冲击地压工作面本安型集控化技术研究和应用.pdf

l 概况 冲击地压工作面本交型集控化技术研究和应用 济宁二号煤矿 郝象鹏姜文杰 摘要通过采用冲击地压工作面本安型集控化技术，从根本上解决了冲击地压类型煤矿综采工作面 生产期闻人员躲避问题，实现了转载机岗点的无人操作，产生了巨大的技术、经济和社会效益。该技术的实 施有助干解决超大采深开采条件下防治冲击地压的难题，为以后工作面实现无人化操作积累了宝贵经验。 也为同类条件下开采的矿井提供了可资借鉴的经验，具有广泛的推广价值。 关键词冲击地压本安集控研究应用 济宁二号煤矿是冲击地压矿井，十一采区是目前是我矿 开采深度最大的采区 部分超过8 0 0 m 。在形成沿空巷道及煤 柱区后有较大冲击危险。根据t 级文件规定，经评估有冲击危 险的工作面，采煤机在距沿空顺槽出口3 0 组支架范用内割煤 时，顺槽自工作而煤壁1 5 0 m 以内。禁止有人，所以在冲击地压 工作面沿空顺槽，特别是孤岛冲击地压工作面两顺槽如何实 现冲击地压危险区域无人化操作，是一个难题。根据我矿实 际，经调研和论证，我们在冲击地压工作丽采用本安型集控化 技术，实现了冲击地压危险区域无人化操作，保证了安全生 产，取得了巨大的经济效益和社会效益。 2 方案论证和实施 针对冲击地压工作面特点，特别是孤岛冲击地压工作面， 需要解决好以下三个方面的问题 1 在冲击地压工作面沿空顺槽，特别是孤岛冲击地压工 作面两顺槽如何实现冲击地压危险区域无人化操作，是避免 冲击地压危险的本安措施。 2 根据巷道围岩应力和巷道变形量，确定合理的支护方 式和支护强度。 3 适用于孤岛冲击地压工作面安全保障措施。 根据相邻工作丽的矿压观测资料和该面两顺槽矿压实测 资料，确定了轨道顺槽电站尾车与工作面煤壁距离不小于 2 0 0 m ；中间巷作为超前压力释放区，不进行支护，不布置设备， 禁止人员人内；运输顺槽采用可视集控系统，实现了冲击地压 危险区域无人化操作。通过采用以上技术，实现了孤岛冲击地 压工作面危险区域的无人化操作，防止了冲击地压发生时对 人员的伤害。下面，以1 1 3 0 2 工作面为例，论述冲击地压工作 面本安型集控化技术。 2 ．1 概述 济东煤田济宁二号煤矿11 3 0 2 综放[ 作面位于十一采区 东部，北到八里铺断层煤柱，东为1 1 3 0 1 工作面采空区，南至 南翼_ 7 4 0 水平大巷保护煤柱，西部为1 1 3 0 3 丁作面采空区， 为十一采区第一个孤岛工作面。钻孔补9 2 资料表明，在卜覆 岩层中有一层巨厚岩浆岩，其中岩浆岩厚1 1 9 ．7 9 m ，岩浆岩底 部与地表相距4 1 2 ．6 m ，距煤层3 2 9 ．6 2 m 。l1 3 0 2T 作面煤厚 3 ．4 5 ．1 m ，平均煤厚4 ．2 m ，走向长1 4 1 ．8 1 m ，倾向长6 5 2 ．3 9 m ， 工作面标高⋯7 2 88 0 2 m ，工作面自北向南后退式开采，采 用综采放顶煤一次采全高采煤法。 根据我矿取样对本采区做煤层冲击倾向性鉴定，鉴定结 果为本采区煤层属Ⅲ类具有强冲击倾向，顶板为Ⅱ类具有弱 冲击倾向，综合判断该面回采过程中存在冲击地压危险。 图l1 1 3 0 2 综放工作面位置图 2 ．2 方案实施 2 ．2 ．1 冲击地压工作面本安型集控化技术 1 根据相邻工作面的矿压观测资料和该面两顺槽矿压 实测资料，在轨顺安装移动电站时，电站尾车距离工作面煤壁 不小于2 0 0 m ，从而保证在生产期间轨顺冲击地压危险区域内 无人工作。 2 中间巷作为超前压力释放区，不进行支护，不布置设 备，禁止人员入内。 3 运输顺槽采用可视集控系统。 在转载机头和前后部运输机头安设了摄像头和照明。通 过可视控制系统，可以进行地面集中控制，实现了冲击地压危 险区域岗点位置 转载机岗点 的无人化操作。 集控系统町实现以下主要功能①可实现井上井下语音通 话的功能；②町由地面监控软件来显示工作面三机的状态、记 录皮带的数据及对三机进行控制；③可实现井下闭锁井上的起 停控制功能，可实现从井上远程操作井下工作而设备；④在转 载机及两个溜子机头前面安装堆煤，可实现工作面上的落煤点 堆煤保护功能，转载机司机不再安设，由井上远程控制。 图2 配置简图 ⋯⋯ ’ 然 然 趣㈣； 1 4 万方数据 煤矿现代化2 0 0 8 年第6 期 总第8 7 期 2 ．2 ．2 有效的工作面超前支护方式 根据相邻l 作丽的矿K 观测资料和对该l 作而两顺槽及 中| ．日j 巷矿压观测数据分析，通过计算，我f 1 ．j 确定了合理有效的 1 作面超前支护方式。 1 轨道顺槽超前支护。轨道顺槽超前支护距离不小于 1 2 0 m ，采用三路十字梁铰接配合液压单体支柱支护，两侧十字 梁规格为D J B l 0 0 0 6 0 0 Z ，中间一路十字梁规格为D J BJ 2 0 0 6 0 0 Z ，在每个十字梁下各支设二棵单体液雕支柱。单体液压支 柱一律穿铁鞋加强支护并采取刚性连接防倒方式，防止崩柱 伤人。 2 运输顺槽超前支护。运输顺槽超前支护距离不小于 1 2 0 m ，采用单体液压支柱配合“1 r ”型钢支护。原则上采用一梁 六柱支护，架棚f ’日J 距5 0 0 r a m ，“1 r ”型钢两端头各支设两棵单体 液压支柱，在人行道侧靠转载机再支设二棵单体压支柱，单体 液压支柱一律穿铁鞋加强支护并采取刚性连接防倒方式，防 止崩柱伤人。 3 中间巷的支护。开采前先临时在中间巷超前6 0 m 使用 巾1 5 0 r a m 圆木打点柱，柱距1 ．0 m ，排距2 ．0 m ，，初次放顶结束 后中间巷不再采取超前支护措施。 2 ．2 ．3 孤岛冲击地压工作面安全保障措施 1 现场作业人员应尽最缩短工作面及超前支护段等冲 击地压危险区内的行走和作业时间。 2 人员在危险区内工作时必须注意观察顶板情况，如有 异常及时撤离到安伞地点。 3 工作面生产期间，在两端头3 0 架范围割煤、移架时， 两端头超前支护段严禁有人通过并在两巷超前支护段口人行 道内垂直巷道拉警戒线、挂“正在截割端头，禁止进入危险区” 警示牌。当两端头割煤、移架作业结束，由安全工长通知解除 警戒，行人方可快速通过。 4 采煤机在两端头3 0 架范围内割煤、移架期间，严禁任 何人员进入冲击地压危险区域。施工需要确需人员进入危险 区时，必须停止采煤机割煤和拉移靠近端头的3 0 组支架，待 顶板稳定后方可进入。 5 拉移端头支架时，所有人员必须躲到工作面支架内， 严禁在支架外侧、巷道端头逗留。严禁在移架同时进行端头的 支护、回撤等施工。 6 端头三角区及切顶线处均可根据顶板情况超前回撤 支柱和顶梁，但超前不得多于1 排。 7 回撤的物料应及时外运，并要直接运到超前支护区 外，严禁在超的支护段内存放。放置在人行道侧单体支柱等长 形金属物料必须靠帮半放并氆牢。机头存放备用的单体等物 料必须平放在转载机头向外l2 0 a i 以外。 8 保持出口及超前支护段人行路的畅通；彻底清除转载 机身上所有不能n r 靠固定的物料，防止地K 异常冲击时物料 伤人。无法外运的备用材料，必须放到离I 作而安全出口 1 2 0 m 外巷道底板底脚处，上i 码放整齐，巷帮尽母不放；物料必 须有生根措施，用钢丝绳或铁丝组固定，且要做到部分拧紧、 部分保持松弛状态。 9 进入作业区域首先要对支护情况进行检查，及时处理 存在的问题，在可靠支护下开展t 作；严禁空顶作业，严格执 行敲帮问顶制度。 3 实施效果 l1 3 0 2 工作而从2 0 0 7 年1 0 月份投产以来，通过采用冲击 地压工作面本安型集控化技术，从根本卜解决了冲击地压类 型煤矿综采T 作面生产期间人员躲避问题，实现了转载机岗 点的无人操作，累计安全生产原煤6 0 余万t ，充分证明该技术 具有本质安令和便于实施监控、远距离操作的特点，产生了巨 大的技术、经济和社会效益。 该技术对工作面无人化工作进行了有益的探索和尝试， 为以后在适宜地质条件下的布置无人工作面积累了经验。同 时对于中间巷作为冲击地压工作面超前应力释放区，改变工 作面超前应力集中状况，减缓两顺槽冲击地压危险区域的应 力分布强度，也有了初步结论。在冲击地压工作面施工中间 巷，也是对冲击地压解危手段的一种补充。 4 意义 冲击地压工作面本安型集控化技术将为十一采区剩余工 作面的开采提供技术支持，同时也为九采区的大规模的开采 提供技术储备。该技术的实施有助于解决超大采深开采条件 下防治冲击地压的难题，为以后工作面实现无人化操作积累 了宝贵经验，也为公司同类条件下开采的矿井提供了可资借 鉴的经验，具有广泛的推广价值。 作者简介 都象鹏，男，1 9 9 4 年毕业于山东矿业学院采矿工程专业， 现在济宁二号煤矿生产技术科从事生产技术管理工作。 收稿日期2 0 0 8 - 7 2 1 上接第1 3 页 3 社会效益显著；锚网支护与架棚支护相比劳动强度 低，安全系数高，有利于综采支架的运输‘J 安装，由于采用锚 网梁配合锚索补强支护，构件简单，重墁轻，体积小，减少了支 护材料运输奄及消耗最，减轻了_ l 人的劳动强度；同时采用锚 网梁索支护后，消除了空顶作业的危险，改善了切眼的维护环 境，从掘进效率卜看提高了掘进单进，通过实践表明，锚网梁 支护可使掘进掘进效率提高4 0 ％，掘进成本降低3 5 ％，伤亡率 降低9 0 ％，巷道断面利用宰提高1 5 ％，通风阻力下降1 0 ％，明 显改善了安全生产环境，提高了社会经济效益。 3现实应用 1 5 综采工作面切眼采用锚梁网配合锚索支护．通过在刘桥 矿区井下的应用，与架棚支护相比，具有冠著的经济效益和社 会效益；首先是施I L T ．艺简单．变被动承载为主动支护，积极 主动地控制围岩 煤 的力学形态变化，实践汪明它不但施I 速 度快，掘进成本低。而且也大大地降低了【人的劳动强度，与 架棚支护相比，在设备的安装过程中，免去了综采支架就位时 替棚、过顶等’r 序，消除了顶板事故的隐患；因此，锚网梁支护 在综采大断面切眼中的应用是切实可行、安全| I 『靠的，具有广 泛推广应用的价值。 收稿日期2 0 0 8 8 1 9 万方数据 冲击地压工作面本安型集控化技术研究和应用冲击地压工作面本安型集控化技术研究和应用 作者郝象鹏， 姜文杰 作者单位济宁二号煤矿 刊名 煤矿现代化 英文刊名COAL MINE MODERNIZATION 年，卷期2008，““6 被引用次数0次 本文链接 授权使用太原理工大学tylgIP，授权号d73ff9fe-1605-4264-b6f9-9e5b00bfbb12 下载时间2010年12月29日