综放面支架选型及顶板管理.pdf

收稿日期 2011 －04 －08 作者简介 秦国锋 1975 ， 男， 山西高平人， 2008 年毕业于太原理 工大学采矿工程专业， 助理工程师， 现从事采掘技术管理工作。 综放面支架选型及顶板管理 秦国锋 山西兰花集团东峰煤矿有限公司， 山西 晋城048000 摘要 为了保证安全生产， 对 8102 综放工作面进行了矿压观测， 并对该工作面的顶板管理进行了 论述， 合理的支架选型和顶板管理保证了回采工作的安全正常进行， 取得了良好的技术经济效益。 关键词 支架选型; 顶板管理; 矿压观测 中图分类号 TD327． 2文献标识码 B 文章编号 1671 －749X 2011 06 －0100 －02 0引言 8102 综放工作面位于塔山煤矿一盘区， 该工作 面地层为近似走向东西， 倾向北西的单斜构造， 倾角 3左右， 局部 5以上， 煤层垂直节理发育， 故其完整 性遭到破坏， 回采可能造成漏顶。采面走向长 1 531． 3 m， 倾向长 230． 5 m， 面积 352 964． 7 m2 ， 工 业储量 724． 7 万 t; 采用单一走向长壁后退式综合机 械化低位放顶煤开采。采面为一进两回三巷布置， 三条顺槽均垂直于 1070 大巷向北。其中 2102 皮带 顺槽、 5102 辅助运输顺槽沿 3～ 5煤层底板布置; 2102 皮带顺槽与 1070 皮带巷相连接， 5102 辅助运 输顺槽通过联络巷与 1070 辅助运输巷连接， 顶回风 顺槽沿 3～5煤层顶板布置， 与 1070 回风巷连接; 2102 巷靠东帮一侧铺设转载机、 皮带机， 吊挂 4 吋 液压水和三相泡沫灭火水管; 2 吋净化水管和排水 管; 另一侧铺设轨道， 移动变电站、 各部开关、 自动控 制站、 乳化液泵站、 喷雾泵站等稳设在该轨道上， 组 成串车。两趟 1 万伏、 一趟 660 伏电缆， 吊挂巷帮 上。5102 巷回风兼作材料、 设备的运输巷。底板铺 设厚 150 ～200 mm 混凝土作路基， 另一侧吊挂一趟 2 吋洒水管， 一趟 3 吋排水管。切眼位于工作面北 部， 工作面由北向南推进。本文对综放面顶板管理 及矿压观测作简要介绍。 1综放面顶板管理 工作面采用 ZF10000/25/38 型正四连杆低位放 顶煤支架、 ZFG10000/25/38 型过渡支架、 ZTZ20000/ 25/35 型端头支架 两架一组 支护顶板， 自然垮落 法管理顶板。根据支架及配套设备， 本工作面合理 的最大控顶距为6 678 mm ， 最小控顶距5 878 mm ， 架中心距 1 750 mm， 端面距 458 mm。 1． 1正常工作时期顶板支护方式 采用及时移架支护方式， 采煤机割煤后， 支架滞 后采煤机尾滚筒 3 架以外前移， 移过后， 支架接顶严 实并达到初撑力。根据专家论证， 工作面顶板能够 自行垮落， 垮落高度满足要求， 不需进行初次人工强 制爆破放顶。在开采过程中， 如工作面局部古塘悬 板超过 2 10 m2或垮落高度不充分时， 工作面必须 停产进行打眼爆破放顶。 1． 2特殊时期的顶板管理 来压及停采前的顶板管理 工作面要提前做好 来压预防支护工作。提高支架检修质量， 杜绝“跑、 冒、 滴、 漏、 窜” ， 严格操作， 确保泵站压力及支架初 撑力合格， 并保证超前支护的数量和质量、 提高开机 率， 保证工作面正常推进速度。此间， 机道内严禁人 员进入， 若必须进入作业时， 必须严格执行机道内作 业措施。停采前要编制收尾专项措施， 并严格管理 顶板， 以确保工作面安全顺利停产。 过断层及顶板破碎时的顶板管理 过断层前， 应 根据工作面与断层走向的交角， 调整开采工艺， 使断 层调至与工作面斜交或正交， 以减少断层在工作面 的揭露面积。顶板破碎时， 采用擦顶带压移架。移 001秦国锋综放面支架选型及顶板管理2011 年 架滞后采煤机后滚筒不得超过 1 架， 仍不好管理时， 提前采用打棚顶杆的措施; 操作支架时， 支架工要进 入支架座箱内操作， 以防后滚筒甩出煤块伤人。若 发生漏顶， 要采取打棚顶杆、 架木棚梁、 用刹顶木做 成假顶， 擦顶移架通过方式。 应力集中区的顶板管理 对于应力集中区必须 保证支架初撑力及泵站压力达到规程规定要求。提 高开机率， 加快推进速度， 并严禁进入机道作业， 若 必须进入作业时， 必须严格按机道内作业措施执行。 1． 3运输巷、 回风巷及超前支护管理 由于本工作面所用设备大， 巷道宽， 采高大， 预 计两巷道超前支承压力和影响范围大， 故确定两巷 超前工作面煤壁 150 m 范围支设超前支护， 采用 DW － X40 型单体柱或 DW － X45 型单体柱加 0． 8 mπ 型金属顶梁， 梁与巷帮垂直。运输巷超前工作 面煤壁 40 m 内支双排， 110 m 内支单排。柱距 1 200 mm， 采煤帮一侧单体柱距巷中 2 250 mm 支 设， 单体柱排距 4 700 mm。单排支设在皮带运输机 与开关串车之间， 单体柱距皮带运输机中间架 100 mm 支设。回风巷超前工作面煤壁 80 m 内支双排， 70 m 内支单排， 两排单体柱距巷中 1 500 mm 支设， 各排单体柱距对应巷帮 1 100 mm， 柱距 1 200 mm 两巷架棚段， 单体柱支在棚梁下， 柱排距不变， 柱距 随棚距。单体柱初撑力≥50 kN 6． 37 MPa 。 2综放面矿压观测 2． 1顺槽顶板离层监测 顺槽顶板离层监测采用山东尤洛卡公司生产的 顶板离层监测仪， 分在线监测离层传感仪和顶板离 层报警仪两种。在线监测传感仪测得的顶板离层数 据直接传输至地面监测监控中心， 由值班人员 24 小 时监控数据变化情况; 顶板离层报警仪测得的顶板 离层数据由生产技术部矿压组进行人工采集监控。 以在线监控系统为主， 报警仪监测为辅。 2． 2超前支护 单体液压支柱 压力监测 工作面两端头超前支护采用单体液压支柱支 护， 因单体液压支柱随着工作面的采动频繁支设和 回撤， 不适合在线监测， 故采用山东尤洛卡单体支柱 工作阻力记录仪， 数据采用便携式采集器人工采集。 2． 3工作面支架工作阻力监测 首采工作面液压支架工作阻力监测采用 ZVDC －1 型综采支架计算机监测系统。将安装在液压支 架上的压力分机所测的压力值传输到地面计算机系 统进行数据分析， 实现连续不间断在线监控。 工作面监测分站布置 8102 工作面长 230 m， 支 架数量 135 架， 设 13 个监测分站， 每个分站监测一 组支架。在工作面头部、 尾部两测区分别布置三条 测线 2、 7、 12、 124、 129、 134架分别布置一台压 力分机 ， 在中部测区布置七条测线 54、 59、 64、 69、 74、 79、 84架分别布置一台压力分机 压力分 机的三个接口分别接支架的前柱、 后柱、 前粱油缸的 下腔。另在 12 ～54、 84 ～124支架每间隔 5 架安装 一组综采压力表， 对前柱、 后柱、 前粱油缸的下腔的 压力进行监控， 用于检测支架的工作阻力。该系统 可实时监测工作面综采支架阻力分布变化规律。 ZYDC －1 型矿用数字综采支架压力监测系统对以 下数据进行分析 ①初撑力的合格率， 并画出直方图 初撑力频率分布 ; ②支架压力曲线图 单柱及整 架 ; ③顶板来压强度和来压步距分析; ④直接顶、 老顶厚度计算; ⑤顶板运动状态分析; ⑥支架运行状 态分析。以此确定综采工作面顶板的运动规律， 预 测顶板的周期来压的规律和强度， 以便采取合理的 推进速度和方式， 保证工作面内设备和人员的安全， 充分发挥综采支架的支护效率; 评价工作面支架选 型对顶板条件开采的适应性。 3结语 合理的支架选型是保证综采放顶煤工作面安全 高效生产的关键， 通过一年来的开采实践证明， 所选 支架对顶板 顶煤 控制合理， 而科学的顶板管理也 是保证采面安全的重要一环， 矿压观测又为顶板管 理提供了有力的技术保障， 也是取得良好经济效益 的重要组成部分。 参考文献 ［ 1］ 黄庆国， 高润平． 塔山煤矿特厚煤层综放开采关 键技术［ J］ ． 煤炭科学技术， 2009， 2 ． ［ 2］ 姜福兴， 尹增德， 等． 矿山压力与岩层控制［M］ ． 北京 煤炭工业出版社， 2004． 101第 6 期秦国锋综放面支架选型及顶板管理