關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

一、工作面現(xiàn)狀及地質(zhì)情況

     12#層301盤區(qū)8114工作面走向長度1620m，傾斜長149m，煤層賦存起伏較大，，整體平均厚度1.6m，其頂板巖性：偽頂為炭質(zhì)頁巖及細(xì)砂巖互層，厚0～1.35m,易垮落，直接頂巖性為灰色的細(xì)砂巖，厚4.5m，層理發(fā)育致密塊狀，老頂巖性為細(xì)砂巖及砂質(zhì)頁巖，厚14.11m,層理發(fā)育致密塊狀。

該面由于歷史原因留下了平行工作面的兩條空巷。第一條空巷命名L₁，距邊切眼147米，該空巷高1.9米，寬3米，現(xiàn)采用2排錨桿支護(hù)，錨桿排間距為1.0米。第二條空巷命名為L₂，距切眼210米，兩條空巷相距63米，該空巷高1.8米，寬6.5米，現(xiàn)采用6排錨桿，3排錨索，2排φ20cm木點(diǎn)柱支護(hù)，錨桿排間距為1.0米，錨索排間距為4.0米。兩條空巷支護(hù)錨桿型號(hào)為φ16mm，長1.7米，錨索支護(hù)型號(hào)φ16mm長4.5米。這兩條空巷巷道本身超高使工作面支架不能接頂給工作面的正常開采帶來了一定的困難。

二、工作面過空巷技術(shù)方案的論證和確定

(一) 、工作面過空巷技術(shù)方案的論證

采用過空巷時(shí)煤壁支承——液壓支架支承——古塘矸石支承三種力系同時(shí)作用的力學(xué)平衡體系，估算空巷的支護(hù)載荷。

1．繞前端老頂斷裂點(diǎn)的順時(shí)針作用力矩為：

M₀=1/2×ahlrl/2+amkr(c＋b)/2

=1/2×1.5×14.11×15×2.5×15/2＋1.5×4.5×8×2.5×8/2

    =2976.33＋540=3516.3噸m=3516300kg·M

    =3516300×9.8=34459740N·m=34.46 MN·m

2、繞前端老頂斷裂點(diǎn)的逆時(shí)針阻力矩為：

M₀′=q÷9.8×(c＋b/2)＋1/2ahlr1/3[c＋b＋(l－c－b)/2]

=4600÷9.8×5.5＋1/2×1.5×14.11×15×2.5×（1/3）×11.5

       =2581.63＋1521.23=4102.86噸·m=40.21MN·m

式中：l——周期來壓步距為15米；h—老頂厚為14.11米，m——直接頂厚為4.5米；q——支架工作阻力為4600 KN/架；a——支架寬為1.5米；r——巖石的比重為2.5t/m³；c——空巷的寬度為3米；   b——支架的長度為5米。

因此，支架、圍巖阻力和作用力的力矩關(guān)系為M₀′＞M₀，即支架和冒落矸石的阻力距大于老頂下沉的轉(zhuǎn)動(dòng)力距，按過空巷的頂板巖層大結(jié)構(gòu)最危險(xiǎn)情況考慮，是能維持自身平衡，過空巷的最大問題是維持采場(chǎng)范圍內(nèi)直接頂?shù)闹ёo(hù)以及直接頂?shù)姆€(wěn)定是關(guān)鍵。

3、空巷支護(hù)載荷可按直接頂自重考慮據(jù)此分析：需要支護(hù)載荷為

q_x=rm=25×4.5=112.5 KN/ m²

4、工作面現(xiàn)空巷實(shí)際支護(hù)載荷以及安全程度評(píng)估    L₁巷

q₁′x=eg/s=149×2×5/149×3=3.33噸/ m²=32.7 KN/ m²

式中:e--空巷中原錨桿數(shù)量;g--每根錨桿的錨固力；s--支護(hù)面積.

目前頂板支護(hù)強(qiáng)度每平方米，32.7 KN/ m²＜112.KN/ m²

措施1

采取補(bǔ)打錨索加強(qiáng)對(duì)頂板支護(hù)力，錨索間距為3.0米。

q₁′x₁=(eg＋dp)/s=（149×2×5＋50×20）/149×3=2490/447=5.57噸/ m²=54.59 KN/ m²

式中:d----補(bǔ)打的錨索數(shù)量;p----每根錨索的錨固力

措施2

在措施1基礎(chǔ)上再采取支一排單體支柱，柱距為1.0米

q₁′x₁=(eg＋dp＋fj)/s

=（149×2×5＋50×20＋150×30）/149×3=6990/447

=15.64噸/ m²=153.25 KN/ m²

式中：f——補(bǔ)支的單體液壓支柱數(shù)量；

j——每根單體液壓支柱的支承力；

q₁′x₁＞qx      安全系數(shù)K=1.4倍

B、校核L₂巷支護(hù)強(qiáng)度

qx=rm=25×4.5=112.5 KN/ m²

L₂巷現(xiàn)有支護(hù)載荷以及安全程度評(píng)估

q₂x₁=(eg＋dq)/s=（149×6×5＋50×2×20）/149×6.5

=4470+2000/968.5=668噸/ m²=65.47 KN/ m²

采取增加二排單體，柱距1.0米校驗(yàn)支護(hù)強(qiáng)度

q₂x₂=(eg＋dq)/s＋fj/s

=（149×6×5＋50×2×20）/149×6.5＋300×30/149×6.5 =15470/968.5=15.97噸/ m²=156.54 KN/ m²

q₂x₂＞qx=112.5 KN/ m²       滿足支護(hù)要求

安全系數(shù)校驗(yàn)             K=1.4倍，滿足安全要求

因該面現(xiàn)有二排木支護(hù)，綜合考慮后可將單體支柱柱距定為1.5米，以方便快速通過該條空巷。

（二）工作面過空巷技術(shù)方案的確定：

1、刨煤機(jī)工作面過空巷支護(hù)形式采取錨桿、錨索配合單體液壓支柱聯(lián)合支護(hù)的形式通過。

2、過第一條空巷（L₁）時(shí)在原支護(hù)的基礎(chǔ)上補(bǔ)打一排間距為3.0m的錨索，支單體支柱一排柱距1.0m。

3、過第二條空巷（L₂）時(shí)在原支護(hù)的基礎(chǔ)上補(bǔ)支單體支柱兩排柱距1.5m。

4、工作面過空巷時(shí)采用尾超前頭15m調(diào)斜開采。$Page_Split$

三、工作面過空巷的施工組織和現(xiàn)場(chǎng)管理

   （一）、過空巷前的準(zhǔn)備工作

  1、加大檢修力度，加強(qiáng)工作面定檢，保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常

    在過空巷前刨煤機(jī)隊(duì)就加大了檢修力度，保證了三機(jī)配套正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為刨煤機(jī)快速過空巷暢通了機(jī)電基礎(chǔ)。

 2、合理調(diào)斜工作面，減小了空巷一次暴露面積

    在距空巷前60m開始對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)斜工作，做到尾超前頭10—15m，使工作面支架從尾向頭逐步通過空巷，把工作面空頂控制在了最小限度。

3、提前做好了切眼假頂，保證了支架接頂嚴(yán)密

    由于兩條空巷的高度均在1.8m以上，而刨煤機(jī)支架最大支承高度1.55m以內(nèi)，在刨煤機(jī)距空巷前80m，做好了兩條空巷的假頂，由于假頂?shù)臉?gòu)筑，保證了支架接頂嚴(yán)密，推溜正常，提高了頂板支承的可靠性，加快了推溜移架的速度。

  4、加強(qiáng)兩空巷的支護(hù)力度，提高工作面抵卸集中壓力的能力

    在工作面距空巷60m對(duì)空巷加強(qiáng)支護(hù)，第一條空巷補(bǔ)打了錨索50架，兩端口及中間加強(qiáng)支護(hù)共補(bǔ)打錨索80架，支單體液壓支柱150根。第二條空巷補(bǔ)支木點(diǎn)柱200根，補(bǔ)支單體液壓支柱200根，補(bǔ)架假頂護(hù)頂工字鋼50根，有力地保證了切眼的支護(hù)強(qiáng)度。

（二）、過空巷過程的勞動(dòng)組織與現(xiàn)場(chǎng)管理

    這次過空巷工程是集技術(shù)、綜采、工掘、機(jī)電、回收、通風(fēng)為一體的系統(tǒng)工程，必須做到統(tǒng)一指揮，步調(diào)一致。要求各個(gè)隊(duì)組、各道工序、各項(xiàng)工程必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化操作，整個(gè)過空巷共用了13個(gè)小班的時(shí)間，由于分工明確，配合得當(dāng)，使空巷順利通過。

四、取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

 1、截止6月15日早班結(jié)束，刨煤機(jī)隊(duì)生產(chǎn)煤炭32000噸，沒有因過空巷過多地影響生產(chǎn)。

     2、這次過空巷共用工500個(gè)，用工少，效益大，效率高。

五、存在問題及今后的發(fā)展方向

    盡管這次過空巷比較順利，但在施工的過程中也暴露了一些問題。

     1、干部現(xiàn)場(chǎng)指揮的經(jīng)驗(yàn)不足，出現(xiàn)了盲目冒進(jìn)造成失誤的現(xiàn)象，致使工作面工程質(zhì)量差，結(jié)果導(dǎo)致了工作面斷刨鏈一次。

     2、部分錨桿、錨索以及假頂梁固定不牢，出現(xiàn)了假頂梁被支架頂翻現(xiàn)象。

    3、過第二條空巷考慮的不細(xì)，假頂梁固定的不好，造成了臨時(shí)下工字鋼突擊架抬棚，固定假頂梁的現(xiàn)象。

這次過空巷為以后類似條件下開采提供了可靠的理論依據(jù)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但是，空巷內(nèi)支柱數(shù)量仍然很多，在開采過程中，需回撤大量的木支柱和單體液壓支柱，因此，考慮以后再過空巷時(shí)，試驗(yàn)加大錨索支護(hù)密度，取消單體支柱和木點(diǎn)柱的支護(hù)，以減少工序贏得推進(jìn)速度。

    作者簡(jiǎn)介：鄭忠，男，1964年11月18日出生，山西省大同市人，1992年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，工程師，現(xiàn)在同煤集團(tuán)朔州煤電公司工作。郵編：037016。聯(lián)系電話：0352-7086841  13015495006