不等长综采工作面两巷带采技术研究

1、参加冀中能源股份公司2011年优秀科技论文评选文章不等长综采工作面两巷带采技术研究作者姓名： 贾增志作者单位： 生产部联系电话： 2097224是否已公开发表：是刊物名称及期号：河北煤炭2011年 第2期不等长综采工作面两巷带采技术研究冀中能源集团冀中股份公司生产部 贾增志 河北邢台054000内容摘要：邢台矿是一座长时期高强度开采的老煤矿，到2010年底，矿井可采储量只有2100多万吨，主采煤层2煤只有1200多万吨，其中边角、断层及防水煤柱占有很大的比例。为增加煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，邢台矿在5煤5509综采工作面两巷带采断层、区段煤柱成功的基础上，在22318工作面不等长的条件

2、下又进行了2煤两巷带采区段煤柱 并得到了成功。此项技术不但可以提高煤炭回收率，取得可观的经济效益；并且丰富了回采工艺技术，为今后我矿2煤层的边角煤柱回收提供了范例和成功经验。 关键词：不等长综采面支护带采续架 一、工作面概况22318顶层工作面位于邢台矿下水平22300采区下段，西南为22300探巷皮带，西北为F132断层，东南为22202采空区，东北为22200皮带巷。工作面标高在-430-520米之间，地面位置在老卧庄村东南约200米处。22318顶层工作面东北西南走向，推进长度为880m,倾斜长33.25161.2m,煤层倾角013;所采煤层为2煤，煤层全厚5.56.5m， 平均6.0m

3、。工作面运料巷为锚网支护，基本上沿F132断层布置，掘进过程中经钻探探明：F132断层在22318顶层工作面运料巷以外为一弧形 产状，并有多个次生小断层，考虑到断层附近矿山压力集中的状况，运料巷部分地段和F132断层之间有部分断层保护煤柱；运输巷采用锚网支护、沿空掘巷，沿原22202顶层工作面回风巷布置，两巷之间留有净宽5m的区段防水煤柱。 二、煤柱带采可行性分析 1、机头区段防水煤柱带采：(附图) 22318顶层工作面运输巷与原22202顶层工作面回风巷之间留设的净宽5m的区段防水煤柱处于采场压力降 低区，顶板压力小；2#煤直接顶板为较破碎的粉砂岩，厚度03.0m，属中等稳定类；老 顶为中细

4、砂岩，厚度1419m，初次来压步距为30m，周期来压步距为10m，来压明显；原22202顶层工作面回风巷采用锚网配合钢带及锚索联合支护，工作面采过后巷道顶板不易破坏，缓慢下沉，对采空区冒落的矸石有一定的阻拦作用；22202顶层工作面在回采朗间，工作面涌水量较小 ，22318顶层运输巷处于22202工作面上部，地势较高，22202采空区的积水聚集在工作面下部，带采区段防水煤柱，采空区涌水影响较小。机头段带采示意图通过以上综合分析可知，带采区段防水煤柱是可行的，但必须根据顶板的具体情况，制定合理的有针对性的安全技术措施，方能确保带采工作安全顺利进行。2、机尾断层煤柱带采：（附图）22318顶层工作

5、面回风巷布置时，部分地段和断层之间留有315米的断层保护煤柱，在工作面掘进期间，对断层的产状及导水性进行了探测：断层破碎带宽10米，填实较好且导水性差。断层附近矿山压力比较集中，在回采期间，采取有力的顶板管理技术措施，对该断层保护煤柱进行带采，回收煤机头段带采示意图炭资源，减少断层防水保护煤柱损失是完全可行的。三、煤柱带采技术工艺通过科学的论证决定采用两巷带采技术，最大限度的回收区段及断层保护煤柱，提高煤炭资源回收率。22318顶层工作面机尾部分地段带采310米的断层防水煤柱 ， 机头带采5米区段防水煤柱，带采后面长增加了815米。由于带采长度较小且断层附近矿山压力集中而未掘配巷，利用局扇进行

6、通风。1、支架选型1.1工作面选型22318顶层工作面所采煤层为2#煤，煤层含夹矸两层，距顶板3.23.4m处，有一400600mm厚的夹矸，距底板0.91.1m处，有一100200mm厚的夹矸。22318顶层工作面顶板为2#煤顶板，直接顶为较破碎的粉砂岩，属中等稳定类；老 顶为中细砂岩，初次来压步距为30m，周期来压步距为10m，来压明显，结合邢台矿现有的支架类型，选用ZY320014/34型支架支护顶板，该架型在以往的使用中证明，比较适合2#煤的开采。1.2带采段选型1.2.1机尾带采段选型同一工作面，在没有特殊情况下，不宜采用不同类型的顶板支护方式，带采段应与工作面保持一致，选用 ZY3

7、20014/34型支架支护顶板，同时延长工作面运输机，但是F132断层为弧形 产状，与22318顶层回风巷之间的煤柱长度变化不规则，带采长度在310米，续减支架比较频繁，工艺复杂。因此经过论证比较，机尾带采段采用普采方式，使用HDJA-1000型双楔顶梁、DZ-25型单体对顶板进行维护。1.2.2机头带采段选型22318顶层工作面运输巷内铺有转载机，延长工作面内运输机至带采段需跨越转载机，这样难以形成运输系统；机头带采段带采长度变化不大，选用液压支架维护顶板虽然可行，但续架难度较大。通过讨论决定，机头带采段与机尾带采段顶板维护方式相同，均采用普采方式，使用HDJA-1000型双楔顶梁配合DZ-

8、25型单体对顶板进行维护。2、煤柱带采技术工艺2.1运煤方式机尾带采段采用HDJA-1000型顶梁、DZ-25型液压支柱对顶板进行维护。运煤方式采用延长工作面运输机，用其运煤较为简单易行，但工作面运输机为SGZ764/400型，该运输机机尾宽度大，与HDJA-1000型双楔顶梁不相匹配，机道上方达23道悬臂梁，空顶面积大，安全系数低。为与HDJA-1000型双楔顶梁相配合，带采小面的运煤方式 SGB420 /22型采用刮板运输机运煤， SGB420 /22型刮板运输机用大链柔性连接、固定在工作面运输机机尾上，带采小面的煤炭经 SGB420 /22型刮板运输机卸入工作面运输机运走。机头带采段铺设

9、一台 SGB420 /22型刮板运输机运煤，带采小面的煤炭经 SGB420 /22型刮板运输机卸入转载机运走。2.2落煤、装煤方式带采小面均采用炮采落煤、人工向刮板运输机内装煤。3、顶板管理22318顶层工作面回采工艺为三采一准 ，按煤班每班推进2米，机头带采小面煤壁超前工作面煤壁2米（为小面工作人员撩煤时不正对工作面运输机机头，保证其安全）计算，如果煤班不放顶，控顶距将达到8米。对于2# 煤顶板性质来说，控顶距过大。综合考虑各种因素，机头带采段顶板采用五、七排控顶。顶板采用1.5米半圆木配合HDJA-1000型双楔顶梁、上铺菱形金属网、DZ-25型液压支柱进行支护。铰接顶梁垂直煤壁布置，单梁

10、单柱，齐梁齐柱布置，排距1米，柱距500mm，每个煤班只要控顶距达到7米，必须进行放顶后，方可作业。放顶时，转载机下侧保留两道跑马梁不放，在转载机拉移后，与上帮跑马梁一起放顶。运输巷全部放顶后，在转载机后方加打两道一梁两柱的密集支柱。机尾带采段顶板维护与机头带采段基本相同，SGB420 /22型刮板运输机上方双楔齐全有效，临近断层顶板比较破碎，在半圆木上铺联金属网必须保证质量，网下每道梁上不少于两块板皮。根据支架控顶距要求，机尾带采段采用五、六控顶。带采过程中，正常情况下，每道梁不少于一块板皮，如顶板破碎稳定性差时加密布置，甚至密背顶板。为工作方便可采用半圆木配合板皮背顶。为加强对矿山压力集中

11、区顶板的维护，要求带采段最外一道跑马梁一梁两柱，距外侧煤壁不大于500mm；最后一排铰接梁一梁三柱；机头带采段第一道梁与运输巷跑马梁间距8001000mm（其间作为人行道），并增加一根长梁，与原来两根长梁配合使用，最外一排跑马梁每隔一道铰接梁加打一根戗柱（戗向22202采空区方向）。带采段放顶时，倒数第二排柱改为一梁三柱，以加强支护强度；顶板压力大或悬顶面积大时，在切顶线附近加排木垛。带采段煤壁片帮、空顶超过一米及时挂梁，超过两道悬臂梁要及时打靠帮柱。四、机尾续架技术22318工作面在推进过程中，面长逐渐增加，要在机尾带采断层煤柱的条件下进行续架工作。续架位置在工作面和带采小面之间进行，与通常

12、续架工艺有所不同，必须采取特殊措施，以确保续架工作安全顺利进行。1、续架时机的合理掌握。工作面运料巷支护方式为锚网支护，规格为3.72.8米2，续架工作在锚网巷道内进行，顶板维护工作量小，安全性高。当机尾支架至巷道上帮间距达到2.5米时即进行续架工作。2、续架空间的顶板维护。续架工作在锚网巷道内进行，顶板维护主要是续架空间周边的维护。续架空间下侧为工作面支架，续架时必须保证其初撑力符合要求；后方加排两个方木垛，木垛必须接顶严实；上侧为单采小面，近邻续架空间的两道跑马梁全部打成一梁两柱，且单体迎山有力。3、续架工艺。续架前，首先将SGB420 /22型刮板运输机拆开，借助机尾绞车拉至带采小面内，

13、其次进行顶板维护，然后利用机尾绞车配合单体、导向滑轮进行续架工作。五、端口维护技术 1、22318顶层工作面带采时，两巷处于工作面中部，成为一老巷，因老巷兼做运输、行人和通风，在回采过程中仍按正规两巷支护：挑两道跑马梁，规格为：长度20米，10米范围内一梁两柱，10以外一梁一柱，型长梁正常使用，迈步前移。2、运输巷在检修班放顶完毕后，在转载机正后方加打密集支柱，加强对切顶线附近顶板的控制。3、机尾带采段要严格控制采高在2.60.1m，工作面运输机后方留台阶，单体打在实体煤上，采高控制在2.20.1米。4、保证单体的初撑力，及时更换损坏的单体、梁。5、运料巷口附近十个支架保证超前支护，机组割煤后及时打出护帮板护住煤壁。六、技术经济效益1、22318顶层工作面在不等长面的条件下成功实现了断层煤柱、区段煤柱的带采，截止2005年2月底，工作面实现带采五个月，顺利回收煤炭