摘 要:随着煤矿井工开采深度不断增加,开采难度不断加大,复杂的地质构造成为制约煤矿生产的重要因素之一,由此造成的采掘接替问题日趋严重。煤矿企业的煤巷掘进生产是一项复杂的系统工程,目前,煤巷已经基本采用了综合机械化掘进。但较长时间以来,综掘工作面单产和效率水平较低,巷道掘进正在成为煤矿高效安全集约化生产的技术瓶颈。本文主要针对黄玉川煤矿掘进6上煤层大坡度巷道时产生的掘进机下滑、支护作业困难、采取了人工造底、并根据存在的安全隐患,提出了相应的技术措施。实践表明,该实践有效提高了掘进设备适应性、生产安全性。
关键词:大坡度巷道;掘进;安全
中***分类号: TD823 文献标识码:A
工作面辅运输巷,施工坡度较大,势必影响掘进速度,存在一定的安全隐患,影响矿井正常生产接续。如何实现大坡度快速、安全掘进,称为摆在工程技术人员面前的技术难题。
一、黄玉川煤矿大坡度煤巷单位简介
黄玉川井田位于准格尔煤田中西部。行***区划隶属于准格尔旗薛家湾镇管辖。井田东西长约8.9km,南北宽约5.5km,面积42.68km2,煤炭资源量15亿t,可采储量9.3亿t。核定生产能力1000万吨/年。井田内可采煤层自上而下有五层,即4、5、6上、6、9号煤层。主采煤层为4#和6上煤层。矿井开拓方式为“斜井-立井”联合开拓。主要采煤方法为长壁后退式综合机械化采煤方法,全部垮落法管理顶板;掘进面采用掘锚机、综掘机掘进。
二、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术工程概况
神华神东黄玉川煤矿6上煤层位于太原组上部,为井田内主要可采煤层,煤厚2.45m~20.25m,平均12.37m,6上煤老顶为粉砂岩,厚8.22m,暗灰色、灰色,坚硬;直接顶为细砂岩,厚8.12m,浅灰色、灰白色,坚硬;直接底为泥岩,厚6.45m,灰黑色、暗灰色,半坚硬。按设计大体上沿底板掘进,216上02辅运顺槽程上下起伏倾角3°~20°,在3°~12°时可正常掘进,但在掘进至1520m处时突然倾角突然增大至+18°,最大倾角达+20°~+22°,而EBZ200综掘机最大掘进倾角为14°。具体顶底板情况见表1,巷道断面为矩形,巷道断面基本参数见表2。
依据地质资料和巷道设计***,根据黄玉川煤矿相邻巷道的支护经验和本巷道的用途及服务年限,确定顶板采用“螺纹钢锚杆+钢筋网+锚索+“π”型钢带”联合支护;副帮采用“螺纹钢锚杆+铅丝网+梯形钢带”联合支护;正帮采用“玻璃钢锚杆+塑料网”联合支护。
黄玉川煤矿综掘综掘工作面使用EBZ200岩巷掘进机,目前对掘进的使用已经较为成熟,坡度较大的上山施工和过断层、陷落柱等难地质构造段采取一定措施后均已成功使用。现以黄玉川矿216上02辅运顺槽大坡度段掘进工艺为例进行简要说明。216上02辅运顺槽掘进采用三一重工生产的EBZ200岩巷掘进机,掘进机主要技术特征参数见表1,在巷道坡度超过+14°时,面临施工困难、安全性较差等问题。
三、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进工艺
生产工艺:检查工作面迎头及支护情况开机前准备割煤运煤调机支护下个循环。
四、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术面临的问题
大坡度巷道掘进主要面临如下难题:
(1)巷道上山坡度较大时综掘机受自身重力影响易下滑生产下滑力。
(2)综掘机截割进刀时,会产生进刀阻力,当下滑力与进刀阻力叠加,增大了综掘机下滑趋势,使进刀更加困难。
(3)巷道支护作业困难,锚杆机受自身重力影响下滑,巷道综掘施工流程一般为掘进机截割完毕后,后撤一定距离,然后在锚杆机到掘进机前方进行支护作业,这导致很难掘进机和锚杆机的相互调机。
五、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术存在问题应采取的措施
采取措施:
(1)EBZ200岩巷掘进机爬坡能力为±14°,当巷道坡度大于14°时很难保证正常掘进。为此采取如下措施:首先在截割前将铲板前方适当落底,在铲板行至此落底段时将后支撑支起,用枕木将履带后半部垫实,可以防止掘进机下滑的阻车器。通过此方式来保证掘进机的前行截割等操作的正常完成。
(2)针对大坡度巷道支护作业困难,提出如下技术措施:掘进机截割后退机,将截割头摆向巷道一侧然后落地并停电闭锁,锚杆采用与掘进机相同办法进如工作面进行支护施工。大坡度巷道截割完毕后,迎头煤层易片帮,在进行巷道两帮支护时,人身安全威胁较大。采取截割的迎头上部超前下部拖后、两帮支护拖后顶板支护一排的措施,并每隔10min由有经验的工作人员进行敲帮问顶,及时摘松、敲落离层煤矸。
六、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术在实践中的应用效果
黄玉川综掘九队现已成功施工坡度大于20°的巷道超过2000m,其中坡度最大段达到20°。采用上述方法施工保证了综掘机在大坡度掘进工作面的的正常掘进,并且保持了每班至少4排的掘进速度,提高了经济效益、保证采掘接续,实现了安全生产。这充分说明了上述方法是切实可行的,是安全可靠的,是值得推广的。该技术实践增强了掘进机爬坡适应能力,使EBZ200掘进机能够适应20°以内的坡度,拓展了掘进机的使用范围,有效的提高经济效益,增强现场施工的安全系数,确保了人员安全,并为类似条件下巷道施工提供了可以参考的先例。
结语
通过对以上情况的简单分析,本文得出以下结论:采用上述方法施工保证了综掘机在大坡度掘进工作面的的正常掘进,并且保持了每班至少4排的掘进速度,提高了经济效益、保证采掘接续,实现了安全生产。此工艺不仅能满足一般掘进巷道使用的要求,且操作方法比较方便,为施工节省巨大的开资,更重要的是为采面的接续赢得宝贵的时间,可在同类工程中借鉴和推广。
参考文献
[1]张道兵.煤巷锚杆支护结构可靠性研究[D].湖南科技大学,2007.
[2]邹德龙.南阳坡煤矿煤巷锚杆支护技术研究与应用[D].辽宁工程技术大学,2012.
[3]张峰高.应力大采深煤巷锚杆支护系统协调性研究[D].山东科技大学,2009.
[4]杨勇.大断面煤巷锚杆支护技术研究[D].内蒙古科技大学,2014.
[5]杨宸.煤巷锚杆支护效果评价及合理支护参数优化设计研究[D].西安科技大学,2010.
[6]王兵.煤巷锚杆支护围岩应力分布及顶板离层规律的研究[D].安徽理工大学,2005.
[7]姬会民.煤巷锚杆支护信息设计及应用[A].陕西省煤炭工业科技成果评估探讨论文集[C].2004.
[8]韩肇.邯郸矿区煤巷锚杆支护设计及施工工艺[A].河北省煤炭工业科学技术工作会议论文集[C].2006.
[9]姚殿福.阜新矿区煤巷锚杆支护围岩地质评估及支护设计方法[A].第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C].2011.
[10]徐天彬煤巷锚杆支护机理及其作用研究[A].西部矿山建设工程理论与实践[C].2009.
[11]张文彬.长平煤矿地应力分布规律研究及其应用[J].煤矿开采,2010(03).
[12]司林坡.全景钻孔窥视仪在水压致裂法地应力测试中的应用[J].煤矿开采,2011(02).
转载请注明出处学文网 » 黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术应用