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聚酯纤维柔性网在综放工作面末采中的应用

2019-07-15孙贻海

山东煤炭科技 2019年6期
关键词:聚酯纤维高强采煤机

孙贻海 胡 盼

(枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿,山东 枣庄 277523)

1 概况

田陈煤矿7116工作面开采煤层为3下煤层,工作面煤层赋存较稳定,煤厚3.4~13/6.0m,煤层大部分含一到三层0~1.0/0.5m细砂岩、泥岩夹矸,煤体结构整体为原生结构煤。基本顶厚度75~155/115m,以中细砂岩、灰白色、钙质胶结、具斜层理、长石、石英为主,局部夹砂质泥岩互层,f=8~12;直接顶厚度0~1.5/0.6m,为炭质泥岩,灰黑色,泥质结构,含炭质,松软,较完整,f=2。工作面采用走向长壁后退式采煤方法,综采放顶煤采煤工艺,工作面面长212m,采高3.2m,采放比为1:1.14。

工作面布置MG400/930-WD双滚筒采煤机1部,ZF7000-23/47型支撑掩护式液压支架132架,ZFG7600-23/42型支撑掩护式支架6架,SGZ-830/800型可弯曲刮板运输机2部。运输巷布置SZZ-830/400型桥式转载机1部,在桥式转载机上处安装PLM-1500型破碎机1部,DSJ100/120/2×160型胶带输送机1部。MG400/930-WD型双滚筒采煤机采高2.0~3.8m,截深0.8m。ZF7000-23/47型支撑掩护式液压支架支撑高度2.3~4.7m,支撑宽度1.43~1.60m,初撑力6184kN,工作阻力7000kN,最小外形尺寸2.3×1.43×5.8m。

2 末采支护工艺

综放工作面采用采煤机切割一段支护一段多循环扩帮方法,支护方式为:锚网梯(索)复合支护法支护顶板,即先铺设柔性网,柔性网下打锚杆、锚索,锚杆之间用钢筋梯连接。如图1所示。

2.1 扩帮要求

末采上网区段工作面采高控制在3.5m,停采后支架前梁前端至煤壁净宽度为3.2m(即扩帮4栋)。

2.2 顶板支护方式

(1)采用在顶板铺设的柔性网下打锚杆、锚索、铺设钢筋梯、捆绑钢丝绳的复合型支护方式。支架前梁前端至煤壁2.8m范围布置4排锚杆,间排距为0.9×1.0m,第1排锚杆距前梁前端0.25m,最后一排锚杆打在顶板与距煤壁0.25m之间的肩窝处,与顶板的角度为15°,要求钢筋梯沿倾向铺设,锚杆必须打在钢筋梯内。锚索布置在第2排锚杆之间,间距2.0m,锚固长度不小于1.5m,锚入基岩长度不低于1.5m,并使用锚索托盘加强支护强度。如图2所示。

(2)柔性网单片幅宽20m,长度55m,拉伸强度范围400×400kN/m。锚杆规格为Ф20×2400mm无纵筋左螺旋纹钢锚杆,锚索规格为Ф17.8×5.0m、强度270K级钢绞线,锚索托盘采用长度250mm的14#槽钢制作,中心钻Ф20mm的圆孔,钢筋梯长度3.2m。

2.3 帮部支护方式

(1)帮部使用锚杆配合柔性网进行支护,打上、中、下3排锚杆,并加木托盘,五花眼布置,最上一排距离顶板0.3m,与水平线间仰角为30°,锚杆上、中、下排距为1.4m,沿工作面倾向间距为1.0m。

(2)锚杆规格为Ф18×1800mm无纵筋左旋螺纹钢树脂锚杆,木托板规格为200×200×50mm。如图3所示。

图1 工作面支护剖面示意图

图2 工作面停采顶板支护平面示意图

2.4 施工工艺

(1)工作面距停采线15m位置时,开始在支架前梁上先铺设两排金属网作为生根网,再采取引导全面上高强度聚酯纤维柔性网。

(2)高强聚酯纤维网运至工作面机尾侧时,使用钢丝绳一端捆绑在网卷上,另一端捆绑在运输机刮板上,整体向工作面内牵引,牵引过程中安排专人观察,防止高强聚酯纤维网扭曲、刮坏。

(3)将高强聚酯纤维网与金属网相连接,配套的手动绞盘和吊挂滑轮与液压支架一起形成整体、循环铺网的系统。

(4)高强聚酯纤维网吊挂到支架前梁后开始割煤,滞后采煤机开始松动每个手动绞盘将高强聚酯纤维网放下,然后进行移架、推溜,支架前移后,再用手动绞盘将高强聚酯纤维网片全部收到支架前梁下方,然后重复割煤、放网、移架、收网等工序,直至工作面联网结束。

(5)距停采线12.5m时开始沿工作面倾向方向在柔性网下上不低于Ф24.5mm钢丝绳,间距1.45m,共上6根。每一道钢丝绳用14#扎丝将其固定在柔性网下,扎丝扣距0.5m。

(6)将柔性网在工作面内展开,用固定在支架立柱上的手动绞盘、定滑轮将柔性网吊起到支架顶梁前端下方,与金属网用扎丝连接,其搭接长度不小于0.5m,柔性网搭接长度不低于2m,用铁丝或软绳捆绑联牢。

图3 工作面停采帮部支护平面示意图

3 效果

聚酯纤维柔性网配合锚索梯支护工艺,改进了传统的单体液压支柱、木板梁支护工艺,施工锚索、锚杆,能够完全覆盖工作面顶板、煤壁,保障了作业人员的安全,操作简单,减少了运、铺、联网多道工序,缩短上网工期,减少材料费用投入,实现了液压支架撤除免拆前梁,减少一道工序,缩短撤除工期。

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