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[摘要]综采工作面回采结束时的支架回撤是一项难度较大的工作,特别是综采工作面液压支架反坡回撤过程,施工安全管理难度更大。针对工作面反坡撤除的施工工艺、顶板管理等都更要采取一些有针对性的措施。工作面设备反坡回撤既可省去风巷不需替棚、卧底,同时又克服了打运路线长、绞车设置多及人员投入多的不安全因素,取得了很多宝贵的安全生产经验和较大的经济效益。
[关键词]综采工作面 液压支架 反坡回撤技术
[中图分类号] TD82 [文献码] A [文章编号] 1000-405X(2013)-10-294-1
1概况
新集一矿位于安徽省淮南市新集矿区,现是年产高达300万吨的大型矿井。采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤法。采用一次采全高、全部垮落式方法管理顶板。该矿自93年投产以来,至今回撤综采工作面达70个。为保证工作面综采设备的回撤,传统回撤方法是先按照机巷向风巷回撤(由下往上回撤)。每个综采工作面风巷维护费用、设置绞车使用费用、及人工费用达10~20万元不等,由于该矿工作面走向长度普遍较短,综采工作面搬家频繁,导致生产成本居高不下。为降低生产成本,决定在新集一矿进行试点,经过近两年来在一些综釆面采取的“工作面设备反坡回撤”实践,终于在综采工作面回撤工艺上摸索出了一套新的综釆设备回撤工艺和施工技术上的重大突破。
2技术方案
2.1工作面支架撤除
(1)工作面支架撤除依次由上向下(由风巷向机巷)逐台后退式回撤。支架撤除后及时在原支架位置及刷扩顶板下打木垛或点柱支护顶板。
(2)撤除工艺:拆除待撤支架的主进回液管路→降架至适当高度→支架前移、调向、拖运→收回并固定侧护板、伸缩梁、护帮板→利用装车平台装车→打运→在吊装硐室把支架解体→重新装车打运升井。
(3)工作面出架:①回架前将支架前端及两侧间的浮煤矸清理干净;②用工作面14T回架配合单体支柱及支架自身功能进行出架。工作面出架时使用绞车做好支架防滑、防倒;使用下车房28T慢速绞车拖运到工作面下口平台装车;③工作面回架用14T慢速绞车随支架回撤不断向后移置;④回架前,拆除本架主进回液管,然后用变径接头与φ10mm高压管将本架高压进液管导通,同时接好注液枪;⑤单体支柱及油缸供液与回架绞车牵引的速度应尽量保持一致,并由专人发送回架绞车的拉、松信号,该绞车信号采用哨子。哨子统一为一声停车,两声拉车,三声松车。当支架底座推出到位后,立即停车与停止高压供液,拆除单体柱,用绞车调向拖运;⑥支架方向调正后及时拖运到工作面下口平台,并且用回架绞车进行牵引,然后改挂装车用绞车钩头,将支架拖运至工作面下口平台处装车;⑦每台液压支架拖出调向后,及时在原支架位置的顶板钢丝绳下交叉打点柱,顶板压力大时每根钢丝绳下打一棵点柱,同时在该架两根刷扩锚索吊梁下各均匀打三根点柱。正常情况每撤除2~3台液压支架,在回撤通道内打2个2.5m ×3.0m支护木垛。木垛距煤壁必须留有净宽不小于1米的间距。如果回撤处顶板较好,可适当增大木垛间距,以降低木材消耗,但木垛间隔最大不超过6米。锚网索支护段每撤一架在该架煤壁侧打不少于6根点柱,点柱距煤壁要留有1.3-1.9m净宽,并且点柱应均匀分布;⑧支架撤出后,用工作面下车房28T慢绞把液压支架拖至工作面下口装车平台位置装车。支架装车前必须将伸缩梁、护帮板、侧护板收净并锁固牢固,装车时支架要重心适中,位置要调正,封车锚链每台支架不少于3道,封车链条使用40T刮板机链条,封车螺栓使用M20螺丝。工作面出架用14T慢绞、用下车房28T慢绞装车;⑨最后6~8台支架撤除方法及步骤:支架撤除到最后6~8台时,下车房用的28T慢絞移至上平台,分别采用6根单体4压2戗稳固牢固,利用移至上平台的1台28T慢绞拖运、装车;⑩在回撤最后6~8台支架时,每撤除一架,必须将待撤除支架下侧顶板采用木垛加强支护,然后再进行撤除。
2.2工作面反坡拖运方法
(1)工作面回撤出的支架若不能及时拖运走,支架必须与顶底板支撑有劲并使用双道40T链条拴在支架尾梁上并固定与未回支架的前梁或推拉头上,未回支架必须支撑有劲,40T链条必须用连接环连接。
(2)支架回撤出支护空间,到达收作巷后,使用28T慢绞缓慢牵引,分别辅以工作面每隔5架支架上的起吊锚杆提起,拉移至工作面下口平台,使用下车房28T慢绞缓牵引通过装车平台过渡到平板车上。
(3)每台支架向下拖移的过程中,在距离牵引支架5架以上的架怀内,安排专人观察支架的移动情况,发现异常,必须立即停止拉移,进行处理。
(4)支架在拉移过程中,即使一切正常,也必须每4架停止牵引,将悬吊钢丝绳的滑车另换一个起吊锚索上,来借以抬起底座,减少牵引阻力。
(5)在架怀内观察支架牵引下拖的人员,要密切注意支架的侧向倾斜情况,当观察到液压支架倾斜平距达到200mm及以上时,立即下达停止拉移指令,进行人工调平。人工调平的方法为:采取液压单体支柱支撑,使液压支架恢复到顶梁和底座平行于水平坡度。
(6)支架调平后,撤掉液压单体支柱,继续使用下车房28T慢绞钩头连接液压支架推拉头上,钢丝绳通过滑车与大于5m、小于15m的起吊锚索。
3创新点分析
正常回撤,工作面的回架装车平台30米距离移一次左右,支架拖运的距离比较短,降低了拖运距离较长的安全系数。而“反坡回撤”回撤工艺工作面综采设备回撤是从上往下撤,支架装车距离比较长,托运时涌货较多;因此,支架在拖运时必须每隔7米设置一起吊点做为支架调向及抬地使用。
为解决上述难题,我们通过几个工作面回撤的实践,进行了认真总结,现在普遍采取在工作面每隔50米设置一个平台,这样就解决了上述难题。
4经济效益与社会效益
该回撤工艺新集一矿240811工作面,240809工作面回撤中使用,小班回撤支架平均3架,工期比计划提前3天,总工期比计划提前10天以上,大大提高了回撤工效和效率。
“工作面从下往上回撤”回撤工艺适用范围广泛。这种新的回撤工艺,不仅适用于工作面坡度大,同时更适用于顶板破碎工作面。新集一矿各个工作面由于比较短,工作面回采结束后风机巷回撤前压力比较大,按传统方式回撤,回撤前准备工期长、准备工作量相当大,通过对几个工作面回撤中,运用“反坡回撤”新的回撤工艺,全部安全地完成回撤任务。
[关键词]综采工作面 液压支架 反坡回撤技术
[中图分类号] TD82 [文献码] A [文章编号] 1000-405X(2013)-10-294-1
1概况
新集一矿位于安徽省淮南市新集矿区,现是年产高达300万吨的大型矿井。采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤法。采用一次采全高、全部垮落式方法管理顶板。该矿自93年投产以来,至今回撤综采工作面达70个。为保证工作面综采设备的回撤,传统回撤方法是先按照机巷向风巷回撤(由下往上回撤)。每个综采工作面风巷维护费用、设置绞车使用费用、及人工费用达10~20万元不等,由于该矿工作面走向长度普遍较短,综采工作面搬家频繁,导致生产成本居高不下。为降低生产成本,决定在新集一矿进行试点,经过近两年来在一些综釆面采取的“工作面设备反坡回撤”实践,终于在综采工作面回撤工艺上摸索出了一套新的综釆设备回撤工艺和施工技术上的重大突破。
2技术方案
2.1工作面支架撤除
(1)工作面支架撤除依次由上向下(由风巷向机巷)逐台后退式回撤。支架撤除后及时在原支架位置及刷扩顶板下打木垛或点柱支护顶板。
(2)撤除工艺:拆除待撤支架的主进回液管路→降架至适当高度→支架前移、调向、拖运→收回并固定侧护板、伸缩梁、护帮板→利用装车平台装车→打运→在吊装硐室把支架解体→重新装车打运升井。
(3)工作面出架:①回架前将支架前端及两侧间的浮煤矸清理干净;②用工作面14T回架配合单体支柱及支架自身功能进行出架。工作面出架时使用绞车做好支架防滑、防倒;使用下车房28T慢速绞车拖运到工作面下口平台装车;③工作面回架用14T慢速绞车随支架回撤不断向后移置;④回架前,拆除本架主进回液管,然后用变径接头与φ10mm高压管将本架高压进液管导通,同时接好注液枪;⑤单体支柱及油缸供液与回架绞车牵引的速度应尽量保持一致,并由专人发送回架绞车的拉、松信号,该绞车信号采用哨子。哨子统一为一声停车,两声拉车,三声松车。当支架底座推出到位后,立即停车与停止高压供液,拆除单体柱,用绞车调向拖运;⑥支架方向调正后及时拖运到工作面下口平台,并且用回架绞车进行牵引,然后改挂装车用绞车钩头,将支架拖运至工作面下口平台处装车;⑦每台液压支架拖出调向后,及时在原支架位置的顶板钢丝绳下交叉打点柱,顶板压力大时每根钢丝绳下打一棵点柱,同时在该架两根刷扩锚索吊梁下各均匀打三根点柱。正常情况每撤除2~3台液压支架,在回撤通道内打2个2.5m ×3.0m支护木垛。木垛距煤壁必须留有净宽不小于1米的间距。如果回撤处顶板较好,可适当增大木垛间距,以降低木材消耗,但木垛间隔最大不超过6米。锚网索支护段每撤一架在该架煤壁侧打不少于6根点柱,点柱距煤壁要留有1.3-1.9m净宽,并且点柱应均匀分布;⑧支架撤出后,用工作面下车房28T慢绞把液压支架拖至工作面下口装车平台位置装车。支架装车前必须将伸缩梁、护帮板、侧护板收净并锁固牢固,装车时支架要重心适中,位置要调正,封车锚链每台支架不少于3道,封车链条使用40T刮板机链条,封车螺栓使用M20螺丝。工作面出架用14T慢绞、用下车房28T慢绞装车;⑨最后6~8台支架撤除方法及步骤:支架撤除到最后6~8台时,下车房用的28T慢絞移至上平台,分别采用6根单体4压2戗稳固牢固,利用移至上平台的1台28T慢绞拖运、装车;⑩在回撤最后6~8台支架时,每撤除一架,必须将待撤除支架下侧顶板采用木垛加强支护,然后再进行撤除。
2.2工作面反坡拖运方法
(1)工作面回撤出的支架若不能及时拖运走,支架必须与顶底板支撑有劲并使用双道40T链条拴在支架尾梁上并固定与未回支架的前梁或推拉头上,未回支架必须支撑有劲,40T链条必须用连接环连接。
(2)支架回撤出支护空间,到达收作巷后,使用28T慢绞缓慢牵引,分别辅以工作面每隔5架支架上的起吊锚杆提起,拉移至工作面下口平台,使用下车房28T慢绞缓牵引通过装车平台过渡到平板车上。
(3)每台支架向下拖移的过程中,在距离牵引支架5架以上的架怀内,安排专人观察支架的移动情况,发现异常,必须立即停止拉移,进行处理。
(4)支架在拉移过程中,即使一切正常,也必须每4架停止牵引,将悬吊钢丝绳的滑车另换一个起吊锚索上,来借以抬起底座,减少牵引阻力。
(5)在架怀内观察支架牵引下拖的人员,要密切注意支架的侧向倾斜情况,当观察到液压支架倾斜平距达到200mm及以上时,立即下达停止拉移指令,进行人工调平。人工调平的方法为:采取液压单体支柱支撑,使液压支架恢复到顶梁和底座平行于水平坡度。
(6)支架调平后,撤掉液压单体支柱,继续使用下车房28T慢绞钩头连接液压支架推拉头上,钢丝绳通过滑车与大于5m、小于15m的起吊锚索。
3创新点分析
正常回撤,工作面的回架装车平台30米距离移一次左右,支架拖运的距离比较短,降低了拖运距离较长的安全系数。而“反坡回撤”回撤工艺工作面综采设备回撤是从上往下撤,支架装车距离比较长,托运时涌货较多;因此,支架在拖运时必须每隔7米设置一起吊点做为支架调向及抬地使用。
为解决上述难题,我们通过几个工作面回撤的实践,进行了认真总结,现在普遍采取在工作面每隔50米设置一个平台,这样就解决了上述难题。
4经济效益与社会效益
该回撤工艺新集一矿240811工作面,240809工作面回撤中使用,小班回撤支架平均3架,工期比计划提前3天,总工期比计划提前10天以上,大大提高了回撤工效和效率。
“工作面从下往上回撤”回撤工艺适用范围广泛。这种新的回撤工艺,不仅适用于工作面坡度大,同时更适用于顶板破碎工作面。新集一矿各个工作面由于比较短,工作面回采结束后风机巷回撤前压力比较大,按传统方式回撤,回撤前准备工期长、准备工作量相当大,通过对几个工作面回撤中,运用“反坡回撤”新的回撤工艺,全部安全地完成回撤任务。