“三軟”煤層破碎復(fù)合頂板綜采工作面安全高效回收技術(shù)研究

典軍平 王延閣

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南 平頂山 467091）

“三軟”煤層破碎復(fù)合頂板綜采工作面安全高效回收技術(shù)研究

典軍平 王延閣

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南 平頂山 467091）

通過(guò)對(duì)“三軟”煤層復(fù)合頂板綜采工作面在收尾期間安全高效的回收方法和技術(shù)進(jìn)行了研究分析和回收方案的對(duì)比選擇，以采取科學(xué)、合理的回收方式，確保綜采工作面安全、高效回收。

三軟煤層；破碎頂板；安全高效；回收工藝

1 概述

煤層在形成過(guò)程中遇到了特殊的地質(zhì)條件和成煤環(huán)境，煤體沒(méi)有得到充實(shí)的積壓和煤層頂?shù)装逍纬傻牟粔虺浞郑斐擅后w松軟、頂板松軟、底板松軟等。此類煤層在煤炭回采過(guò)程中遇到煤壁片幫、頂板離層、底板遇水膨脹和支架鉆底的問(wèn)題嚴(yán)重制約了采煤工作面的正常安全高效生產(chǎn)。在礦井的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，綜采工作面回收、安裝工作十分重要，特別是對(duì)三軟煤層的工作面回收頂板管理十分重要，對(duì)三軟煤層工作面回收期間支護(hù)形式的選擇至關(guān)重要，它是實(shí)現(xiàn)安全高效回收的重要因素。

2 工作面概況

該采面為己三采下延西翼，上部為已回采的己17-23200采面，下部為未開(kāi)采的己15-23240采面，東到已回采的己15-23220外段，西至采區(qū)邊界。采面煤層為己15煤層，煤層走向35—50，傾角7—11，煤層厚度0.8—1.5米，平均1.3米，己15煤成塊狀。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、頂板為泥巖、煤層普氏系數(shù)f＜2-3。工作面走向長(zhǎng)660米，傾向長(zhǎng)190米，2012年2月開(kāi)始回采，2012年12月停采。采煤工藝采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤，頂板管理采用全部跨落法。

3 回收方案比較選擇

3.1 回收方案一

（1）出架空間規(guī)格：寬度2.5米，高度2.0米。

（2）出架空間支護(hù)：采用φ180×3 000mm圓木做梁，用φ180× 2 600mm圓木做腿，木梁一端擔(dān)在支架前梁300mm以上,另一端垂直煤壁，煤壁側(cè)幫腿親口架設(shè)，并加兩道抓釘，棚距500mm，每架支架上均勻架設(shè)兩棚，頂、幫鋪規(guī)格為1.2m×10m單層金屬網(wǎng)背幫護(hù)頂。

3.2 回收方案二

（1）出架空間規(guī)格：寬度2.5米，高度2.0米。

（2）出架空間錨網(wǎng)支護(hù)參數(shù)選型計(jì)算：

錨網(wǎng)長(zhǎng)度L=N×(1.1+B/10)=1.5×(1.1+2.4/10)=2.01m。其中，N:圍巖穩(wěn)定影響系數(shù)，取N=1.5，B:巷道跨度，取B=2.4m，為了提高安全度，取錨桿長(zhǎng)度為2.3m。

錨桿直徑φ=L/110=2010/110=18.3mm，為了提高安全度，取錨桿直徑為0.22m。錨桿間排距d≤0.5L=0.5×2.3=1.15m，為了提高安全度，頂板錨桿間排距600mm×600mm。

依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合該工作面實(shí)際地質(zhì)條件和同時(shí)運(yùn)用工程類比法，進(jìn)行選擇支護(hù)參數(shù)選擇：頂錨桿采用MSGLW-500-22/2300樹(shù)脂高強(qiáng)錨桿，間排距為900mm×900mm,頂錨桿5根/排，樹(shù)脂藥卷不低于4卷/眼。幫錨桿采用管縫錨桿，間排距為600mm×600mm,幫錨桿4根/排；頂網(wǎng)采用φ4×40×40mm網(wǎng)格的冷拔絲網(wǎng)，規(guī)格800×2 000mm,幫網(wǎng)采用規(guī)格為1.2m×10m金屬網(wǎng)；錨桿所用樹(shù)脂藥卷型號(hào)為Z2335。

（3）錨桿錨固力計(jì)算：Q=D2×H×r=0.62×4×1.3×3.0=50 616t

式中Q:錨固力,tD:錨桿間排距,mK:安全系數(shù),K=4H:軟巖厚度,H=1.5mr:軟巖平均容重,r=3.0t/m3。

3.3 工作面回收材料消耗比較分析

3.3 .1 木棚回收方法材料消耗。出架空間架設(shè)木棚266架，需圓木798根，計(jì)90m3，單價(jià)890元/m3計(jì)算，需材料費(fèi)8.01萬(wàn)元；背幫金屬網(wǎng)單價(jià)15.2元/m2，420m2，需材料費(fèi)0.64萬(wàn)元；背幫雜木棍1 150根，單價(jià)1.0元/根，需材料費(fèi)0.15萬(wàn)元；背頂金屬網(wǎng)480m2需材料費(fèi)0.74萬(wàn)元；回撤支架時(shí)沿采面傾向按凈間距4m擺打木垛，需兩面平方木1 100根計(jì)73.5m3，單價(jià)670元/ m3，需材料費(fèi)5萬(wàn)元。使用木棚回收方法材料消耗費(fèi)為14.54萬(wàn)元。

3.3 .2 錨網(wǎng)回收方法材料消耗。出架空間支護(hù)頂板,需錨桿317套、樹(shù)脂錨固0.64萬(wàn)個(gè)、頂網(wǎng)φ4×40×40mm網(wǎng)格的冷拔絲網(wǎng)480m2、幫網(wǎng)420m2、依據(jù)當(dāng)前價(jià)格市場(chǎng)單價(jià)進(jìn)行核算，使用錨網(wǎng)支護(hù)回收方法材料消耗材料費(fèi)10.6萬(wàn)元。

通過(guò)對(duì)兩種回收方法在經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上的對(duì)比分析，使用錨網(wǎng)支護(hù)比使用木支護(hù)節(jié)約材料費(fèi)為3.94元，因此在采用錨網(wǎng)支護(hù)進(jìn)行回收時(shí)，更經(jīng)濟(jì)更安全。

4 回收方法施工方法

回收前的準(zhǔn)備工作：在距停采線15m時(shí)，開(kāi)始調(diào)整采面，利用調(diào)斜子方式或返刀取直的方法將采面調(diào)直、調(diào)平，并將采高逐步調(diào)整至2.0m。

上網(wǎng)上繩距停采線8m時(shí)開(kāi)始鋪雙網(wǎng)并上引繩；每割一刀（600mm）上一根，每根長(zhǎng)度220m，共上9根繩。做出架空間，上出口出架扇面及絞車窩、裝車間；確定回收絞車的位置及型號(hào)。

5 液壓支架的回撤

回收前上下出口支護(hù)，采面上完繩后，在機(jī)、風(fēng)巷尾巷處打一木垛，規(guī)格150×150×1 500mm方木。回收支架順序：先回2#架，然后拉出1#架，把1#架磨正，1#架做掩護(hù)架，再將3#架磨回，最后回出130#架。

通過(guò)對(duì)以上方案的綜合分析對(duì)比，采用錨網(wǎng)回收的方法與架棚回收的施工方法，同時(shí)對(duì)“三軟”煤層破碎復(fù)合頂板綜采工作面安全高效回收技術(shù)進(jìn)行探索與研究，得到“三軟”煤層破碎復(fù)合頂板在哪回收期間的頂板控制的方法，在該復(fù)合頂板下使工作面安全高效回收，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

TD421

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1003-5168(2014)03-0027-01