懸移支架大傾角炮采工作面工藝探析

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1、懸移支架大傾角炮采工作面工藝探析中圖分類號(hào)：TD823.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A【摘要】：通過(guò)對(duì)大平煤礦16091工作面大傾角煤層回采期間整體懸移支架所遇到的難點(diǎn)及問(wèn)題進(jìn)行了分析，分析支架穩(wěn)定性和參數(shù)配置，采取帶壓拉架、防止下滑等技術(shù)，加強(qiáng)滾碴管理等綜合性防護(hù)技術(shù)措施，有效解決了大傾角給回采帶來(lái)的諸多不利影響，確保了采面的安全生產(chǎn)【關(guān)鍵詞】：懸移支架大傾角回采工藝探討1前言大平煤礦位于新密、登封兩市交界處的香山腳下，礦井開(kāi)拓方式為立井單水平上下山開(kāi)拓，主采二1煤層。為提高工作面支護(hù)裝備水平，逐步淘汰單體

2、柱π型鋼工作面支護(hù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，確保工作面安全生產(chǎn)，大平煤礦在16091工作面投入使用整體頂梁組合懸移液壓支架，從頂板管理上和安全效益方面都取得了明顯的效果。但是受地質(zhì)構(gòu)造影響，該工作面最大坡度到底43°。平均坡度在32°左右。對(duì)工作面的安全回采和產(chǎn)量組織影響極大。2工作面及支架配置2.1工作面概況616091工作面北有16071工作面采空區(qū)，西鄰16采區(qū)三條下山，東至經(jīng)線38435500附近，南部為礦井未開(kāi)采區(qū)域。該工作面煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部發(fā)育0.1m夾矸。煤層賦存不穩(wěn)定，厚度變化較大，在

3、0.5～5.5m之間，平均煤厚2.5m。煤層傾角20°～43°，平均傾角32°可推進(jìn)長(zhǎng)度390m，平均工作面長(zhǎng)度80m。2.2工作面支架配置該工作面機(jī)頭共安裝5架4m長(zhǎng)的ZH2000/16/24Z型整體頂梁組合懸移液壓端頭支架，其余全部為2.8m長(zhǎng)的ZH2000/16/24Z型整體頂梁組合懸移液壓支架基本支架。3懸移支架在大傾角開(kāi)采技術(shù)特點(diǎn)在大傾角煤層中使用懸移支架進(jìn)行回采，具有以下開(kāi)采技術(shù)特點(diǎn)如下:3.1由于工作面傾角較大，頂板破斷垮落巖塊將沿底板向工作面下部采空區(qū)滑、滾，走向長(zhǎng)壁開(kāi)采時(shí)在工作面

4、傾斜方向形成不均勻充填特征，從而導(dǎo)致工作面不同區(qū)域礦壓顯現(xiàn)不同。3.2在大傾角煤層采用懸移支架回采，存在“支架-圍巖”系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，特別是會(huì)出現(xiàn)大傾角形成的大變形，傾斜方向的動(dòng)荷載，采場(chǎng)支架的下滑傾倒等問(wèn)題。3.3隨著煤層傾角的逐漸增大，圍巖對(duì)支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求變得更加明顯，所以在整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)的布置上，既要考慮其支護(hù)阻力的大小，更要注意其整體穩(wěn)定性控制。46大傾角煤層懸移支架炮采關(guān)鍵技術(shù)4.1“支架-圍巖”相互作用關(guān)系通常所說(shuō)的采場(chǎng)“支架-圍巖”相互作用體系即“老頂-直接頂-支架-底板”系統(tǒng)。

5、在這個(gè)系統(tǒng)中，支架與圍巖是相互作用相互影響的，圍巖的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響支架的工作狀況和承載特性，而支架的工作狀況又反過(guò)來(lái)影響到圍巖穩(wěn)定性的控制效果。因此把“支架-圍巖”看作是一個(gè)相互作用和共同承載的力學(xué)體系，合理調(diào)節(jié)和處理“支架-圍巖”相互作用關(guān)系，是大傾角煤層懸移支架炮采取得成功的關(guān)鍵。4.2支架受力狀況分析在工作面整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)中，液壓支架是維護(hù)采場(chǎng)安全生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)物，是控制圍巖穩(wěn)定的主要手段。4.3支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制措施就采場(chǎng)支護(hù)系統(tǒng)而言，工作面支護(hù)的直接對(duì)象是直接頂巖層，通過(guò)直接頂間接地對(duì)老頂?shù)幕顒?dòng)

6、起一定的控制作用。在整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)中，支架并不是孤立存在的，而是處在一個(gè)由圍巖組成的支護(hù)體系之中，因此該支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性與工作面頂?shù)装宓倪\(yùn)移、破壞及支架固有的結(jié)構(gòu)與參數(shù)有密切關(guān)系。4.4頂板穩(wěn)定性控制6直接頂?shù)暮穸?老頂巖層對(duì)工作面頂板壓力的影響主要取決于直接頂?shù)暮穸?，也就是說(shuō)，老頂離煤層越遠(yuǎn)，即直接頂厚度越大，破斷后形成的緩慢下沉式平衡的可能性也越大。頂板來(lái)壓期間，應(yīng)增大支架的初撐力和工作阻力，確保支護(hù)到位，支架基本垂直頂?shù)装逯гO(shè)，迎山角不超過(guò)3°～5°，不得有退山現(xiàn)象，要確保與頂板接觸嚴(yán)密，

7、不允許空頂，移架必須一次到位，避免反復(fù)支撐頂板。4.5支架本身支架自身固有的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有顯著影響，主要有支架的初撐力、工作阻力及支架底座寬度、支撐高度和支架重量等。支架的初撐力、工作阻力:由支架的受力狀況分析可知，為了控制支架下滑，從提高支架整體穩(wěn)定性角度出發(fā)，支架必須保證一定的初撐力，并在工作時(shí)充分利用工作阻力。該工作面所選支架型號(hào)為ZH2000/16/24Z，支護(hù)強(qiáng)度滿足頂板壓力的要求。為提高支架的初撐力，應(yīng)保持支架處于完好狀態(tài)，不漏液、串液、不自動(dòng)卸載，并及時(shí)檢查供液管

8、路，減少泵站壓力損失。4.6底板穩(wěn)定性控制大傾角煤層開(kāi)采后不僅引起工作面頂板巖層的移動(dòng)和破壞，也將導(dǎo)致底板巖層沿工作面傾斜方向向下滑移。底板的這種滑移、破壞使大部分支架失去了理想的支撐基礎(chǔ)，降低了支護(hù)體系剛度，增強(qiáng)了支架失穩(wěn)破壞的趨勢(shì)。影響底板破壞的因素主要有煤層傾角、支架與底板巖層間的摩擦等。16091工作面煤層傾角平均為32°，由于本工作面煤層傾角大，增強(qiáng)了底板失穩(wěn)、6滑移、破壞的趨勢(shì)。底板摩擦因數(shù)μ:底板摩擦力越大，支架需要的抗滑力就會(huì)越小。為提高底板摩擦力，現(xiàn)場(chǎng)可采取以下措