綜采放頂煤工作面拆除施工工藝改進(jìn)

陳士升 趙亞

摘要：綜采放頂煤工作拆除期間，采用錨梁網(wǎng)支護(hù)，采煤機(jī)擴(kuò)棚，拆除迎頭使用掩護(hù)支架支護(hù)頂板，裝車采用裝車滑板，實(shí)現(xiàn)了綜放工作拆除快速化、安全化、經(jīng)濟(jì)化。

關(guān)鍵詞：煤機(jī)擴(kuò)棚：錨梁網(wǎng)支護(hù)：掩護(hù)支架：裝車滑板：

三河尖煤礦是徐礦集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)年產(chǎn)量120萬(wàn)t的現(xiàn)代化礦井，自1988年投主以來(lái)，該礦為綜采機(jī)械化采煤。從2006年礦技改以來(lái)，年產(chǎn)量180萬(wàn)t，綜采工作面在安裝、拆除工作面頻繁，綜放工作面拆除施工工藝復(fù)雜，在安全上、拆除速度、材料消耗等方面都存在不足之處。近年來(lái)，通過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn),探索出一套采用采煤機(jī)割煤擴(kuò)棚、錨梁網(wǎng)支護(hù)、迎頭使用掩護(hù)支架、可移動(dòng)的裝車滑板進(jìn)行支架拆除。通過(guò)我礦在7423綜放工作面拆除的實(shí)踐證明，該拆除工藝改進(jìn)后有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 工作面概況

1.1地質(zhì)資料說(shuō)明書

7423里面位于東四西軌以西，與7421工作面相鄰，停采線靠近F9（H=15m∠65°）、 F10（H=8m∠62°）斷層。

工作面面長(zhǎng)172m，機(jī)采采高2.4m，煤層平均傾角6°，煤層裂隙較發(fā)育。

煤層頂?shù)装澹褐苯禹敯鍨榉凵皫r，厚2.45m，深灰色，夾有泥質(zhì)條帶，波狀層理；老頂為粉細(xì)互層，厚20.6m，灰色，裂隙較發(fā)育，多被方解石充填。直接底板為粉砂巖，厚1.95m，深灰色，層理不清，含植物化石；老底為細(xì)砂巖，厚5.4m，灰色，以石英為主，矽質(zhì)膠結(jié)，底部有黑色泥質(zhì)包裹體。

水文情況：靠近7421采空區(qū)，其內(nèi)局部有少量積水（回采期間已施工鉆孔放水）。

1.2鋪網(wǎng)擴(kuò)大棚支護(hù)

1、支護(hù)方式：采用錨梁網(wǎng)和錨索聯(lián)合支護(hù)，擴(kuò)大棚用工字插梁和單體支柱加強(qiáng)支護(hù)。

2、擴(kuò)大棚斷面：支架前探梁至煤壁，寬×高=2.5×2.4m2。

2 拆除工藝

工作面在距停采線10米時(shí)，沿工作面鋪設(shè)一趟壓風(fēng)管路，管路可鋪設(shè)在刮板運(yùn)輸機(jī)的電纜槽下，每隔20米安裝一個(gè)三通，以備接壓風(fēng)用。備齊鋪網(wǎng)擴(kuò)棚用的錨桿、金屬網(wǎng)、鋼帶、單體、工字鋼插梁以及施工所用的工具。

2.1 工作面內(nèi)鋪網(wǎng)、擴(kuò)大棚

2.2.1施工工序

根據(jù)7423工作面地質(zhì)情況及采動(dòng)力的影響，結(jié)合地應(yīng)力測(cè)定資料和拆除支架擴(kuò)棚使用斷面的要求，確定支護(hù)參數(shù)。鋪網(wǎng)擴(kuò)棚時(shí)頂板采用Ф20x2200mm螺紋鋼高預(yù)接力等強(qiáng)錨桿配合4200mm長(zhǎng)鋼筋鋼帶，菱形金屬網(wǎng)，眼距50x50聯(lián)合支護(hù)，鋼帶順傾向鋪設(shè)。每根錨桿采用一套CK-Z-2370快速樹脂藥卷，錨索鋼絞線為Ф15.24x5200mm，每孔采用一根CK-Z-2370快速樹脂藥卷和一根CK-Z-2380快速樹脂藥卷。煤幫單體與支架頂梁之間上一根3.0m工字鋼插梁，煤幫采用2.8m支柱和幫錨支護(hù)。

2.2.2 施工工藝如圖1

1、先鋪2檔單層，第3檔網(wǎng)壓第2檔網(wǎng)一半，然后依次壓茬鋪雙層網(wǎng)共計(jì)7500mm。雙層網(wǎng)鋪完后煤幫鋪單層網(wǎng)，單層網(wǎng)鋪至底板。

2、鋪第一檔網(wǎng)時(shí)采用打錨桿壓網(wǎng)方式。錨桿間距1500mm。金屬網(wǎng)鋪2.2m后開始打第一排錨桿，第一、二、三、四、五、六、七排，排距1100mm，間距800mm。并鋪鋼筋鋼帶支護(hù)頂板，共計(jì)七排。在第二排第三排之間上一趟軌道（軌道型號(hào)為18Kg/m）以后每隔1100mm上一趟軌道共計(jì)3趟軌道。

3、當(dāng)?shù)谝粰n網(wǎng)全部在支架尾部落地時(shí)，支架不再向前推進(jìn)。開始進(jìn)入到擴(kuò)棚階段。利用支架端面距的空間，先沿工作面傾斜方向在支架頂梁前端打一排錨梁，然后采用煤機(jī)按正常進(jìn)刀方式割煤，煤機(jī)割煤兩刀后打一排錨桿，可根據(jù)工作面頂板狀況支護(hù)暴露出來(lái)的頂板。當(dāng)支架推移框架完全伸出不能再向前推進(jìn)時(shí)，將其溜子與支架框架聯(lián)接的銷子脫開，用單體把溜子抵到煤幫用煤機(jī)擴(kuò)棚，擴(kuò)棚凈寬不低于2500mm。擴(kuò)棚打錨桿時(shí)，頂板破碎處可縮小循環(huán)進(jìn)尺，打完錨桿后再進(jìn)行割煤。以防因空頂時(shí)間長(zhǎng)造成掉頂。擴(kuò)完棚后煤幫掛單層網(wǎng)，煤幫打二排木錨桿護(hù)幫，排距1500mm，間距800mm。第一排距頂板800mm，然后每隔800mm打一根錨桿。兩排間距1500mm單層網(wǎng)鋪距底板不得大于500mm，并且在每架上用一根3000mm工字鋼梁，工字鋼梁間距1500mm，煤幫配單體、半園木支護(hù)頂板，在第五第六排錨桿之間打一排5.2米的錨索，錨索間距3200mm（頂板破碎處可縮小錨索間距）。

2.2.3 鋪網(wǎng)、錨桿、錨索安裝工藝及要求

1、鋪網(wǎng)期間網(wǎng)與網(wǎng)壓茬200mm，雙層網(wǎng)壓茬對(duì)接時(shí)，聯(lián)網(wǎng)采用三角形聯(lián)網(wǎng)法，紐扣間距200mm成三角形聯(lián)網(wǎng)，并用14＃扎絲扣實(shí)扎緊聯(lián)網(wǎng)。鋪網(wǎng)過(guò)程中要上3趟軌道，軌道間距1100mm，同一排軌道搭茬300mm用鐵絲扎緊。軌道與網(wǎng)之間每隔1500mm用8＃黑鐵絲捆成整體。打錨桿時(shí)煤幫肩窩處要留200mm－300mm的距離，以防煤機(jī)割壞網(wǎng)子，割壞的網(wǎng)子及時(shí)補(bǔ)齊，嚴(yán)禁有空網(wǎng)、漏網(wǎng)現(xiàn)象。擴(kuò)棚鋪網(wǎng)期間采高控制在2400mm左右，以方便拆除支架溜子。

2、安裝錨桿時(shí)先將藥卷用錨桿將藥卷紅色端在前放入眼內(nèi)，用錨桿鉆機(jī)邊攪拌邊推進(jìn)，當(dāng)錨桿托起鋼帶貼住頂板巖面時(shí)，啟動(dòng)鉆機(jī)按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊推進(jìn)，將錨固劑攪拌8-15秒鐘，勻速推進(jìn)孔底。風(fēng)鉆不回落，等30秒后再次啟動(dòng)風(fēng)鉆、推進(jìn)，直到錨桿螺母定位銷被剪斷。錨桿按設(shè)計(jì)位置安裝，采用錨桿鉆機(jī)打眼，用鋼絞線將樹脂藥卷紅色端在前放入眼內(nèi)，用錨桿鉆機(jī)邊攪拌邊推進(jìn)，推入孔底后停止升鉆機(jī)，攪拌20s后停機(jī)。5min后安裝托盤和鎖具。再用張拉千斤頂進(jìn)行張拉，預(yù)緊力為200KN。

2.3拆除支架工藝

1、在待拆支架的鄰架前探梁上掛滑輪片，將迎頭回柱機(jī)鉤頭穿過(guò)滑輪片，回柱機(jī)鉤頭連接在待拆支架底座箱前聯(lián)板上。

2、降下待拆支架，同時(shí)開動(dòng)迎頭20T回柱機(jī)，將支架拉出約1.5m，架前炭多時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理干凈，阻力大時(shí)，可在相鄰支架處打一斜支桿單體，輔以前頂，使支架拉出。

3、去掉滑輪片將鉤頭拴在支架框架上或聯(lián)于底座箱聯(lián)板上，開動(dòng)回柱機(jī)，使支架調(diào)向，必要時(shí)在相鄰支架處打一棵單體，向外頂支架后端輔以調(diào)向，調(diào)正后拉出支架。

4、換用20T回柱機(jī)，用鉤頭拴支架框架上或聯(lián)于底座箱聯(lián)板上，開動(dòng)回柱機(jī)，將支架拖到裝車器前，依次再拆除相鄰支架。

2.4支架拆除迎頭支護(hù)

綜采支架拆除工作中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，迎頭頂板管理是拆除重點(diǎn)。該面迎頭支護(hù)：改變以往用2根6.5m長(zhǎng)11＃礦用工字鋼，用2.8米單體一梁三柱，扶傾向抬棚支護(hù)頂板，此方法工字鋼笨重，頻繁竄棚，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，危極安全。改時(shí)后采用掩護(hù)支架支護(hù)頂板，如圖2：在待拆支架的下幫擴(kuò)棚段傾向安裝一架掩護(hù)支護(hù)老塘頂板，掩護(hù)支架的頂梁上方扶兩棚臨時(shí)棚，以防降架時(shí)，頂板下沉。該掩護(hù)支架隨工作面拆除逐步外挪。同時(shí)待拆支架下幫用木料扶兩棚臨時(shí)走向棚，一梁二柱，間距1.5m。用來(lái)支護(hù)老塘側(cè)的頂板。

2.5支架裝車

裝車滑板是我礦自行設(shè)計(jì)的一種易操用，安全可靠性強(qiáng)，裝車效率極高的輔助施工工具。主要由導(dǎo)向斜板、導(dǎo)向限位塊、裝車滑固定裝置、平板車連接機(jī)構(gòu)，如圖3。擴(kuò)棚結(jié)束裝工作面溜子、煤機(jī)等設(shè)備全部回收完畢后，該裝車器安裝拆除支架點(diǎn)上方20m處，裝車器安裝固定于軌道的末端，隨著支架的拆除而后移。平板車推入裝車器處，用銷子將平板車與裝器固定住，將拆除的支架用將絞車牽引沿導(dǎo)向斜板在導(dǎo)向限位塊的作用下進(jìn)入平板后，用螺絲將支架與平板車固定牢固。取下平板車與裝車器的銷子，即可將支架運(yùn)出。

3 拆除工藝改進(jìn)效果分析

3.1 工藝效果對(duì)比

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)拆除擴(kuò)棚需11排錨梁網(wǎng)支護(hù)，現(xiàn)改為7排，節(jié)省4排錨梁網(wǎng)支護(hù)材料。拆除時(shí)迎頭每隔10m打一木垛支護(hù)老塘頂板，改進(jìn)后迎頭使用掩護(hù)支架后只需在工作面拆除前后分別切眼出口處各打一個(gè)木垛，改進(jìn)后拆除不期間再使用木垛，只需要迎頭打點(diǎn)柱。拆除迎頭使用抬棚，施工人員每次竄棚不少于6人，替單體支柱不少于20棵，改進(jìn)后使用掩護(hù)支架只需降架移架。

改進(jìn)后的施工工藝中明顯看出：⑴改進(jìn)后的拆除工藝提高了工作效率，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，拆除速度由原來(lái)的35天，縮短到20天，大大減少了工程費(fèi)用，同時(shí)為工作面早日封閉贏得時(shí)間。⑵提高了拆除期間的安全性，錨梁網(wǎng)支護(hù)效果好，裝車滑板使用方便，掩護(hù)支架為迎頭施工人員提供了可靠的躲避回空。

作者簡(jiǎn)介：

陳士升（1976－），男，1998年畢業(yè)于徐州煤炭工業(yè)學(xué)校，助理工程師，現(xiàn)任三河尖礦準(zhǔn)備工區(qū)副區(qū)長(zhǎng)。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文