孤岛综放工作面顺槽支护方式优化

　　摘要：在矿井生产中孤岛工作面的开采，管理的重点是两顺槽的支护，在生产过程中通过工作面两顺槽支护的优化改进，实现了工作面的安全高效，为类似地质条件的孤岛工作面提供借鉴。
　　关键词：孤岛综放工作面，顺槽支护，优化
　　在矿井生产过程中，每个采区内不同程度在最后一个工作面，面临孤岛开采，这给给工作面的生产组织管理，尤其两顺槽变形成为制约工作面高产高效主要瓶颈，同时为安全生产带来难度。
　　一、矿井概况：
　　天池公司位于山西省和顺县，矿井设计生产能力120万吨／年，2004年2月正式动工，2006年11月建成投产，总投资6亿元，矿井为高瓦斯矿井，所采15#煤层为沁水煤田东部边缘，煤种为贫煤和贫瘦煤，煤层平均厚度4.5米，是优质燃料和动力用煤。
　　二、工作面情况
　　1、工作面位置：102工作面为一采区孤岛工作面，南东为101工作面（已回采），南西为一采轨道上山，北西为103工作面（已回采），北东为三采区回风上山（设计）保护煤柱，102切眼位置为北东80米一采区边界保护煤柱线，停采线位置为一采轨道上山保护煤柱线。地面标高为+1540米，井下标高为1205米，工作面走向长900米，倾向长159米，可采面积142934米2。工作面顺槽采用锚网与梯形钢带及锚索联合支护，两顺槽为沿空送巷预留煤柱为6米。
　　2、工作面地质情况：工作面老顶为中砂岩，以石英为主，长石次之厚度为7.1米，直接顶为泥岩均厚为0.36米。工作面老底为砂质泥岩或中砂岩均厚为7.9米，直接底为铝质泥岩均厚为0.2米。褶曲构造较为发育，总体呈现为一开阔舒缓的向斜构造，轴向N44°W,向西北倾伏，另外面内伴生次级小型波状起伏。面内发育4个小断层，对工作面生产带来一定的影响。
　　3、工作面支护：本工作面选用ZF5200/17/30型支撑掩护式液压支架109组，其中ZF-5200/17/30型液压支架98组，回风顺槽端头4组、进风顺槽端头3组ZFG-6500/19/32型可放煤排头支架，机尾、机头各2组ZF-5200/19/30型过渡支架，本架操作，回采时采取分段追机移架，全封闭及时支护顶板。当顶板破碎、片帮严重时要紧跟煤机前滚筒移架或进行超前移架。
　　4、工作面顺槽超前支护：
　　（1）进风顺槽超前支护支护：煤壁向外不小于30m，采用1000×800mm的金属十字梁与1800mm的一字梁组成的网状顶梁配合单体液压支柱支护顶板，每排两个金属十字梁和一个金属一字梁，即为“+—+”的组合形式，十字顶梁800mm长方向沿巷道走向布置，在每个金属十字梁下支设一棵单体液压支柱。
　　（2）回风顺槽超前支护：距离从煤壁向外不小于30m，采用1000×800mm的金属十字梁组成的网状顶梁配合单体液压支柱支护顶板，每排三个金属十字梁，即为“+++”的组合形式，十字顶梁1000mm长方向沿巷道走向布置，在每个金属十字梁下支设一棵单体液压支柱。端头支护排距不变，柱距根据上窜下滑情况确定支架与巷道支护间的空顶距不大于500mm。
　　5、工作面矿压观测：
　　本工作面是我矿第一个孤岛工作面，周围矿井为地方小矿，采深较浅，无经验可循，为此，按照以往在工作面生产初期对工作面进行了矿压观测包括：支架支护阻力观测、工作面两顺槽超前压力影响与分布观测、工作面两顺槽支护质量监测等常规手段，来摸清本矿井矿压显现规律。
　　（1）、支架支护阻力观测
　　工作面液压支架采用YHY60（B）型矿用数字压力计进行综采工作面综采支架工作阻力监测，10架安装一套数字压力计分机，并每周对压力计分机监测的数据用配套的数据采集计进行采集汇总到地面微机后进行数据处理，预测预报工作面周期来压。
　　（2）工作面两顺槽超前压力影响与分布观测
　　在工作面两顺槽自切眼煤壁大于30m开始各布置三个测区观测巷道变形。各测点均采用“十字”布点法设立，使用测枪、钢卷尺等工具，每天测量一次，顶板活动剧烈或距工作面20m时开始每天测量一次，并及时测出测点至工作面煤壁的距离。每周对顶板离层数据进行汇总分析，顶板离层超过100mm强化支护，作为优化支护的依据。
　　（3）两巷支护质量监测
　　选用YHY—60A型直读式压力表测量工作面端头及顺槽内单体液压支柱的支护压力，每班进行一次测量统计记录。
　　专人负责进行监测数据并整理观测报表，通过对支护质量及观测数据实行日统计日分析，得出了102工作面周期来压大循环步距为100±8米，为预防顶板事故掌握了主动性。
　　三、工作面生产情况：
　　随着工作面的老顶初次来压结束，工作面及两顺槽压力显现较为明显，在接近工作面区域的顺槽巷道断面收缩明显，出现底鼓、鼓帮、顶板下沉等现象，经过现场观测工作面两顺槽两帮移近量为（600～900mm），底鼓为(700～1200mm)，顶板下移量为20mm/天，变形区域距离工作面数值越明显，反之逐渐减弱，影响范围达70米。严重制约了生产正常组织。造成进风顺槽电站拉移困难，转载机拉移高度不足2.2米（设计高度＞2.7米）、行人道宽度0.4米（设计≮0.7米），回风顺槽端头断面收缩至3.8㎡（设计断面6㎡）。1～3月份，累计推进147米，月产为5万多吨。
　　四、工作面顺槽支护优化措施
　　根据工作面压力分布规律分析，矿山压力的影响是由于顶板完全作用于工作面及两顺槽造成的，为此增加支护强度是减少矿山压力影响的主要措施，为此对两顺槽原有支护方式必须进行合理改进优化，主要从以下几个方面着手：
　　1、改变支护方式，减少顶板下沉
　　加强顺槽内的支护，延长顺槽超前支护段距离达90米，加大支护密度，由超前支护一梁一柱改成在十字梁下一梁两柱顺巷道对柱支护，并针对单体钻底的实际情况将铁鞋面积加大（由单个铁鞋260*×260mm改为对柱双铁鞋600×300mm）。
　　2、加强两帮支护，减少位移量
　　在顺槽顶板破碎带工字钢复合支护段，棚腿及顶梁受力变形明显处及断锚杆、撕裂钢带或顶板下沉超过100mm时，及时加打点柱进行腰帮支护做到支撑有力，在断锚索处前后5米钢带下穿鞋戴帽点柱支护。对鼓帮区域沿顺槽煤壁点柱（钢带下）支护并处理网兜进行补网，对鼓底区域组织专人使用风镐卧底，
　　3、加强超前支护质量管理
　　生产中严格按照采煤工作面质量标准化支护质量控制标准组织现场施工。包括单体支柱的初撑力、行程、迎山角等，以满足通风、行人等要求。
　　4、工作面辅助措施
　　（1）加强割煤质量：煤壁要割直，顶底板要割平，确保液压支架接顶严实。
　　（2）减少顶板下沉，提高工作面支架初撑力是关键，对支架移架后执行二次注液措施；
　　（3）加强工作面特殊地段管理，破碎区域采用带压移架以防松动顶板，片帮严重时采取超前支护，减少空顶面积，架前冒顶处及时架设木垛或用物料充填。
　　（4）保持合理的推进速度，根据压力观测数据分析，每天推进不少于3米，才能合理规避压力峰值区滞留在端头支护区。
　　五、取得的效果
　　两顺槽支护方式经过优化改进后，工作面的压力显现较前期有较大的改善，影响工作面生产的因素大大降低，经过现场观测工作面两顺槽两帮移近量（350～600mm），底鼓为(300～700mm)，顶板下移量平均为11mm/天（锚索区较小）,，影响范围在50米左右。加之生产单位对两顺槽的治理经验日渐成熟，且班组互创条件，工作面产量与前期比较有很大的提高，月进尺80余米，月产保持在10万吨之上。使得102孤岛工作面安全顺利开采。截止4～9月份，推进510米，工作面累计生产原煤110万吨，1~3月份矿井亏损500万元，顺槽支护优化改进后，4~9月份扭亏为盈，累计盈利5700万元，安全、经济效益卓著。
　　六、结束语
　　孤岛开采重点是摸清工作面及两顺槽的压力分布，合理的采取工作面及顺槽的支护方式，才能找出适合于本矿的支护方式，实现矿井的安全高效生产。

《孤岛综放工作面顺槽支护方式优化》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 孤岛综放工作面顺槽支护方式优化

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-15893