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复杂条件下倾斜长壁过老巷回采技术

发布时间:2018-10-18 09:55:02 作者:顺其自然4128 审核编辑:本站小编 点击:下载该Word文档收藏本文

目  录

 

1  项目研究背景... 1

2  工作面安全回采论证... 3

2.1  工作面情况分析... 3

2.2  开采技术论证... 3

2.3  水文地质条件论证... 3

2.4  生产技术条件论证... 4

2.5  生产系统论证... 4

2.6  通防技术措施论证... 4

2.7  存在问题及建议... 5

2.8  论证结论... 5

3  掘进期间老巷封闭方案... 5

4  工作面老巷情况分析... 5

4.1  工作面概况... 5

4.2  工作面老巷情况... 6

4.2.1  4206材料巷联络巷老巷情况... 9

4.2.2  第一组老巷情况... 10

4.2.3  第二组老巷情况... 13

4.2.4  第三组老巷情况... 16

5  过老巷回采准备及施工方法... 19

5.1  过老巷超前准备工作... 19

5.2  过老巷具体施工方法... 21

 

 

6  过老巷回采过程中控制措施... 23

6.1  回采过老巷层位控制措施... 23

6.2  回采过老巷防灭火控制措施... 24

6.3  回采过老巷水控制措施... 25

6.4  回采过老巷巷道状态控制措施... 26

7  过老巷回采期间问题及应对措施... 26

7.1  层位调整问题及应对措施... 26

7.2  工序质量问题及应对措施... 28

8  机电设备问题及应对措施... 29

8.1  采煤机平板滑靴加厚... 29

8.2  采煤机外牵引井下分体... 30

8.3  运输巷胶带输送机防飞车... 30

8.4  乳化液泵站调平方案... 31

8.5  变电列车外移及防飞车方案... 32

8.6  后部刮板输送机电机防挤压方案... 33

9  经济效益分析... 34

9.1  增加原煤资源回收... 34

9.2  机电设备降损费用... 34

10  取得的效果... 35



 

复杂条件下倾斜长壁过老巷回采技术

1  项目研究背景

山东能源龙矿集团梁家煤矿位于胶东半岛西北部、渤海湾南岸的龙口境内,是我国最大的海滨煤矿。梁家煤矿1992年11月28日正式投产,矿井初步设计年生产能力为180万吨。2004年经过矿井全面技术改造,矿井核定生产能力达到280万吨。

随着矿井自1992年投产以来,煤炭储量的逐年减少,接续压力越来越大。截止到2013年末,梁家煤矿主采煤层储量中:煤1油2上分层产品主要为油页岩,煤2层建筑物下压煤量占可采储量的77.7%,煤4层建筑物下压煤量占可采储量的69.7%。根据梁家煤矿开拓方案编排情况,2016年以后矿井将面临无煤可采的情况。2013年,为了缓解矿井资源匮乏的局面,延长煤线生产年限,提升矿井经济效益,梁家煤矿利用煤4二采区采区上山保护煤柱布置了此采区的最后一个工作面,即4218工作面。

4218面贯穿于4206面、4208面、4210面和4216面的保护煤柱,为采区上山倾斜长壁大倾角俯采面,4218工作面长度86.25m,推进长度729.38m,倾斜坡度最大达到16°,工作面内断层地质构造复杂。4218面材料巷利用原煤4二采皮带巷;运输巷沿着原4206面、4208面、4210面和4216面的平行施打,与已采面停采线保持14-24米的距离,并且需要与已采区的老巷平交揭露;切眼布置在4206材料巷老巷下方,与老巷保持10-20米的距离,需要与原4206材料联络巷老巷平交揭露。4218工作面中共有4206面材料联络巷、4206面运输巷、4208面材料巷及联络巷、4208面运输巷及联络巷、4210面材料巷、4210面运输巷、4216面材料巷及联络巷共9条老巷。

4218面回采过老巷之多、过程之复杂均为梁家煤矿历史之最,在工作面回采过程中,面临老空内气体超限、注浆涌出、涌水、关联老巷、巷道状态等影响因素,加上顺槽大角度提升运输,不利因素较多,对工作面设备损害较大,制约工作面快速推进,给工作面的正常推进造成极大影响。

2  工作面安全回采论证

为保证4218面安全顺利回采,矿井于2013年组织采煤、地测、通防、机电、安全等有关专家针对4218工作面开采安全进行了审查论证。专家组通过听取汇报、审查有关资料及质疑,形成意见如下:

2.1  工作面情况分析

梁家煤矿4218工作面是梁家煤矿煤4二采区设计开采的最后1个工作面,4218工作面井下位置位于煤4二采区西部,北部为4202工作面采空区,东为4206、4208、4210、4216等工作面采空区,南为小孙家梁家村压煤边界,西为煤4二采轨道上山,上覆有煤2二采已封闭的轨道、皮带上山及东翼回风上山。地面位于小孙家、梁家村以北,兴隆庄以南。4218工作面长度86.25m,推进长度729.38m,回采面积:62907.57m2。4218工作面采用物探、钻探等探查手段,查明了构造发育情况、煤层厚度变化规律及影响工作面开采的各种地质因素。通过分析,4218面的地质构造已基本探明,能够安全地进行回采。

2.2  开采技术论证

4218工作面拟采用倾向长壁后退式采煤法,综合机械化放顶煤回采工艺进行回采,该矿自2002年就开始应用,在回采过程中已经积累了较为成熟的软岩地层条件下的综放技术经验,工作面的设计、巷道断面及支护方式、回采技术参数的选择合理、可行,能够满足生产需要和文件规定要求,能够满足4218工作面开采的需要。

 

2.3  水文地质条件论证

4218工作面水文地质条件简单,工作面东部为已回采的4206面、4208面、4210面及4216面采空区,在4218工作面回采范影响范围内,除4216面采空区外,其它各采空区内基本无积水,影响4216面回采的4216工作面的采空区积水在掘进施工期间已进行探放,对回采基本无影响。工作面严格按照防治水规定留设井田边界煤柱,开采影响区内无强含水层。

梁家煤矿依据采区构造情况、村庄保护煤柱情况对采区工作面布置进行了整体规划,4218工作面设计过程中,利用原煤4二采区皮带上山作为工作面材料巷,为尽量增加工作面储量,但同时也要保障工作面采掘期间原采空区气体等对4218工作面的影响,确定4218运输巷与煤4二采原正规工作面停采线留设不少于15m的保护煤柱。4218面材料巷距离西部煤4一采区各工作面采空区的最小距离为129m,不属于孤岛采煤工作面。在回采过程中通过加强顶板管理,保证工作面支护强度,能够实现安全回采。

2.4  生产技术条件论证

工作面配备的采煤机选用MGTY-300/730-1.1D型双滚筒采煤机,基本支架型号为ZF4600/17/32,过渡支架型号ZFG4800/17/32H,端头支架型号ZTZ11582/18/28,工作面安装刮板输送机两部,前后输送机型号为SGZ-764/630(双中链),运输巷安装转载机一部带破碎机,型号SZZ-830/315,可伸缩带式输送机2部,型号为DSJ-1000/160×2与DSJ-100/160。工作面设备总体配套的选择合理、可行,能够满足回采需要。

2.5  生产系统论证

梁家煤矿4218放顶煤开采工作面煤炭运输系统、辅助运输系统、供水系统、排水系统、通风系统和风量计算、瓦斯防治、防灭火系统、安全监控系统、供电系统、避灾路线等安全、合理、可靠。

2.6  特殊技术措施论证

梁家煤矿4218放顶煤开采工作面通风、综合防尘、防治瓦斯措施;防治煤层自燃发火措施;防治水措施;落煤和防止煤壁片帮措施;工作面初采和收尾措施;顶板管理(正常时期,特殊时期);机电、运输措施等符合安全规定和要求。

2.7  存在问题及建议

(1)、工作面为倾斜长壁下俯开采,在回采过程中要加强工作面顶板管理,保证工作面的支护强度,加强两端头顶板控制,防止发生顶板事故。

(2)、在工作面回采期间要重点加强通防管理,必须制定专门的通风、防治瓦斯、防灭火措施,施工区队要严格按照措施要求抓好落实。

2.8  论证结论

4218工作面基础资料齐全,地质、水文、煤层等开采条件叙述清楚、巷道布置与工艺装备选取合理,生产系统可靠,采取的措施安全有效,符合相关规定,可以进行安全开采。

3  掘进期间老巷封闭方案

(1)、揭露4216材料巷、4208运输巷、4208材料巷老巷期间,老巷受压力作用全部压实,对巷道直接喷浆封闭。

(2)、4218切眼揭露4206材料联络巷老巷后,施工封闭了老巷。

(3)、揭露4210运输巷、4210材料巷、4206运输巷老巷期间,老巷巷道状态保持较好,按照防灭火技术要求对老巷进行封闭;4218运输巷揭露后对三岔口两侧向里各返修8米,然后按照如下方案进行密闭:

①、在7米处施工1道密闭,对密闭进行喷浆,在该密闭以里2米施工1道连体木垛。

②、在2米处施工1道密闭,对密闭进行喷浆。密闭施工高度距顶板剩余0.5米时,密闭间用黄土进行灌注。黄土填注到1.5米时,进行浇水灌注,剩余空间用高分子材料进行封堵。

4  工作面老巷情况分析

4.1  工作面概况

4218工作面煤层走向近东西向,倾向南倾,倾角8~16°。地质构造复杂,进行过三维地震勘探。充分利用三维资料,结合上覆煤2层采掘工程实际揭露情况对该区域构造进行了综合分析,影响工作面回采的断层构造已基本查明。该区域共发育断层15条,均为正断层,其中落差≥10m断层2条,落差5~10m断层 1条。中部为DF2-33南倾断层西部尖灭端,该断层已分别于4208运输巷、4218材料巷掘进及4218工作面回采时揭露,落差2.5~19.5m,倾角53~60°;南部发育F19北倾断层,该断层已于4216运输巷、煤4二采皮带上山及轨道上山揭露,落差10~30m,倾角15~60°。

4218工作面可采段为4-3~4-7,平均厚度为6.56m,纯煤厚度5.16m,该段含有夹矸12层,以泥岩为主。4-2~4-7平均厚度为7.37m,纯煤厚度5.78m。4-4~4-6平均厚度为4.80m,纯煤厚度3.87m。

4218工作面煤层为:新生代第三系4层煤,煤4宏观煤岩组分以暗煤为主,丝炭化物质含量高,夹亮煤条带。4-3~4-7可采煤样平均发热量(Qnet,ar)为3300千卡/千克。

 4.2  工作面老巷情况

4218工作面回采过程中需回采通过4206面材料联络巷、4206面运输巷、4208面材料巷及联络巷、4208面运输巷及联络巷、4210面材料巷、4210面运输巷、4216面材料巷及联络巷共9条老巷,示意图如下:

4.2.1  4206材料巷联络巷老巷情况

4.2.1.1  老巷位置及层位分析

工作面切眼揭露4206材料巷老巷,老巷目前位于切眼25#~26#架位置,老巷底板与工作面支架顶板一齐,老巷与工作面呈68°夹角。随工作面的推进,老巷逐渐上移至煤4-7底板以上6.6m位置。

4.2.1.2  回采过程分析

根据生产组织安排,4218面开面调整期间,前5刀工作面将平推,第6刀开始卧底回采至煤4-7,预计工作面在回采过程中,4206材联一直位于工作面支架顶板以上。在回采初期工作面在兼顾回采煤4-7过程中要求支架顶板沿老巷底板割煤,并逐渐卧底在工作面支架顶板和老巷底板之间留设顶煤,至回采至4206材联绕道位置时,尽量保证工作面顶板与老巷底板之间留设3~4m的煤柱。随工作面推进老巷逐渐向4218材料巷方向摆动,预计每推进5刀,老巷向材料巷方向摆动1部支架。预计4218面回采75m(材料巷)后完全推过4206材料巷联络巷老巷。

4.2.2  第一组老巷情况

4.2.2.1  老巷位置及层位关系

(1)、4218面在回采过程中揭露4206面运输巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以下0.5m位置,在材料巷位置预计老巷底板位于煤4-6底板以上2.2m。从掘进揭露情况看老巷内有灌浆。

(2)、4218面揭露4208面材料巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上0.8m,在材料巷位置预计老巷底板位于4-6底板以上1.3m。从掘进揭露情况看,老巷内已压实,顶板有锚梁。

在揭露4208面材料联络巷时,老巷底板位于煤4-6底板以上1.2m位置(4206运输巷揭露)随工作面推进,老巷逐渐上移并向材料巷方向摆动,在回采至4208材料巷位置时,揭露的4208面材联位于煤4-6底板以上2m位置,再向前推进12m后预计老巷位于工作面支架顶板以上。当推过4208面材料联络巷时,老巷底板位于煤4-6顶板以上7m。(4218材料巷)。

(3)、4206面运输巷:开始揭露位置:109m(4218运输巷)

(4)、4206运输巷和4208材料巷在工作面内走向延展范围20m。

(5)、4208材料巷联络巷在工作面走向延展范围24m。

4.2.2.2  回采过程分析

工作面回采过老巷前15m开始进行工作面调斜,确保工作面溜头超前溜尾12m左右,以保证在过老巷期间每段一次揭露老巷的范围不超过15部支架。

以溜头超前溜尾12m计算,工作面运输巷回采至109m位置时,开始从溜头揭露4206运输巷老巷,每次揭露老巷范围约15部支架,向前推进过程中,老巷逐渐向4218面材料巷方向摆动,预计每推进2刀,老巷向材料巷方向摆动5.5部支架。在工作面向前推进12刀后(运输巷预计回采至119m位置),工作面又从溜头开始揭露4208材料巷老巷(此时,4206运输巷老巷大约位于工作面15#~32#架位置)。在工作面回采第12刀~26刀期间,4218面将在面内同时揭露4206运输巷、4208材料巷及其联络巷;总的揭露范围将达到32部支架以上。工作面从回采至110m(溜头)开始,预计回采推进26刀推过4206运输巷,但继续揭露4208材料巷老巷,工作面再向前推进14刀,将推过4208材料巷。此时工作面仅揭露4208面材料巷联络巷老巷。4208面材料巷联络巷老巷预计从第14刀开始揭露,揭露初始位置预计在工作面26#~28#架之间,之后随工作面向前推进逐渐向材料巷方向摆动,每推进5刀向材料巷方向摆动1部支架(老巷与工作面70°夹角)。预计工作面推进34刀,联络巷老巷将摆至工作面顶板以上,从第57刀开始推过4208材料巷绕道(位于工作面顶板之上),第68刀完全推过4208材料巷联络巷老巷,即4218面回采完全推过第一组老巷需向前推进54m左右,工作面推进至163m(运输巷)位置时完全推过第一组老巷。

4.2.3  第二组老巷情况

4.2.3.1  老巷位置及层位关系

(1)、4218面揭露4208面运输巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上1.8m,材料巷位置老巷底板位于煤4-6底板以下0.8m(4218材料巷底板在煤4-6底板以下2.2m位置)。

(2)、在揭露4208面运输联络巷时,老巷底板逐渐上移并向材料巷方向摆动,当推过4208面运输联络巷时,老巷底板位于煤4-6顶板以上4m。(4218材料巷)。

(3)、4218面揭露4210面材料巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上2.5m,随后逐渐揭露4208面运输联络巷。

(4)、老巷位置:4208面运输巷揭露位置:4218面运输巷揭露位置303m,材料巷揭露位置314m。4210材料巷在4218面运输巷揭露位置:313m。

(5)、4208运输巷、4210材料巷及4208运输巷联络巷在工作面走向范围内延展30.4m。

4.2.3.2  回采过程分析

工作面提前进行调斜,确保工作面溜头超前溜尾5m左右,以保证在过老巷期间每段一次揭露老巷的范围不超过32部支架。

以溜头超前溜尾5m计算,工作面运输巷回采至303m位置时,开始从溜头揭露4208运输巷老巷,每次揭露老巷范围约26部支架,向前推进过程中,老巷逐渐向4218面材料巷方向摆动,预计每推进2刀,老巷向材料巷方向摆动11部支架。在工作面向前推进12刀后(运输巷预计回采至313m位置),工作面又从溜头开始揭露4210材料巷老巷(此时,4208运输巷老巷大约位于工作面36#~58#架位置)。在工作面回采第12刀~16刀期间,4218面将在面内同时揭露4208运输巷、4210材料巷及其联络巷;总的揭露范围将达到22部支架以上。工作面从回采至303m(溜头)开始,预计回采推进16刀推过4208运输巷,但继续揭露4210材料巷老巷,工作面再向前推进8刀,将推过4210材料巷。此时工作面仅揭露4208面运输巷联络巷老巷。4208面运输巷联络巷老巷预计从第10刀开始揭露,揭露初始位置预计在工作面26#~29#架之间,初始揭露层位:老巷底板在煤4-6底板以上1.7m位置,之后随工作面向前推进老巷逐渐上移并向材料巷方向摆动,每推进4刀向材料巷方向摆动1部支架(老巷与工作面65°夹角)。预计工作面推过4210材料巷老巷后,联络巷老巷底板将上移至工作面顶板以上,从第30刀开始推过4208运输巷绕道(老巷底板位于煤4-6底板以上4m,老巷在工作面顶板以上),即以溜头超前溜尾5m计算,完全推过第二组老巷需割煤38刀,4218面回采完全推过第二组老巷需向前推进30m左右。预计工作面材料巷推进至333m(运输巷)左右时将完全推过第二组老巷。

4.2.4  第三组老巷情况

4.2.4.1  老巷位置及层位关系

(1)、4210运输巷老巷与工作面平交。4218面揭露4210面运输巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上0.8m(现场实测4210运输巷老巷底板位于4218面运输巷底板以上1.6~2.3m位置),材料巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上3.5m(现场实测4208运输巷老巷底板位于4218材料巷底板以上2.1m位置)。4208运输巷在工作面回采范围内共施工5道料石墙密闭,老巷内共注凝胶2608m3,粉煤灰1020 m3,黄土22m3,高分子材料1.2t。

(2)、4216材料巷老巷与工作面平交。4218面揭露4216面材料巷时,预计在4218面运输巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上3m(掘进期间仅揭露部分老巷底板),材料巷位置老巷底板位于煤4-6底板以上4m(材料巷掘进期间未揭露)。4216面材料巷老巷在回采范围内施工2道料石墙密闭,内共注凝胶705m3,注粉煤灰460 t。

(3)、4210运输巷联络巷在工作面初始揭露位置34#~37#架。4210面运输联络巷在回采范围内施工两道密闭,联络巷密闭之间注有凝胶65m3。

(4)、老巷位置:4210面运输巷揭露位置:4218面运输巷揭露位置529m,材料巷揭露位置540m。4216材料巷在4218面运输巷揭露位置:539m。

(5)、4210运输巷、4216材料巷及4210运输巷联络巷在工作面走向范围内延展24~30m。

4.2.4.2  回采过程分析

工作面提前10~15m开始进行调斜,必须保证工作面溜头超前溜尾5~6m左右,以保证在过老巷期间每段一次揭露老巷的范围不超过25部支架。

以溜头超前溜尾5m计算,工作面运输巷回采至528m位置时,开始从溜头揭露4210运输巷老巷,每次揭露老巷范围约25部支架,向前推进过程中,老巷逐渐向4218面材料巷方向摆动,预计每推进2刀,老巷向材料巷方向摆动9~10部支架。在工作面向前推进14刀后(运输巷预计回采至539.5m位置),工作面又从溜头开始揭露4216材料巷老巷(此时,4210运输巷老巷大约位于工作面43#架位置)。在工作面回采第14刀~17刀期间,4218面将在面内同时揭露4210运输巷、4216材料巷及联络巷。工作面从528m(溜头)开始,预计回采推进17刀推过4210运输巷,但继续揭露4216材料巷老巷,工作面再向前推进13刀,将推过4216材料巷。4210面运输联络巷预计从第12刀开始揭露,揭露初始位置预计在工作面34#~37#架之间。以溜头超前溜尾5m计算,4218面回采完全推过第二组老巷需割煤30刀。

5  过老巷回采准备及施工方法

5.1  过老巷超前准备工作

⑴工作面过老巷前,应尽量加大工作面推进方向与老巷之间的夹角,在保证回采的情况下,工作面尽量保证溜头超前溜尾5~10m,减少老巷在工作面的暴露面积,避免老巷顶板片帮垮落的大量矸石集中冒落的情况。

⑵在工作面调斜回采过程中,通过调整溜子推移顺序,并配合工作面防滑装置调整的方式,将工作面溜子及时下窜,保证溜子与转载机的合理搭接。

⑶工作面过老巷前,要加强老巷两端密闭的维护加固工作,防止动压造成密闭墙体压坏,导致老巷进风后出现高温、自燃情况,影响工作面安全生产

①根据现场情况,将老巷密闭处的U型棚腿撤除,并在老巷口处顺向绑设三道四寸管路,使用道木将硐口背实;保留老巷口处U型棚支护,并在U型棚腿后方使用管路和道木将硐口背实,保证回采过程中的老巷密闭完好,防止出现密闭破裂跑浆。

②加强老巷密闭前后的加固工作,对老巷密闭前后5m范围内的巷道采取加密支护(棚距0.2m),提高巷道支护强度,减少巷道动压对老巷密闭的破坏。

③对老巷区域的煤壁帮施打的木垛提前进行加固固定,以保证在工作面推进至该位置时,木垛不发生散落,工作面支架顶梁能够挑住木垛施工的假顶,防止端头区域出现掉顶事故。

⑷工作面过老巷前,在工作面两端头和中部位置安设4套供风接头(∮13和∮19接头),备用∮19高压管50m,保证老巷气体出现异常时,能够迅速利用现场的压风管路排放老巷内积存的瓦斯。

⑸工作面过老巷前,在工作面两端头及中部安设3套供水接头(∮10接头),并备用两根不少于20m的专用洒尘管路,对工作面老巷、架间及架后进行洒水湿润煤体,防止出现高温、自燃等防火问题。

⑹工作面过老巷前,在两巷及工作面区域备用各类物料,便于处理工作面过老巷期间出现的各种情况,保证工作面正常推进:

①在工作面回采过老巷前,在材料巷超前支护头备用一定数量的道木、π钢以及单体支柱等支护材料,在工作面顶板破碎冒落时能够及时进行背顶支护,并使用单体支柱辅助拉移支架,减少顶板扰动,保证工作面顶板稳定。

②在工作面溜头备用1~2部风煤钻和加长钻杆,对老巷气体进行超前探测,保证回采安全。

③在工作面支架处备用一定数量的圆环链、板环等起吊用具,在工作面溜槽出现前倾时,能够及时将溜槽起吊推移,防止状态恶化,保证正常推进;

④在工作面备用1~2部锚杆切断器和风管,在工作面正面揭露老巷时,及时剪除老巷巷帮锚杆,减少设备损伤,保证正常运行。

⑤在工作面备用5~6把长柄扒子,在老巷内出浆量较大,采煤机无法正常截割时,能够及时将泥浆清理至溜槽内,保证工作面正常推进。

⑥在溜尾端头备用断线钳、大锤以及风镐等工具,用于破除老巷内喷体、皮带基础以及灌注体等,减少设备损伤,保证设备正常运行。

⑦在运输巷各皮带压带装置和皮带头安装扫煤器和挡煤板,保证能够及时清理皮带上泥浆,并备用一定数量的锯末、沙等物料,保证皮带正常运行。

⑧在运输巷1#皮带机头大架后方加装一套分矸装置,及时分运老乡内泥浆和喷体等杂物,保证系统正常。

⑺工作面过老巷前,在溜头4#支架前梁下方安设回料千斤顶,以便于及时回撤老巷内物料,保证工作面正常推进。回料千斤顶随老巷在工作面的揭露范围而及时上移。

⑻在工作面过老巷前,要加强设备检修,消除设备存在的隐患,保证良好状态。工作面支架立柱、千斤顶无窜漏液,各连接销轴齐全完好,支架支护有力;溜子、转载机刮板链完好,驱动设备性能良好;皮带完好,无明显破损,驱动装置性能良好,皮带扣牢固可靠,三联辊、直辊齐全完好;采煤机滚筒截齿齐全牢固、机体各连接点紧固到位,驱动、牵引装置性能可靠,油位正常。

⑼提前对运输巷进行卧底,保证工作面过老巷前及过程中层位调整后的设备合理搭接和溜头卸载高度。

⑽在4218工作面溜头推进距4210运输巷老巷里帮剩余10~15m位置时,安排人员将上帮侧老巷密闭前的管路和道木进行回撤。外运,保证工作面回采过老巷期间的正常推进。

⑾根据工作面与老巷层位关系,在工作面回采过老巷前,对工作面层位进行卧底调整,保证工作面过老巷时,工作面顶板沿老巷底板回采,减少老巷内泥浆和物料对工作面正常回采的影响,保证工作面正常推进。

5.2  过老巷具体施工方法

⑴在工作面溜头推进至距老巷剩余10m位置时,使用不少于5m长钻杆从端头位置开始施打3个探眼,从距溜头5m开始依次间距5m施打,对老巷气体进行探测,按照探5m采3m的方式向前推进,在距离老巷5m时,把老巷探透,查看老巷气体情况,发现异常及时采取措施进行处理,只有在老巷内气体正常的情况下,方可回采揭露老巷。

⑵在溜头揭露老巷剩余2刀(1.6m)推进过程中,溜头1-6#支架区域、下顺转载机区域,除溜子、破碎机、司机外其他人员全部躲到工作面安全区域,防止泥浆溃出。

⑶工作面正面揭露老巷后,加强老巷区域的顶板管理,保证支架初撑力达到24MPa以上,揭露老巷区域刀刀拉好超前架,伸出护帮维护好老巷顶板,如支架前梁、顶梁接顶不实时,在支架前梁、顶梁上用道木背实,保证接顶密实。支架前方顶板破碎空顶时,必须在支架顶梁上插入板梁或π钢,超前维护空顶顶板。

⑷工作面正面揭露老巷后,根据工作面与老巷层位关系,在回采过程中及时调整工作面回采层位,保证工作面顶板沿老巷底板回采,减少老巷泥浆和物料对工作面推进影响。

⑸工作面正面揭露老巷后,要加强老巷内气体的检查、监测工作,按照措施要求正常打钻探测,老巷位置、采煤机气体监测设备正常使用,并由通防科人员每班对老巷气体进行检查,同时在回采过程中及时对老巷进行洒水、通风,降低煤体温度,稀释气体浓度,有异常情况及时对老巷灌粉煤灰加阻化剂处理,保证工作面回采过老巷期间的安全。

⑹在工作面正面揭露老巷后,要及时安排人员对老巷内锚杆、锚梁、管路等物料进行清拣、处理,减少设备损伤,保证系统正常运行。

⑺根据通防科提供的老巷注浆、粉煤灰情况,在工作面正面揭露老巷后,在回采过程中重点监测和控制泥浆涌入量,泥浆涌入位置要减慢工作面推进速度,避免泥浆溢出溜槽。

①在工作面正面揭露老巷,泥浆涌出时,要放慢采煤机牵引速度,分段反复回机,将其与煤炭混合,同时开启后部溜子进行放煤再次混合前部溜子拉出的泥浆,降低泥浆黏度,防止堵仓。

②在工作面揭露老巷内泥浆大量涌出时,要及时通知外围运输系统岗位司机注意拉出的泥浆数量,出现大量泥浆进入外围系统时,沿线岗位司机要立即停止设备运行,采取点动的方式将泥浆分段外运,防止泥浆堵塞沿线运输系统,影响工作面正常推进。

③对工作面煤壁揭露的流动的泥浆,要利用检修班或生产班停机时间,采用人工装袋进行处理,减少泥浆对系统影响。

⑻工作面正面揭露老巷后,必须放慢采煤机速度,溜头段老巷与运输巷底板落差较小,必须及时处理老巷内料石墙、U型棚、注浆管路等杂物,防止采煤机截割铁器、料石等杂物,保护好设备。

⑼工作面回采过老巷期间,工作面采高要保证3.0m以上,顶板来压造成工作面底鼓时,及时安排人工卧底,防止鼓翻溜子,造成采煤机割顶困难。

⑽当工作面底板泥化变软,工作面溜子扎底造成翻溜子时,要做到每班架前卧底垫溜子、吊溜子,保证溜子平整,保证过机高度。

⑾在工作面两端头揭露老巷期间,要安排专人撤除U型棚,若料石墙及木垛坍塌造成空顶时,必须在工作面两端头的支架前梁背设木垛接实顶板。

⑿过老巷回采期间,尤其是回采过4210运输巷老巷将揭露料石墙、料石底拱、皮带头灌注基础等,要加强工作面设备检查、检修和维护,确保设备检修和保持工作面良好状态,保证工作面的快速推进和连续推进。

⒀工作面过老巷期间,要严格按照《4218工作面防火应急预案》和《4218过老巷通防管理规定》的要求进行操作,做好工作面过老巷的气体管理和防灭火工作,保证工作面安全推进。

⒁对于发生漏顶和冒顶的老巷,回采过程中首先采取在漏顶区及周围施打端头固定锚杆的方法,稳定漏顶区域的顶板,防止发生进一步的漏顶事故。其次要及时拉超前架护顶,用支架前梁护托住前方顶板,在割煤过程中对于漏顶区域要尽量减少采煤机对顶板的扰动,一般采取采煤机只割底刀的方法,扫清底板后及时推溜拉移超前架,从而对工作面煤壁前方的顶板实施控制,减少顶板进一步冒落的可能。

⒂工作面推过老巷顶板稳定后,逐渐抬底沿4-7层位回采,调整至正常采放循环要求。

⒃在工作面回采过老巷期间,加强两巷支护管理,对两巷支护内的挤帮柱、失脚柱及泄液注及时更换、改柱处理,保证巷道支护强度,减少巷道收缩变形量,确保工作面正常推进。

⒄运输巷区域过老巷期间的施工方法:

①在工作面回采过老巷前及过程中,在端头架前撤除巷道支护中柱及下帮柱,将支护π钢和道木保留在端头架上方,并保留下帮柱支护的方式,保证端头区域,特别是运输巷下帮侧4210运输巷老巷密闭处巷道的支护强度,防止老巷密闭受压破裂出浆,影响工作面正常推进。保留的下帮侧单体支柱在端头架后方回撤(若端头架后方顶板冒落,作业空间无法满足安全作业需要,则不进行支护单体回撤)。

②在工作面正面揭露老巷后,在溜头及皮带各转载点处安排人员进行锚杆、喷体等杂物的清拣工作,减少杂物对系统运行的影响,保证工作面正常推进。

③工作面过老巷期间,安排专人进行皮带系统巡检作业,加强皮带系统刮煤器、挡煤板及分矸装置的使用、维护,保证皮带系统正常运行。

④工作面过老巷期间,如老巷内出浆量较大时,对运输沿线加派岗位人员进行维护处理,对皮带沿线、皮带转载点泥浆进行清理,并调整皮带运行状态,保证工作面正常推进。

6  过老巷回采过程中控制措施

6.1  回采过老巷层位控制措施

由于4218工作面属于上山煤柱回收,大倾角俯斜开采工作面,在工作面推进过程中,为保证工作面沿巷道坡度回采,需对工作面进行连续卧底调整回采,卧底量的控制直接决定工作面状态,现场采取以下措施:

1、根据采煤机滚筒高度与煤层层位高度关系(采煤机滚筒高度和煤4-5底板,4-7底板高度均为2.0m左右),要求在回采过程中,采煤机后滚筒顶沿与煤4-5底板标志层夹矸一平,控制采煤机卧底后的回采坡度。

2、通过测量工作面溜槽的前倾角度,控制回采坡度,保证工作面沿正常层位进行回采,确保设备和工作面良好状态。

3、对于工作面卧底调整期间出现的溜子前倾、支架扎底等情况,现场采取对支架推拉杆及溜槽下方人工卧底,并在支架推拉杆上方施打单体压柱的方式,减少溜槽前倾角度;在溜槽前倾严重时,采取支架顶梁下方安设千斤顶起吊溜槽并在其下方加垫道木的方式,调整溜槽前倾角度,控制采煤机进刀深度,保证顶板完整;对于支架扎底严重的情况,采取施打单体支柱辅助移架的方式,保证支架正常支护状态,确保工作面良好状态。

4、对于回采及层位调整过程中设备磨损情况,在每天的检修过程中,有针对性的对设备磨损严重部件进行维修、更换(采煤机行走部、溜子销排等),保证设备良好运行状态。

6.2  回采过老巷防灭火控制措施

1、严格执行“先探后采”的规定,距离老巷10米时,使用不少于5m长钻杆从端头位置开始施打3个探眼,第一个探眼距溜头5米,依次间距5米施打,对揭露老巷区域进行气体探测,检测气体正常后,再按照探5m采3m的方式向前推进直至揭露老巷。

2、对老巷内的瓦斯气体采用探眼排放和全风压排放相结合的方法,首先用探眼排放法对老巷内的瓦斯气体进行排放,待瓦斯浓度低于0.8%时,再用采煤机在端头位置揭露老巷5部支架的距离,利用全风压进行排放,随着推进逐渐排放,直至把老巷内的瓦斯气体排放完毕。

3、4218工作面和运输巷各安设1套一氧化碳传感器,随时监测揭露老巷位置和回风侧一氧化碳情况,发现一氧化碳有升高的趋势,立即查明原因采取措施处理。

4、进、回风隅角处各安设一套自动洒水喷雾装置,每班保持常开,对采空区后方洒水,湿润采空区的煤体。

5、进风巷两道水幕,保持常开状态,增加工作面回采及过老巷期间的空气湿润度。

6、过老巷期间,施工单位安排专人对架间、架后、揭露老巷内可能出现的高温煤体进行充分洒水,防止高温煤体进入采空区。

7、工作面切眼正对联络巷老巷位置安设两路专用洒尘管路,随着老巷联络巷的位置移动。

8、规范使用移架喷雾、随机喷雾、采煤机喷雾、全断面水幕和转载点水幕,保证降尘效果,杜绝煤尘堆积。揭露老巷时,采煤机滚筒加强喷雾管理,防止摩擦产生火花。

9、对煤4二采采空区采取注氮措施,降低氧气含量,首先利用煤4二采轨道下部闭向整个煤4二采采空区进行注氮,再根据4218工作面的回采进度,距各老巷30-40米时,对老巷进行针对性地注氮,直至老巷过完。由于随着4218面的回采推进,老空区连成一片,再利用煤4二采轨道下部闭向整个煤4二采采空区进行注氮,交替作业。人机结合对隅角和密闭抽取气样进行化验,检验注氮效果。

10、工作面每个月要保证回采至少60米,把裸露氧化的煤体埋进窒息带,防止自燃。

6.3  回采过老巷水控制措施

1、4218工作面属于俯斜开采工作面,在工作面回采过程中,老空出水在巷道及工作面漫流,导致工作面及巷道底板松软,降低巷道及工作面支护强度,对工作面正常推进造成极大影响,现场采取以下措施进行处理。

 2、对两巷排水系统进行改造,在两巷各增设一路2吋软管的排水管路,并将其接至接至两端头处供工作面正常排水使用。

 3、针对工作面回采过程中,老空积水在工作面及两巷漫流的情况,采取挖设水泵窝安设水泵进行抽排的方式进行处理。其中,在溜尾58#架后立柱位置、56#架架角前、后溜尾减速机前以及工作面低洼处挖设水泵窝并安设水泵进行抽排,同时在溜尾出口向外20m、40m以及支护头外10m位置挖设水泵窝进行老空出水的抽排;在上帮端头架与1#架之间(后溜头减速机前);下帮端头架中后柱与下帮之间;下帮端头架前立柱与下帮之间;转载机起桥段下方;破碎机对应的下帮位置、转载机头下帮以及转载机头外支护内的出水点位置挖设水泵窝并安设水泵,并及时挖设排水沟将巷道其余地点的出水引至泵窝内,减少巷道积水对底板的破坏,提高支护强度,减少巷道变形量,保证工作面正常推进。

4、加强回采过程中的老空积水的抽排管理,对当天三班生产、检修过程中的水泵窝挖设情况、水泵完好情况以及排水管路安排专人进行检查维护,保证老空出水的抽排效果。

6.4  回采过老巷巷道状态控制措施

1、加强工作面两巷支护管理,生产及检修过程中,安排专人进行两巷支护单体的补液工作,确保支护强度,同时对支护内出现的失效柱及时进行更换、维护,保证支护质量,确保巷道状态满足正常推进需要。

2、加强两巷破帮改柱位置的质量管理,严格按照标准进行帮部喷体的破除、单体施打角度、预留变形量以及防崩防倒施工,保证破帮位置满足设备外移需要。

3、根据现场情况,及时调整巷道支护形式,对两巷处的老空密闭位置,要采取套棚加密支护方式,提高支护强度,保证工作面推进过程中的老空密闭状态,保证工作面正常推进。

7  过老巷回采期间问题及应对措施

4218工作面于2013年11月18日~11月24日回采通过4206运输巷和4208材料巷老巷;2013年12月22日~12月26日回采通过4208运输巷和4210材料巷老巷;2014年2月16日~2月26日回采通过4210运输巷和4216材料巷老巷。通过工作面回采三组老巷的过程来看,与我们当初预计的回采时间和过程存在较大差异,其中,既有动压、老空积水和设备状态等客观条件影响,也有现场工序质量管理不到位的主观原因,为更好总结经验,吸取问题教训,总结了工作面过老巷中出现的问题及应对措施。

7.1  层位调整问题及应对措施

通过工作面与老巷层位关系来看,回采范围内的三组老巷的层位均高于工作面回采层位,其中,4208运输巷、4210材料巷、运输巷以及4216材料巷巷道底板高出工作面底板均在2.0m以上,采取工作面层位超前卧底调整的方式(沿4-7底板以下回采),能够有效控制老巷在工作面的揭露范围,减少老巷内泥浆、锚梁等对工作面正常回采的影响。但在工作面实际回采过程中,由于受多方面因素影响,导致工作面层位调整不到位,工作面推进缓慢。这里要重点说明的是,在工作面回采过老巷期间出现的各类制约工作面正常推进的问题,绝大部分与工作面层位调整不到位有直接关系。

1、两巷层位对工作面层位调整的影响

影响情况:通过老巷与工作面层位关系来看,如果在工作面过老巷前,能对工作面进行有效卧底调整,将能控制老巷在工作面的揭露范围。但由于4218工作面材料巷沿用原煤4二采区皮带上山巷道布置,巷道掘进期间沿煤4-6底板施工;运输巷掘进期间沿煤4-7底板施工;工作面切眼沿4-7底板施工。在工作面进行层位卧底调整作业后,导致切眼与两巷巷道落差较大,影响设备搭接和端头作业安全。

应对措施:

工作面三组老巷均从溜头区域开始揭露,且老巷与工作面溜头区域的层位没有调整空间(落差少于1m),要通过工作面层位卧底调整减少老巷在工作面的揭露面积,主要进行工作面中部区域的卧底调整。现场采取对工作面10#~50#架区域进行正常卧底调整,对工作面1#~10#、58#~50#架区域与10#~50#架区域顺出一定坡度的方式进行层位调整(溜尾大架上沿与地板一平),最大限度减少老巷在工作面的揭露面积,控制影响,保证快速推进。

2、工作面俯采对层位调整的影响

影响情况:4218工作面属于采区上山煤柱回收,工作面俯采坡度8~16°(平均11°)。要保证工作面沿正常层位进行回采,必须每刀对工作面进行卧底回采,受巷道动压影响,卧底量的控制无法满足工作面正常需要。同时工作面俯采使老巷积水流入工作面内,导致工作面底板松软,在进行工作面卧底回采时,容易出现溜子前倾,支架扎底、采煤机进刀过深,工作面顶板维护困难等情况,影响工作面正常推进。另外,长期的卧底回采,加剧了采煤机行走部、溜子销排的磨损,设备状态无法保证工作面正常回采需要,卧底调整作业无法顺利进行。

应对措施:

1、根据采煤机滚筒高度与煤层层位高度关系(采煤机滚筒高度和煤4-5底板~4-7底板高度均为2.0m左右),要求在回采过程中,采煤机后滚筒顶沿与煤4-5底板标志层夹矸一平,控制采煤机卧底后的回采坡度;二是通过测量工作面溜槽的前倾角度,控制回采坡度,保证工作面沿正常层位进行回采,确保设备和工作面良好状态。

2、针对老空积水流入工作面的情况,采取对溜尾区域进行卧底(溜尾大架上沿与巷道底板一平),始终保持溜尾处于低点,保证老空积水不能在工作面大范围漫流,同时在溜尾隅角、后溜尾、端头架前以及工作面中部安设水泵进行积水的抽排,最大限度减少老空积水对工作面层位调整的影响。

3、对于工作面卧底调整期间出现的溜子前倾、支架扎底等情况,现场采取对支架推拉杆及溜槽下方人工卧底,并在支架推拉杆上方施打单体压柱的方式,减少溜槽前倾角度;在溜槽前倾严重时,采取支架顶梁下方安设千斤顶起吊溜槽并在其下方加垫道木的方式,调整溜槽前倾角度,控制采煤机进刀深度,保证顶板完整;对于支架扎底严重的情况,采取施打单体支柱辅助移架的方式,保证支架正常支护状态,确保工作面良好状态。

4、对于回采及层位调整过程中设备磨损情况,在每天的检修过程中,有针对性的对设备磨损严重部件进行维修、更换(采煤机行走部、溜子销排等),保证设备良好运行状态。

 7.2  工序质量问题及应对措施

在工作面正常回采和层位卧底调整期间,虽然采取了上述应对措施,但从整个回采过程来看,没有取得预期效果,排除客观条件影响的因素,我们在现场工序质量管理上也存在一定问题。

影响情况:在采取上述应对措施过程中,现场执行落实情况不到位。一是工作面卧底量控制不到位,在回采过程中,一旦出现溜槽前倾的现象,不是采取施打压柱或起吊溜槽的方式进行处理,而是采取工作面平近或抬底的方式减少溜槽前倾角度,使现场卧底量不足,无法按照正常层位进行回采,而在下一个班次的生产过程中,由于上一个班次的平进或抬底,致使溜子出现飘底现象,现场又采取加大卧底量的方式调整回采层位和溜子状态,导致溜槽前倾严重,工作面状态无法保证,同时反复的抬卧底导致工作面顶板出现错台,维护困难,顶板破碎进一步加剧了工作面状态的恶化,工作面推进缓慢。二是在工作面施打压柱或起吊溜槽调整过程中,溜槽及推拉杆下方卧底不到位、压柱施打不及时等情况,导致状态调整效果无法达到预期,工作面状态持续恶化。三是溜尾老空积水的抽排不及时,没有安排专人进行水泵窝的挖设和抽水设施的维护,导致老空积水进入工作面内,影响工作面正常推进。

应对措施:一是加强各类规程、措施的传达、贯彻力度,要让每一名员工都知道在现场出现变化时,应采取何种应对措施进行处理,达到何种效果,做到现场作业“有章可循、遵章作业”,保证工作面正常推进。二是加强班组张、跟班人员以及管理人员的责任心,对于现场出现的的异常情况,及时安排人员进行调整、处理,保证工作面正常推进;三是制定严格的考核验收标准,狠抓现场落实,对于现场调整过程中出现的质量问题,要组织人员进行分析,并对相关责任人进行严肃处理,保证现场施工质量,确保工作面正常推进。

8  机电设备问题及应对措施

8.1  采煤机平板滑靴加厚

4218工作面为大倾角俯采面,俯采坡度达到16°,采煤机在自身重力作用下,重心偏向滚筒一侧,机身压向煤壁,采煤机滚筒与煤壁摩擦力显著增加,采煤机负荷加重,工作不稳定,甚至出现“噎死”采煤机现象;传动机构在采空区侧润滑效果变差;采煤机螺旋滚筒叶片升角相对减小,滚筒内循环煤增多,装煤效果变差;采煤机事故增多,要降低滚筒对煤壁的压力,必须减小采煤机机身的倾斜角度,内移重力作用点的位置。

通过直接在滑靴与溜槽铲板接触面焊接耐磨铁板来增加高度的方法,结构简单,无需增加任何辅助设施,容易实现,滑靴更换方便,不影响工作面正常生产,滑靴加高方案中最主要的技术参数是增加高度.高度增加过小,起不到应有的作用,增加过大,一方面受导向滑靴与齿条之间及机身与电缆槽间隙的限制,另一方面采煤机的卧底量将减小,故滑靴增加的高度应有一合理的范围,保证导向滑靴不磨齿条和采煤机机身上端与电缆槽不接触,并保证有一定的卧底量。通过现场测量、试验,找到最佳尺寸为39cm(滑靴固定座+滑靴)。

通过对平板滑靴的改造,采煤机机身俯角减小,负载减轻,牵引负荷明显降低,牵引速度提高,改善了采煤机、运输机及液压支架工作状态,减少配件损坏和设备事故。

8.2  采煤机外牵引井下分体

俯采倾角过大,造成了采煤机机身向煤壁侧倾斜严重,采煤机外牵引导向滑靴受侧向应力增大,磨损程度较重,极易发生采煤机掉道事故。为避免类似事故的发生,只能视导向滑靴磨损情况适时更换采煤机外牵引。由于4218工作面材料巷倾斜坡度较大,大件运输困难,给运输更换外牵引增添了巨大的工作量。为此我们决定在井下对采煤机外牵引进行分体,将外牵引从机身拆下后单独拆卸更换导向滑靴并重新组装外牵引,从而避免了运输大件带来的不必要的工作量。

8.3  运输巷胶带输送机防飞车

4218工作面运输巷运输距离长、下运倾角大,且皮带机驱动装置安装于皮带的下部,因此皮带机在带载运行时经常发生飞车事故,因此,必须要采取措施,防止飞车事故。

通过对皮带机的工况分析,我们看到造成皮带机飞车的原因有以下几种:

1、带载运行时货载的下滑分力大于电机的输出力,带来飞车;

2、皮带机张紧力不足,带来胶带打滑,皮带机飞车;

3、皮带机带载起动,电机输出扭矩不足造成飞车,超速后皮带机失控;

4、皮带机带载停机,皮带机失去动力后,造成飞车。

通过以上分析,我们得出结论,无论哪种运用造成的飞车,其最根本的原因是皮带机上的货载带来的向下也就是与皮带机运行方向一致的下滑分力造成的,因此,只要尽力减少皮带机所受的下滑分力,就可以从根本上解决皮带机的飞车问题。

一方面在工作面下顺采煤点52#加设3#皮带头,目的是增大皮带动力,减少皮带长度,从而减少皮带负重惯性,同时也减少了皮带下行坡度,很大程度上减少了皮带打滑飞车的概率。

同时我们尝试设计了皮带机的摩擦式阻尼装置,来尽量增加皮带机所受的向上的摩擦阻力,从而抵消皮带机的下滑分力,具体如图所示:


如上图所示,选用地面闲置的1米胶带,每段约2米,将胶带铺在皮带机胶带与托辊间,并用8#铁丝较胶带固定在托辊挂耳上,整部皮带机按间距3米进行铺设,集中铺设在倾斜段。当皮带机上货载时,皮带机运行,皮带机胶带与摩擦胶带之间产生滑动摩擦,从而增加了皮带机的运行阻力,缓解了皮带机的下滑分力,从而从根本上解决了飞车事故。

加设防滑横梁是增加皮带的下行阻力。该方法是通过在H架下直辊处使用8#铁丝横向固定两根木板,两木板间隙以刚好满足皮带底带通过为宜,木板用回收废旧皮带进行捆绑,减少皮带磨损。通过加设防滑横梁能够增大底带的摩擦阻力,实现防止皮带打滑飞车。

在加设防滑皮带和防滑横梁后,皮带容易跑偏,导致皮带磨损量加大,为避免这种情况,我们在皮带纵梁上选择合适位置加设防跑偏辊,减少了皮带因滑动摩擦造成的跑偏而导致皮带磨损严重的情况。

通过增设以上防飞车装置,彻底地解决了皮带机飞车问题,自投入使用后,再没有发生飞车事故,其安全效益巨大。

8.4  乳化液泵站调平方案

4218工作面外移变电列车后,为保证泵站正常运转,需要对乳化液泵站进行调平。以往我们采用手拉葫芦对泵站进行起吊,影响工作面供液时间较长。因此我们超前准备在安面期间泵站下井之前对泵站平板车进行改造,使用ZF4800液压支架护帮千斤顶对泵站进行调平,保证泵站正常运转。

 通过对比平板车高度及乳化液泵站需要起高高度要求,我们选择使用ZF4800液压支架护帮千斤顶进行起吊。首先为保证护帮千斤顶垂直放置高度,我们在乳化液泵站底座两侧焊接工字钢进行起高,然后焊接工字钢横梁用以固定千斤顶。千斤顶底部垫铁鞋,对千斤顶供液即能实现乳化液泵站的起吊。在起吊工作完成后将千斤顶撤除从而不影响变电列车外移。护帮千斤顶活缸长度为70cm,可以实现泵站的调平。

乳化液泵站辅助起吊装置自4218工作面投入使用以来,大大节约了外移变电列车后泵站调平时间,不仅缩短了起吊泵站时间,而且提高了作业安全系数,节约了人力。

8.5  变电列车外移及防飞车方案

大坡度顺槽相比平巷外移变电列车期间对回柱绞车、钢丝绳、联车装置及钩头固定的要求更为严格。4218工作面变电列车下井之前,我们主动与矿机电科及维修加工中心进行沟通,在地面对变电列车车辆及联车装置进行加固处理,从源头上保证外移变电列车的安全。其次通过科学计算选择合适的回柱绞车及钢丝绳,从而保证4218工作面顺槽在16°坡度的情况下外移变电列车期间的安全管理。

1、为保证变电列车外移过程中各类连车装置的完好可靠,需要在变电列车下井之前对各车辆及联车装置进行加固处理。

(1)对变压器及变压器以里的车辆碰头处全部焊接20mm筋板进行加固,连车销轴全部改为Φ40或Φ50销轴,并在各车辆碰头两侧焊接Φ28圆钢用以连接保险链,保险链使用200溜子链或者30*108链条。

(2)变电列车底部使用Φ24.5钢丝绳进行串联。

(3)外移变电列车使用JH-20调度绞车底座加筋板,并全部换为高强度螺栓。

(4)变压器车辆底部使用筋板满焊,保证强度。

2、具体实施方案:

(1)外移变电列车使用两部JH-20回柱绞车,一部固定在变电列车正后方,另一部固定在巷道偏下帮人行道。两车平行摆布。回柱绞车固定时,必须在回柱绞车下平铺一层道木进行防滑。用于固定回柱绞车的单体支柱两端必须加垫木锚盘或木板进行防滑,单体支柱必须在手把位置和三向阀位置各绑扎一道防崩管,防止崩柱伤人。

(2)变电列车外移前,必须检查好回柱绞车的固定情况,确保“四压两戗”方式下的单体支柱初撑力达到11.5Mpa。

(3)变电列车正后方JH-20回柱绞车钩头通过回头轮固定在顶板锚梁或者巷道锚杆上(施打锚杆个数必须为4根或4根以上),巷道偏下帮人行道JH-20回柱绞车回头轮固定在变电列车尾部第一部车辆上。10T铁滑车通过26*62圆环T链固定在巷道顶板锚梁或U型棚上,连接环螺栓露出3丝以上。在回柱绞车及钩头外5m处设置警戒,并安排专人看护,不允许有无关人员进入绳道范围之内。

(4)变电列车拉移到位后,为保证变电列车稳固停靠,需要采取以下安全措施:

①在变电列车前方安设手搬挡梁,并在变电列车最前端车辆的碰头下方搭设“十”字木垛阻车装置;

②在移动变电站高压侧前0.3m~0.5m处施打单体点柱进行防跑车保护;

③在移动变电站车辆上帮巷道施打两组锚杆,并将锚梁卡子使用螺帽固定在锚杆上,然后使用不少于φ15.5钢丝绳将车辆与之进行连接固定。

④将变压器的每个车轮用卡轨器固定牢靠,其余变坡段车辆车轮斜下方施打两个卡轨器。

(5)卡轨器固定牢靠后,方可将绞车绳松开,经检查无误后方可送电。安装、拆卸卡轨器时,人员要在轨道两边进行操作。

通过以上对变电列车的改造,4218工作面变电列车实现安全外移,保证了设备及人身安全。

8.6  后部刮板输送机电机防挤压方案

工作面后部刮板输送机机头上尾梁高度较低,拉移端头支架过程中容易导致尾梁千斤顶挤压后部刮板输送机电机,不仅对设备造成损坏而且影响生产组织顺畅。

为解决电机易受挤压的设备隐患,我们通过调整后部刮板输送机电机高度来实现。后部刮板输送机减速机是通过顶底部螺栓及稳钉进行固定,原装配是固定在上方稳钉处,导致电机高度较高,易发生挤压事故。我们利用月度检修时间,将后部刮板输送机机头电机减速机整体下落,并固定在下方稳钉处,从而降低机头电机整体高度,减少了电机发生挤压事故的概率,保证了设备正常运转。

 

9  经济效益分析

9.1  增加原煤资源回收

4218面属于大倾角俯采综放面,通过在工作面大倾角俯采期间进行4218回采层位进行优化调整,将发育质量较好的煤4-3和4-7层一并回收,比设计增加煤炭资源回收20.42万吨,创效408.4元万。

9.2  机电设备降损费用

(1)、由于连续大倾角采煤导致齿轨、采煤机行走部磨损严重,行走部的更换需要2个班次的准备,1个班次更换,费时费力,其中大件起吊带来的隐患无法计算,单1个行走部的费用要2.7万元,行走部共更换11个,材料费29.7万元,通过一系列措施后共减少行走部投入3个,节省材料费8.1万元。

(2)、齿轨磨损严重:大范围更换齿轨2次,每次更换60根,1根齿轨造价950元,共投入11.4万元,通过实施一系列调整措施后,减少大范围更换1次,节省材料费5.7万元。

(3)、采煤机平板滑靴加厚的方案实施,保证了采煤机正常运转,避免了更换采煤机摇臂及截割电机的带来的材料费及人力投入,预计节省采煤机摇臂及截割电机维修费用、人力运输及更换费用合计约为21万元。

(4)、采煤机外牵引井下分体单独更换导向滑靴减少了人工运输外牵引带来的材料费及人力投入,4218面回采期间共计更换导向滑靴11次,预计节省费用7.6万元。

(5)、乳化液泵站起吊装置的投入使用,每次外移变电列车可节省1小时的调平时间,4218工作面共计外移变电列车16次,共计为工作面回采创造了16小时的生产时间。预计可创收12万元。

(6)、变电列车外移及防飞车方案的实行,保证了变电列车外移期间的安全管理,取得了巨大的安全效益。

(7)、后部刮板输送机防挤压方案的实行,避免了由于减速机或联轴节损坏更换带来的材料费及人力运输费用,预计可节省16万元,以上总共节省材料费:70.4万元。

    综合上述,该科技项目总计创造经济效益478.8万元。

10  取得的效果

通过对4218工作面复杂条件下倾斜长壁过老巷回采期间老巷层位、老巷内的密闭、泥浆、老料情况进行统计分析,详细排查工作面回采过程中层位调整、过老巷技术方案、防灭火措施、机电设备状态控制、提升运输管理、防排水等方面的安全隐患,制定针对性的行之有效的安全技术措施, 一是解决了倾斜长壁俯采过程中采煤机、刮板运输机防倾斜扎底问题;二是解决了回采过老巷期间气体、顶板维护、锚梁、泥浆处理的问题;三是解决了俯采过程中大角度提升运输、皮带防飞车、变电列车防跑问题;四是解决了工作面老空水排放问题;五是解决了工作面俯采期间卧底回采问题;六是每组老巷都采用精细化回采方式,确保各项问题的有效解决。通过技术方案的研究、优化、执行,工作面达到安全高效回采,有效提升了煤炭资源回收率,可以为类似条件下煤柱回收和过老巷回采提供技术、经验借鉴。


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