隔 5 架并按双号架放煤 口J 顷序放煤 ， 反复进行两三轮放煤。选择煤壁顶板较为完整 、 支 架正规有劲处放煤。支架歪斜、 倾倒或架前漏顶、 空 顶时， 不得放煤 。 1 0 对煤壁节 理裂 隙较发育 、 顶板 、 煤帮破碎 地段 ， 使用矿用填充加固剂加固。 5 结语 涡北煤矿采取以上措施对 8 2 0 1 工作面歪架 、 倒 架现象进行预防后， 取得了较好的控制效果， 工作面 生产组织正常， 实现了安全生产。 作者简介 芦浩 1 9 8 6 一 ， 男， 安徽淮南人， 2 0 1 0 年毕 业于中国矿业大学采矿工程专业， 淮北矿业股份公司涡北 煤矿助理工程 师。 收稿 日期 2 0 1 3 1 1 2 5