燕子山矿综放工作面停采支护工艺优化.pdf
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1、JinnengHoldinScienceandTechnology2023年6 月25第3 期(总19 1期)晋控科学技术燕子山矿综放工作面停采支护工艺优化庞有志(晋能控股煤业集团有限公司,山西大同0 3 7 0 3 7)摘要:大同矿区很多矿井综放工作面采用“双层金属网+锚索钢梁”的停采工艺,工序繁琐、支护工作量大,且撤架时顶板易出现网包甚至局部煤等现象,导致工作面无法按期封闭。为大幅缩短工作面停采时间,晋能控股煤业集团燕子山矿首次采用聚酯纤维网的停采工艺,通过精心组织,停采工期缩短了5 4%,费用缩减了2 9%,并在四架掩护支架辅助管控下,撤退工期缩短了2 5%,为工作面的封闭争取了充足的时
2、间。关键词:综放工作面;聚酯纤维网;停采工艺;支护优化中图分类号:TD355文献标识码:A文章编号:10 0 0-48 6 6(2 0 2 3)0 3-0 0 2 5-0 3D0I:10.19413/ki.14-1117.2023.03.0060引言随着开采深度增加,晋能控股煤业集团燕子山矿(简称“燕子山矿”)采掘工作面由侏罗系中厚煤层全部过渡到了石炭系特厚煤层,开采由综采变为了综放,停采时的撤架空间、支护强度等也进一步加大增强,工作面也出现无法按时封闭的现象。经调研,聚酯纤维网在提高停采效率方面具有关键作用-3)。为此,燕子山矿在综放工作面停采时特引人了聚酯纤维网停采支护工艺。1工程概况燕子
3、山矿山4层8 2 10 工作面,平均煤厚6.5 m,倾向18 0 m,采用综合机械化低位放顶煤工艺开采,支架型号ZF12000kN。根据支架及配套设备尺寸,停采机道宽度3.5 m,高度3.2 m,距停采线15 m时开始铺网,顶板采用全锚索支护,撤退时采用调度绞车配合掩护架的撤退工艺。2工作面停采技术优化为有效缩短综放工作面的停采工期,8 2 10 工作面首次引人聚酯纤维柔性网铺网工艺,并从停采支护、停采工艺工序、施工组织等方面进行全面优化。2.1停采支护参数优化2.1.1原停采支护参数山4层3 0 2 盘区原放顶煤工作面停采,均铺设双层金属网,顶板支护采用“6 排锚索钢梁+2 排单锚索”的形式
4、。锚索规格17.8mmx8m,配11 工字钢钢梁,一梁三索,钢梁架间互搭1m;金属网采用8 铅丝,规格3.7m1.7m,双层铺设;另施工三眼组合锚索1排,如图1所示。锚索d17.8mm8m工字钢L=4m双层菱形金属网m12m3.5m三图1原停采支护参数图Jinnengnd Technology262023年第3 期晋控科学技术2.1.2优化后停采支护参数8210工作面停采,顶板支护采用 2 排锚索钢梁+4排锚索钢带”的形式。锚索规格为17.8mm6.3m,聚酯纤维网3 片,单片规格长宽=6 3.7 m18m,中间两处搭接长度4m,优化后停采支护参数图如图2所示。第?6 排:铺索17.8mm6.
5、3m钢丝绳18.5 mmL=200mW型钢带3.5 m0.28m4mm第、排:?42锚索17.8mmx6.3m1矿用工字钢m2m16m0.7m聚酯纤维柔性网三三3.5m6m图2优化后停采支护参数图2.2停采工艺优化燕子山矿综采顶煤工作面原采用双层金属网停采工艺,工序复杂,需频繁人工吊网、解网,费时费力,效率低下。8 2 10 工作面采用聚酯纤维网铺网工艺后,其他工序也得到大幅简化。聚酯纤维网停采工艺工序具体如下:(1)停采支护工艺:铺设聚酯纤维柔性网+一次链网+锚索钢梁、钢带支护。(2)工序:首次上网固网、展网、绞盘吊网、割煤、绞盘放网、支护、移架,之后重复吊网、割煤、放网、支护、移架的工序,
6、直至扩刷煤壁至设计宽度。(3)具体操作:运输:采用平板车网箱运输,平板车尺寸长3.5 mx宽1.5 5 m,柔性网箱长5.0 mx宽1.5 mx高1.8 m,折叠放置。工作面运网在刮板输送机清空后,在尾端头进网处打设导向支柱,通过刮板输送机或绞车拉网至指定位置。固网:在工作面推进至设计铺网位置时,沿机道顶板距支架梁端5 0 0 mm处隔架架间施工一排压网锚杆(索)。展网:将柔性网沿工作面倾向拉直,打开方向朝向支架,放开折叠部分使网片宽度满足采高要求,便于挂网。吊网:工作面支架靠机头侧立柱上隔架固定一个手动绞盘并在摇盘安装8mm长度2 0 m的擦网钢丝绳;在支架顶梁起吊环上安装配套滑轮。网片平行
7、于工作面吊挂,网片通过绞盘上的柔性钢丝绳经网片下方穿过,将网片和柔丝绳一同固定在锚杆(索)上,挂完网后,通过绞盘将网片吊起,防止煤机割煤时割到网片,如图3 所示。Q图3绞盘吊网放网:放网滞后采煤机后滚筒5 7 架,防止采煤机滚筒或采煤机机身刮坏网片,如图4所示。图4绞盘放网下转3 1 页)收稿日期:2 0 2 2-0 4-2 7庞有志:燕子山工作面停采支护工艺优化综2023年第3 期27拉架:拉架前松动摇盘使网自然下垂2 m多,便于拉架时网片移上顶梁。拉架过程中,控制好拉架的速度,尽量匀速操作。降架时,使支架前梁端部不与上方的网片接触,防止网片与支架出现刮蹭,损坏网片。(4)注意事项铺网时,按
8、照设计预留两端长度,超出巷道采煤帮0.51.0m较为合适;网卷由绞盘上的钢丝绳悬吊起后,用吊链分别与整个网卷的两端连接,将网卷拉伸直,防止网卷向中间滑动。对于工作面两端,在采煤过程中,随着推进,逐步将网片和顺槽顶板的支护锚杆、金属网等联接起来。3撤架方式优化燕子山矿原放顶煤工作面撤架时,对撤架通道采用“掩护支架+木垛”辅助控制顶板,需要人工在支架侧方支设大量木垛,顶板管控效果差且安全无法保障。为提高撤架效率,8 2 1 0 工作面撤架辅助控制顶板方式完全优化为“掩护支架”,即由两架掩护架增为四架,取消了木垛支护,撤架效率由日撤退6 架提升至日撤退8 架,工期由2 0 d降至1 5 d,整体缩短
9、了2 5%。4经济效益分析通过引入聚酯纤维铺网工艺,无论从支护材料、施工工期,还是从主要经济费用、顶板管控效果来说,都起到非常明显效果。(1)停采支护材料方面,节省大量的支护材料。锚索由1 4 5 0 根减少至8 0 0 根,工字钢由2 0 吨降低至3吨,较之前锚索使用量减少了4 5%,工字钢减少了8 5%。(2)停采工期整体由2 3 d缩短至1 0.5 d,其中铺网时间由原1 1 d降至了1.5 d,停采工期整体缩短了5 4%。(3)停采撤退主要经济费用节约了3 0.9 万元,缩减费用2 9%,如表1 所示。(4)停采效果方面,通过对聚酯纤维网和双层金属网停采支护效果对比分析,发现聚酯纤维网
10、不易出现网兜破损问题,拉架扯破极少,整体性和强度较高。表1停采主要经济费用对比项目金属网聚酯纤维网消耗1 3 0 0 卷,消耗3 卷,网费用2 5.8 万元;费用3 9.5 万元支护27.5万元16.7万元材料停采2 0 人班,每日两班,停停采1 5 人班,每日两班,停采人工采2 3 d;撤退1 5 人/班,每日时间1 0.5 d;撤退1 2 人/班,每日费用两班,时间2 0 d;每班4 0 0 元/两班,4 0 0 元/人,时间1 5 日;合人,合计费用6 0.8 万元。计费用2 7 万元。费用114.1万元83.2万元5结论(1)聚酯纤维网整体性强,现场不易出现顶网破损现象,为停采支护参数
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