復(fù)雜地質(zhì)條件下大傾角綜放開采工作面出切眼的論文
摘要:針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下大傾角綜放工作面出切眼的難題，介紹了中煤大屯公司徐莊煤礦的現(xiàn)場(chǎng)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述了相應(yīng)的對(duì)策、技術(shù)措施和生產(chǎn)組織管理，并對(duì)解決這一難題提出建議。
論文關(guān)鍵詞：切眼支護(hù),試采,回采工藝,生產(chǎn)組織
試采出切眼質(zhì)量對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下綜放工作面的順利回采起著至關(guān)重要的作用，而其與切眼的設(shè)計(jì)布置、支護(hù)形式、回采工藝選擇、工作面設(shè)備安裝以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織控制等多方面因素是密切相關(guān)的。中煤集團(tuán)大屯公司徐莊煤礦在長(zhǎng)期的綜放開采中，經(jīng)歷了多個(gè)復(fù)雜地質(zhì)條件下大傾角綜放工作面的回采，在工作面順利出切眼與試采方面進(jìn)行了深入的現(xiàn)場(chǎng)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這些工作面如7222、7172、7152、7139、7171工作面構(gòu)造較為復(fù)雜，斷層發(fā)育、數(shù)量多，且落差大于2 m以上斷層兩條以上。本文以徐莊煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件下大傾角工作面的出切眼與試采為例，闡述該條件下出切眼的對(duì)策和技術(shù)措施，以期為同類型工作面出切眼與試采的成功提供借鑒。
1 復(fù)雜地質(zhì)條件下大傾角工作面試采出切眼的主要表現(xiàn)
由于徐莊煤礦煤層傾角較大，斷層較多，工作面都有一定的頂?shù)装逵克�，頂煤極易松動(dòng)、破碎，切眼均采用傳統(tǒng)的架棚支護(hù)。出切眼期間，頂煤都迅速離層，造成工作面未出切眼大部分頂煤提前漏空、抽空，工作面陷入：“頂煤離層→頂煤漏空、抽空→支架倒架→頂煤繼續(xù)離層→頂煤漏空、抽空面積擴(kuò)大→支架倒架范圍擴(kuò)大→推移前、后部溜子支架后退→工作面推進(jìn)困難”這一境地，從而形成工作面歪、咬、倒架的局面�？赡茉蚴枪ぷ髅嬷苯禹斘纯缏渖踔脸醮畏彭斨埃捎诠ぷ髅胬咸练较�?qū)傥闯錆M狀態(tài)，頂煤一旦離層，一部分漏向老塘，一部分從支架前漏向工作面前部溜子，使得支架處于“蹬空”狀態(tài)，為支架歪、咬、倒埋下伏筆，在推移前、后部溜子時(shí)，將帶動(dòng)支架向老塘方向后退，從而造成工作面難以推進(jìn)。
2 試采出切眼控制對(duì)策及技術(shù)措施
2.1選擇合理的切眼支護(hù)形式
切眼在巷道掘進(jìn)過程中巷道的周邊頂煤已經(jīng)形成松動(dòng)圈，在工作面未安裝之前受礦壓影響，切眼周邊頂煤松動(dòng)圈將繼續(xù)擴(kuò)大，加之工作面安裝完畢試采，切眼周邊頂煤松動(dòng)圈受采動(dòng)影響將再一次擴(kuò)大。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)情況，首先改進(jìn)切眼的支護(hù)形式，采用屬主動(dòng)支護(hù)形式的錨網(wǎng)索支護(hù)而不是被動(dòng)支護(hù)的架棚支護(hù)；根據(jù)煤巷圍巖極限平衡區(qū)分類方法，以極限平衡區(qū)深入巷道圍巖深度（Δ）為主要指標(biāo)，以巷道圍巖位移（u）為輔助指標(biāo)進(jìn)行巷道圍巖分類，確定切眼圍巖類別，從而進(jìn)行錨網(wǎng)、錨索支護(hù)設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐確定切眼支護(hù)方式。
2.2 出切眼期間具體控制措施
2.2.1 出切眼一般性控制措施：
�、徘醒鄄捎缅^網(wǎng)索支護(hù)的同時(shí)，在工作面開始生產(chǎn)之前，加強(qiáng)工作面支架初撐力的管理，對(duì)于達(dá)不到初撐力的支架，趁支架可以大幅降下即在支架上方打連鎖木垛接頂，使其達(dá)到初撐力，確保頂煤和直接頂處于相對(duì)完好的狀態(tài)；只有這樣，在工作面最初推進(jìn)的5～10m范圍之內(nèi)，切眼內(nèi)的頂煤和直接頂開始跨落，由于整體性相對(duì)完好，其垮落的過程屬整體緩慢垮落，這樣支架后方有了一個(gè)強(qiáng)有力的支點(diǎn)，在推移前、后部溜子時(shí)避免了支架向老塘方向后退。
�、茷榱伺浜襄^網(wǎng)索支護(hù)的作用，采取工作面在出切眼期間全面鋪設(shè)單層菱形金屬網(wǎng)，特別是全面鋪設(shè)第一張金屬網(wǎng)，采取“喂網(wǎng)”的方式---開始割煤的第一刀之前支架前梁先降下“喂網(wǎng)”---支架上方鋪設(shè)金屬網(wǎng)同時(shí)配合4000×200×30（mm）大板喂網(wǎng)。
�、浅銮醒墼嚥善陂g嚴(yán)格按規(guī)定采高進(jìn)行回采，杜絕超高，同時(shí)控制工作面的回采層位，嚴(yán)禁煤機(jī)手隨意抬刀、挑頂。
2.2.2 對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的控制措施
⑴工作面回采時(shí)如局部頂煤漏冒跡象時(shí)，采取爆破做人工超前預(yù)先逮頂煤的.方式進(jìn)行處理，支護(hù)用料為2.0—3.0m的半圓木，做超前時(shí)必須上金屬網(wǎng)。做完超前支護(hù)后用木錨桿對(duì)煤壁進(jìn)行錨幫，在支架前梁煤壁處用2500×φ32 （mm）的圓鋼剎桿進(jìn)行超前錨幫，其外露400～500 mm，待支架前梁到達(dá)該處后在外露端再上大板，使得支架前梁托住大板，大板規(guī)格：4000×200×30（mm）。
�、七^斷層時(shí)，斷層的下盤如“斷層面三角帶”頂煤穩(wěn)定且運(yùn)輸機(jī)豎直彎曲允許，在推進(jìn)過程中可以逐步減少割底板的厚度；每刀“挑頂、抬刀”高度不大于200 mm，同時(shí)保證工作面的回采高度，“挑頂、抬刀”堅(jiān)持“先挑后抬”的原則。
⑶如果斷層下盤破底矸，煤機(jī)強(qiáng)行割不動(dòng)時(shí)，必須采取預(yù)先打眼、小炮爆破松動(dòng)后再用煤機(jī)割、裝矸石。
�、裙ぷ髅娉霈F(xiàn)頂煤松動(dòng)、片幫、漏冒現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)采取追機(jī)移架，伸出伸縮梁，割煤、推溜過后，立即移超前支架最大限度保護(hù)頂板的完整性。
⑸對(duì)于支架間隙造成的漏煤必須用小芭片、枇子及時(shí)預(yù)先堵漏，防止因小漏冒破壞頂煤的完整性。
3 出切眼的生產(chǎn)組織管理
3.1 大傾角綜放工作面出切眼期間的設(shè)備防滑
正確地選擇工作面的偽斜開采是綜采乃至綜放工作面的關(guān)鍵，只要采取合理的偽斜推進(jìn)再加上合理的回采工藝，工作面的防倒防滑問題是可以在不安裝防倒防滑裝置情況下解決的。具體措施：a)采煤工藝---兩端頭斜切進(jìn)刀，前、后溜單向至下而上進(jìn)行推溜。b)在正對(duì)前溜、后溜機(jī)頭設(shè)置防滑單體支桿各一個(gè)（加工單體著力點(diǎn)裝置安設(shè)在機(jī)頭）。c)工作面的防滑主要針對(duì)前溜，前溜的防滑控制是后溜的防滑關(guān)鍵。
3.2工作面支架的“斜、擠、錯(cuò)、咬、歪、倒”的主要防治措施
工作面支架的“支護(hù)姿態(tài)”是工作面生產(chǎn)實(shí)際管理的重要組成部分，因此抓住了支架“支護(hù)姿態(tài)”的管理，也就是掌握了問題的關(guān)鍵。從工作面的生產(chǎn)實(shí)踐可以看出：工作面支架支護(hù)姿態(tài)的管理工作也就是支架發(fā)生“斜、擠、錯(cuò)、咬、歪、倒”姿態(tài)的防治過程，從長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，支架的“斜→擠→錯(cuò)→咬→歪→倒”姿態(tài)是一個(gè)量變到質(zhì)變的過程，它也是一個(gè)綜合防治的過程，所以主要針對(duì)以下幾個(gè)方面加以控制，通過實(shí)踐收到了較好效果。
�、殴ぷ髅嬷Ъ芄こ蓪�(duì)操作，一人操作，一人觀察。
⑵強(qiáng)化支架初撐力的管理，初撐力是支架達(dá)到支護(hù)阻力的前提。
�、菑�(qiáng)化支架側(cè)護(hù)板的使用。
�、群侠淼膫涡遍_采，也是支架狀態(tài)重要影響因素。
�、煞琶旱倪m度，消除因放煤而破壞頂板的完整性，單個(gè)支架放煤以見矸為準(zhǔn)。
⑹合理支架前移順序，原則上追機(jī)移架，發(fā)現(xiàn)調(diào)斜支架以架間空隙大者為切入點(diǎn)，用側(cè)護(hù)板調(diào)架同時(shí)至上而下移架。
�、隧敯骞芾硪蛩�，發(fā)現(xiàn)頂板破碎及時(shí)做超前支護(hù)逮頂煤。
�、坦ぷ髅婊夭蓪游豢刂�----嚴(yán)格跟底回采。
�、蜋C(jī)頭、機(jī)尾排頭支架的防倒，我們根據(jù)實(shí)際情況規(guī)定：機(jī)頭三架不放煤，機(jī)尾五架不放煤，同時(shí)鋪設(shè)金屬網(wǎng)，頂板破碎時(shí)配合半圓木鋪設(shè)金屬網(wǎng)。
�、伟l(fā)現(xiàn)支架推移框架與支架底座相對(duì)調(diào)斜時(shí)，及時(shí)采取調(diào)面方式進(jìn)行調(diào)整。
4 建議和體會(huì)
(1)切眼巷道的掘進(jìn)：切眼在掘進(jìn)時(shí)盡量保持巷道良好的成型，特別是巷道的高度，避免因巷道高低起伏而加大安裝時(shí)期的接頂量，否則支架在出切眼期間均達(dá)不到規(guī)定的初撐力而改變工作面出切眼期間的頂板整體性，使支架支護(hù)姿態(tài)不正規(guī)，造成切眼頂板提前破碎、漏冒。
(2)工作面后部溜子與支架聯(lián)接：由于傾角大、斷層多，工作面起伏大，使得后部溜子與支架聯(lián)接困難，造成往往后部溜子與支架沒有聯(lián)接，或者用“軟聯(lián)接（用錨鏈聯(lián)接）”，或者“硬聯(lián)接”（正常聯(lián)接通常稱為硬聯(lián)接）與“軟聯(lián)接”并用，這都將給工作面迅速出切眼帶來(lái)困難。
(3)工作面前、后部溜子天窗分布與短節(jié)中部槽的使用：大傾角工作面受回采條件的限制，經(jīng)常造成工作面溜子“死機(jī)”、“斷鏈”等情況的發(fā)生，因此建議：最多隔8塊中部槽設(shè)置一個(gè)帶天窗的中部槽，這樣為回采時(shí)處理類似事故創(chuàng)造條件；再者受傾角的變化和沒有使用端頭支架等原因，工作面傾向長(zhǎng)變化大，造成上端頭空頂面積支護(hù)困難，所以必須是先延長(zhǎng)前、后部溜子，且只能延一節(jié)短節(jié)，可見短節(jié)溜槽是必要的。
(4)工作面涌水的防治：在工作面設(shè)計(jì)之初必須設(shè)計(jì)掘進(jìn)可靠的放水巷，在工作面回采之初保護(hù)好放水巷，避免因放水巷堵塞而帶來(lái)回采困難。
(5)選取切眼正確的超前量：對(duì)于大傾角綜放工作面沒有正確的切眼超前量可能造成在工作面出切眼之初即面臨大幅的上竄、下滑調(diào)整，這樣不利于工作面回采控制，這將在一定程度上改變切眼的頂板完整性。根據(jù)以往幾個(gè)綜放工作面回采實(shí)踐，建議工作面的切眼超前量設(shè)計(jì)為17～22m；工作面傾角超過250，可以考慮超前量設(shè)計(jì)為：22～25m，但不能超過25m。
(6)設(shè)備配套：在回采地質(zhì)條件較為復(fù)雜的綜放工作面時(shí)，盡量選擇帶有活動(dòng)前梁且活動(dòng)前梁帶有伸縮梁的綜放支架。
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