超长沿空留巷挡矸支架随采随装技术研究.pdf
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1、扫码阅读下载刘忠平,马亮,高亮,等.超长沿空留巷挡矸支架随采随装技术研究J.矿业安全与环保,2023,50(5):105-110.LIU Zhongping,MA Liang,GAO Liang,et al.Study on technology of super-long gob-side entry retaining gangue support with mining and assemblingJ.Mining Safety&Environmental Protection,2023,50(5):105-110.DOI:10.19835/j.issn.1008-4495.2023.0
2、5.017超长沿空留巷挡矸支架随采随装技术研究刘忠平1,2,3,马 亮4,高 亮4,曹宇翔4,王守印4,刘永东4,孙国强4(1.陕西开拓建筑科技有限公司,陕西 西安 710054;2.陕西开拓新矿业工程有限公司,陕西 西安 710054;3.西安绿色矿业研究院有限公司,陕西 西安 710054;4.陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司,陕西 神木 719300)摘要:针对刀把型双工作面无法提前安装挡矸支架的难题,提出一种挡矸支架随采随装新方法,采取“架前柔性网+架间锚索+架后戗棚和木垛”防护措施隔离采空区,及时浇筑转角区横向和走向柔模砼墙彻底切断采空区,借助挡矸支架的横向自移功能将 20.5 m 长
3、挡矸支架快速安装复位。实践证明,该方法能够安全快速地将超长挡矸支架安装复位,满足陕北矿区日推采 1218 m 沿空留巷工作面的生产要求。关键词:沿空留巷;挡矸支架;随采随装;安全复位中图分类号:TD823 文献标志码:B 文章编号:1008-4495(2023)05-0105-06收稿日期:2023-01-12;2023-03-19 修订作者简介:刘忠平(1986),男,陕西神木人,硕士,高级工程师,主要从事无煤柱开采技术研究工作。E-mail:harmony543 。Study on technology of super-long gob-side entry retaining gang
4、ue support with mining and assemblingLIU Zhongping1,2,3,MA Liang4,GAO Liang4,CAO Yuxiang4,WANG Shouyin4,LIU Yongdong4,SUN Guoqiang4(1.Shaanxi Pioneering Architectural Technology Co.,Ltd.,Xian 710054,China;2.Shaanxi Pioneering New Mineral Engineering Co.,Ltd.,Xian 710054,China;3.Xian Green Mining Res
5、earch Institute Co.,Ltd.,Xian 710054,China;4.Shenmu Ningtiaota Coal Mining Co.,Ltd.,Shaanxi Coal and Chemical Industry Group,Shenmu 719300,China)Abstract:Aiming at the problem that the cutter-type double working face cannot install the gangue retaining support in advance,a new method of gangue retai
6、ning support that ming with loading was proposed.The protective measures of“flexible net in front of the support+anchor cable between the supports+closure shed and wooden crib behind the support”were adopted to isolate the goaf,and the horizontal and strike flexible formwork concrete walls in the co
7、rner area were poured in time to cut off the goaf.With the help of the lateral self-moving function of the gangue retaining support,the 20.5 m long gangue retaining support was quickly installed and reset.Practice has proved that this method can safely and quickly install and reset the super-long ga
8、ngue retaining support,and meet the production requirements of 12 m to18 m gob-side entry retaining working face in northern Shaanxi mining area.Keywords:gob-side entry retaining;gangue retaining support;mining with loading;safety reset 柔模沿空留巷1-3是在沿空留巷专用支架的防护下通过混凝土泵将高性能混凝土注入三维纺织结构柔性模板内,在采空区与巷道之间构筑一道
9、密实接顶、快硬高强的柔模混凝土连续墙4-6,密闭采空区,将原有巷道保留下来,作为泄水巷、卸压巷、瓦斯治理巷和相邻工作面的回采巷道7-12,降低巷道掘进率,提高煤炭回采率,并为防治煤矿水、火、瓦斯、顶板、冲击地压等重大灾害提供时间和空间,可有效防范遏制重特大事故,全面提升煤矿安全保障能力,保证煤炭稳定供应13-16。挡矸支架的主要作用是临时围护待浇筑空间17,为浇筑柔模砼墙创造安全作业环境。对于501第 50 卷 第 5 期2023 年 10 月 矿业安全与环保Mining Safety&Environmental Protection Vol.50 No.5Oct.2023挡矸支架,国内外研究
10、偏少,杨俊哲等18开发了柔模沿空留巷专用挡矸支架,该挡矸支架为两组四排十二架结构,顶梁长度 16.5 m,填补了国内外空白;张凯等19开发了一组三架迈步自移式综放工作面柔模沿空留巷挡矸支架,满足放顶煤沿空留巷施工要求;陈外信等20依托上湾煤矿 3.8 m 采高工作面,采用柔模沿空留巷挡矸支架围护待浇筑空间,实现了日留巷 15 m。上述研究都是在工作面开切眼将挡矸支架与综采支架同时安装并同步沿空留巷,但是刀把型双工作面由于工作面回采一定距离后才开始安装挡矸支架和沿空留巷,因此挡矸支架的安装环境复杂,难度大,并且影响工作面回采。鉴于此,笔者针对刀把型双工作面沿空留巷,提出一种挡矸支架随采随装安全复
11、位新方法,并进行现场应用。1 工程概况柠条塔煤矿 14212 工作面地质条件简单,煤层平均厚度 3.9 m,采用单一倾向长壁采煤法,综合机械化一次采全高采煤工艺,自然垮落法管理采空区顶板,正常回采推进度为 12 18 m/d。14212 与14213 工作面联合布置(见图 1),14212 开切眼距离14213 开切眼措施巷 710 m,14213 开切眼措施巷距离14212 回撤通道 2 070 m,14212 工作面回采至 14213 开切眼措施巷时开始留巷,留巷长度 2 070 m(图 1 中红线标注部分),将 14212 运输巷保留下来作为 14213回风巷。14212 运输巷采用沿底
12、留顶煤掘进,支护横断面如图 2 所示。图 1 14212 和 14213 刀把型双工作面联合布置示意图图 2 14212 运输巷支护横断面2 沿空留巷主要支护参数及专用支架2.1 沿空留巷主要支护参数21紧跟 14212 工作面在沿空留巷端头支架和挡矸支架的安全防护下,利用工作面检修班,通过混凝土泵将高性能混凝土注入柔模内,在采空区与 14212 运输巷之间构筑 1 道柔模混凝土连续墙,将 14212 运输巷保留下来。沿空留巷支护横断面如图 3 所示。图 3 14212 运输巷沿空留巷支护横断面2.2 柔模沿空留巷专用支架21在 14212 工作面机头安装 5 台柔模沿空留巷端头支架,其中 2
13、 台为 ZYT12000/20/40D 型 T1 和 T2躲锚支架,3 台为 ZZTP21600/20/40D 型 T3、T4 和T5 铺网支架。为保证留巷施工不影响回采,紧跟 T4 和T5 支架,安装 1 组 ZRL44500/22/40D 型沿空留巷挡矸支架(见图 4),可实现检修班一次性浇筑 18 m 柔模混凝土墙体。挡矸支架为一组两排六架,每排前中后三架的顶梁与顶梁之间、底座与底座之间通过销轴铰接,实现每排三架同步升降。挡矸支架左右601Vol.50 No.5Oct.2023 矿业安全与环保Mining Safety&Environmental Protection 第 50 卷 第
14、5 期2023 年 10 月两排互为支点迈步自移,与综采支架不连接。另外,挡矸支架具有走向自移、横向自移、挡矸切顶等功能,远程遥控操作,总长度 20.5 m,总宽度 1.776 m。在滞后工作面 100 m 范围内距离柔模砼墙 600 mm处支设一排单元支架,单元支架间距3.0 m。沿空留巷设备平面布置如图 5 所示。2 0 5 0 95 4 9 95 3 8 17 6 3 61 7 7 6拉紧千斤顶推移千斤顶拉紧千斤顶推移千斤顶单位:m m图 4 ZRL44500/22/40D 型沿空留巷挡矸支架图 5 沿空留巷设备平面布置示意图3 挡矸支架随采随装技术在 14212 工作面综采设备安装时同
15、步安装 5 台柔模沿空留巷端头支架,当回采至 14213 开切眼措施巷附近时随采随装挡矸支架,主要程序如下:超前组装挡矸支架架前铺网和架间打设锚索打设戗棚及木垛浇筑转角柔模砼墙回采并维护挡矸支架工作空间横向平移复位挡矸支架支设单元支架并集中浇筑 20 m 柔模砼墙。3.1 超前组装挡矸支架对 14213 开切眼和开切眼措施巷之间的煤柱进行扩帮,形成挡矸支架安装硐室,硐室长 20 m、宽3 m,扩帮段及其前后 20 m 范围内采用单体支柱临时加强支护。超前 14212 工作面 100 m 以外,提前利用支架搬运车将挡矸支架从地面分段运至安装硐室内,并组装挡矸支架,如图 6 所示。图 6 超前组装
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