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大采高綜采工作面收作的措施和探討

文檔作者：張洪新文檔來源：淮北礦業(yè)集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月28日
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煤礦現(xiàn)代化 2012年第1期 總第106期
1 概況
大采高綜采工作面收作的措施和探討
張洪新
(淮北礦業(yè)集團有限公司祁南煤礦，安徽淮北235000)
摘要由于該面采高較大，支架重量近40T，采用傳統(tǒng)工藝難以保證設備的安全順利
回收，工作面至拆除硐室鋪設水泥地坪，地坪寬度3000mm，打地坪前首先臥底釘?shù)?，保持?
坪厚度300mm，鋪設四股軌道．
關鍵詞 鋪網(wǎng)；使大棚；采高；頂板冒落
中圖分類號：TD355+．47 文獻標志碼：A 文章編號：1009—0797(2012)01—0077—04
713綜采工作面，為我礦的大采高綜采工作面。
風巷處標高一505．5m，機巷處標高一518．1m，平距
140m，平均傾角5。。該工作面現(xiàn)有機電設備：
MG650／1630一GWD型采煤機1臺，SGZ一1000／1050型
運輸機、SZZ一830／200型轉載機、PLM一1500型破碎
機、DsJ l00／100／2×125型皮帶機各1部，MRB一
500／3 1．5型乳化泵(兩泵一箱)，移變系統(tǒng)及開關一
套，ZY10000／26／56 型液壓支架75 架，
zYG10000／24／50型支架6架，全部升井檢修。由于該
面采高較大，支架重量近40T，采用傳統(tǒng)工藝難以保
證設備的安全順利回收。
2 技術方案
2．1 工作面支架回收方向
從上向下回收，即在拆除工作面煤機、運輸機
后，支架從風巷向機巷方向逐架回收。
2．2 鋪網(wǎng)使大棚
為了便于回收，鋪網(wǎng)結束一般以網(wǎng)在支架后方
落地為原則，使大棚寬度以支架前移后能調向為原
則。經(jīng)計算鋪網(wǎng)走向長度為9866mm，使大棚寬度為
3073mm，結合其它工作面回收經(jīng)驗，考慮拆除期間
煤壁膨脹變形，使大棚寬度取3800mm。
2．3 鋪網(wǎng)起始位置
考慮工作面采高大、頂板控制困難，剛開始鋪
網(wǎng)時吃網(wǎng)效果不佳，當工作面距離收作線14m時開
始鋪網(wǎng)。鋪網(wǎng)時注意觀測網(wǎng)在支架后的位置，當網(wǎng)
邊落至工作面底板后開始施工超前大棚。
2．4 鋪網(wǎng)使大棚采高及層位的確定
為了控制鋪網(wǎng)期間的頂板和壓力，綜合考慮三
機配套尺寸，決定鋪網(wǎng)時支架高度控制在3500～
3600mm，煤壁側采高控制在3800mm，J 作面提前
提車，確保工作面跟煤層頂板回采。
2．5 拆除方案的確定
根據(jù)工作面現(xiàn)有條件和運輸系統(tǒng)情況，確定1二
作面液壓支架的拆除從工作面機尾到機頭逐架調
出并牽引至拆除峒室解體裝車運出； 1 作而及機巷
科學出版社，2001．
[2】郝平，李瑞麟，應時彥等．組件式地理信息系統(tǒng)技
術[J]．浙江工業(yè)大學學報，2001，29(3)：301～304．
[3] 宋莢福，鐘耳順．組件式地理信息系統(tǒng)研究與開
發(fā)[J]．圖像圖形學報，1998，(5)：25～30．
[4】王育紅，徐君彳q用Visual Basic和MapObjects開
發(fā)GIS應用軟件『J]．桂林工學院學報，2002，22
(1)：2～84．
作者簡介
王寧，男，1985年8月出生，河南焦作人，河南理
工大學在讀碩士研究生，主要研究方向：瓦斯防治與
治理 (收稿曰期：2011—10—29)
Study on Visualization of Gas Geology information at tunneling face based on GIS
W ang Ning
(Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454100)
Abstract：With the development of modem information technology．the combination of modern i ，rmati I】technology and mine safety
management ale more applied in coal mines．This article is based on visualization system of tunneling ta,·e gas geological inform ation designed
and developed by GIS technology．The system takes component—based software MapObject2．3 and programming language VB6．0 as the development
technology．This article discusses the main functions，development route and usage of the technology of the system．It makes the
tunneling face gas geological inform ation easier to manage and implement the visualization of inform ation，as well as gn iding the safety produc—
tion of coal mine．
Key words：GIS tunneling face Gas Geology information Visualization
· 77 ·
煤礦現(xiàn)代化 2012年第l期 總第106期
機電設備全部從機巷運出。
2．6 鋪網(wǎng)使大棚前的準備工作
2．6．1 兩巷準備
(1)機、風巷自鋪網(wǎng)線開始，抹帽時鋪設金屬網(wǎng)，
金屬網(wǎng)露出煤壁側不少于500mm，確保與工作面鋪
網(wǎng)合理搭接，聯(lián)網(wǎng)要求與工作面相同。風巷自支架支
撐區(qū)向外至煤壁向外5m范圍內采用HDJZ一1000金
屬鉸接頂梁配合單體支柱一梁兩柱架設四排走向挑
棚，其上每米過一根3200mml 1 工字鋼護頂。
(2)機巷自支架支撐區(qū)向外至拆除硐室采用
HDJZ一1000金屬鉸接頂梁配合單體支柱一梁兩柱架
設四排走向棚，其上每米過兩根3800mml1 工字鋼
護頂，間距500mm。工作面拆除前打錨索梁進行加
固，然后拆除中間兩排挑棚，(如圖1所示)。
1：100
璜撮自由冒暮區(qū) 支架支撐區(qū) 話素支撐區(qū)
風巷
圖1 713工作面鋪網(wǎng)使大棚支護平面圖
(3)工作面下口由于斷面較大，采取2根6000mm
直U型鋼梁配合錨索梁支護，每根工字鋼端頭支設2
棵單體支柱，在確保支架運輸通道暢通的前提下，可
增加單體提高支護強度。使大棚前上隅角回收至81
架頂梁末端向后1．6m處，下隅角回收至1 架頂梁末
端向后3．0m處，均采用單體支柱密集支護。工作面大
棚結束后，將機巷抹帽棚中間兩排鉸接頂梁向兩側
移，與兩幫兩排鉸接頂梁并排支設，然后采用兩排走
向錨索梁加強支護，上側錨索梁距上幫1000mm，下側
錨索梁距下幫1200mm。
2．6．2 工作面準備
(1)工作面嚴格跟煤層頂板回采，當工作面回
采距離收作線30m時，工作面逐步提車，確保工作
面采至鋪網(wǎng)位置時采高為3800±100ram。
·78 ·
(2)提車過程中加強運輸機狀態(tài)管理，每刀提
車不超過200mm，根據(jù)現(xiàn)場情況控制提車幅度，防
止運輸機俯斜或仰斜超過規(guī)定。
(3)加強支架狀態(tài)管理，移架操作時支架工必
須利用側護板及時控制、調整支架狀態(tài)，確保支架
垂直于煤壁，高低錯差不大于側護板的2／3，頂梁與
頂板平行支設、支架垂直煤壁、不歪斜，底座仰、俯
角一致。
(4)工作面與收作線平行且保證工作面煤壁直、
運輸機直、支架呈一條直線。
(5)上、下出口與工作面頂板必須保持一致，嚴
禁留有臺階。
2．7 鋪網(wǎng)、使大棚支護
2．7．1 護頂
(1)鋪網(wǎng)范圍：走向方向上從開始時起直到大
棚結束，并與煤壁錨網(wǎng)支護網(wǎng)相連接，傾斜方向上
要與機、風巷錨網(wǎng)支護連網(wǎng)。
(2)網(wǎng)的材質、規(guī)格：8 鐵絲編織的菱形網(wǎng)，長×
寬為6000×1200mm，菱形網(wǎng)眼大小為40 X 40mm。
(3)連網(wǎng)：采用16 鐵絲連網(wǎng)，網(wǎng)邊搭接寬度均
為200mm，長邊之間順茬搭接，即后鋪的網(wǎng)在先鋪
的網(wǎng)上方，連網(wǎng)間距為200mm。
2．7．2 支頂
如“713工作面鋪網(wǎng)使大棚支護平面圖”所示。采
用鋼絲繩、15k~m軌道、錨索梁配合金屬網(wǎng)支護。
工作面鋪第一硐網(wǎng)時沿傾斜方向鋪一硐2’水
管，從第二硐開始鋪鋼絲繩，鋼絲繩徑為21．5mm；從
第四硐開始鋪設15k~m軌道，然后隔一硐鋼絲繩上
一硐軌道，直至鋪網(wǎng)結束，水管、鋼絲繩、軌道與網(wǎng)之
間均采用8 鐵絲連接牢固，連接間距為200mm。
當工作面第一硐網(wǎng)落地時開始使大棚，使大棚
采用4200mml1 工字鋼梁配合錨索(①X L=18×
6500mm)、單體支柱進行支護，錨索梁每架兩根，排
距875±50mm，錨索排距為1250±100mm，煤壁支
設單體支柱一梁一柱加強支護。
2．7-3 護幫
(1)工作面鋪網(wǎng)結束后，由技術部門現(xiàn)場勘查，
必要時對煤壁進行超前注馬麗散進行加固，確保使
大棚后煤壁平直，無片幫、掉頂現(xiàn)象。
(2)工作面使大棚后，對工作面煤壁打錨桿
( ×L=22×2400mm)鋪網(wǎng)進行封閉，錨桿間排距：
1000±100mm
3 鋪網(wǎng)施工工藝
3．1 鋪網(wǎng)工藝流程
煤機端頭插刀后，拉齊支架停機閉鎖 端面頂
煤礦現(xiàn)代化 2012年第1期 總第106期
板管理_+連網(wǎng)一上料(水管、道、鋼絲繩) 伸出前
探梁、護幫板一煤機割煤一推車一移架。
3．2 鋪網(wǎng)質量要求
(1)工作面鋪網(wǎng)及停采前采高控制在3．，5～
3．6m，第1峒使用2’水管，第2、3、5、7、9、l1、13峒
上鋼絲繩(21．5mm×170m)，第4、6、8、10、12峒上
軌道(15kg／m)，頂板破碎段鋼絲繩下傾向敷設3．5m
半圓木。
(2)水管相互間用4根 12×65mm螺絲連接，
將網(wǎng)的長邊用8 鐵絲每隔200mm固定在水管上。
(3)軌道采用1副道夾板配合4根螺絲連接牢
固，必須露出第一架和最后一架不少于1000mm，嚴
禁存在不連接的現(xiàn)象。
(4)所有鋼絲繩繩頭在上、下端頭處應留3m以
上，且：①鋼絲繩的兩頭分別用繩卡子固定在過頂
工字鋼上，鋼絲繩纏繞工字鋼不得少于兩圈，每頭所
用繩卡子不得少于三個，并使用單體臨時打緊。②
護頂鋼絲繩每隔150mm用16#鐵絲固定在金屬網(wǎng)
上。③上最后三峒鋼絲繩時(最終位于支架頂梁上
方)，在下端頭支架上方傾向加一根6500mm長的工
字鋼，工字鋼露出端頭一架不少于600mm。④ 當一
根鋼絲繩不夠長時，可以用兩根鋼絲繩進行連接，鋼
絲繩連接處必須有1000mm以上的搭茬，搭茬段每
隔200ram用繩卡卡好。
(5)連接順序：從工作面一端向另一端順序進
行，金屬網(wǎng)長邊順工作面方向鋪設，在走向方向上，
后鋪網(wǎng)的長邊必須在先鋪網(wǎng)的網(wǎng)邊之上，確保移架
時順茬，網(wǎng)邊搭接長度均為200ram，連接點間距
150mm，連網(wǎng)采用l6 鐵絲，使用專用連網(wǎng)鉤將鐵絲
雙股扭結連網(wǎng)。
(6)上軌道或連護頂鋼絲繩時，先定位，從端頭
量好與前一峒護頂鋼絲繩或軌道的距離，作為該峒
道或繩所在位置，確保排距、兩端露出長度符合前
述要求，并于支架梁端平行。
(7)鋪網(wǎng)期間移架操作方式為順序移架或間隔
移架，移架操作時根據(jù)頂板情況，可擦頂帶壓移架，
但要嚴密注意架端對網(wǎng)的作用，嚴禁搓網(wǎng)，刮網(wǎng)，如
有損壞，要及時補網(wǎng)。
(8)頂板破碎嚴重段，鋪設雙層金屬菱形網(wǎng)。
(9)上鋼絲繩、上道剖面如圖2所示
4 使大棚施工工藝
4．1 使大棚工藝流程
工作面使大棚施工分兩個階段，第一階段施工尺
寸為：寬×高=3800×2200mm，通峒施工完成后，再
臥底1600mm，最終尺寸：寬×高=3800×3800mm。
道
上道剖面圖
上鋼絲繩剖面圖
圖2 上鋼絲繩J二道剖面圖
4．2 使大棚質量要求
(1)使大棚采用4200mml 1 工字鋼梁配合錨索
( ×L=I8×6500mm)、單體支柱進行支護，錨索梁
每架兩根，排距875±50mm，錨索排距為1250±
100mm，煤壁支設單體支柱一梁兩柱加強支護。
(2)煤壁側采用M型鋼帶錨桿配合金屬網(wǎng)進行
封閉，錨桿： ×L=22×2400ram，排距：875±50ram。
株距900±50mm(如圖所示)。
(3)使大棚期間頂板和煤壁所鋪網(wǎng)規(guī)格、連網(wǎng)
要求及鋪網(wǎng)的方向與鋪網(wǎng)期間一致，大棚尺寸：
寬×高為3800×3800mm。且煤壁與支架梁頭平行，
呈一條直線。
(4)頂板破碎地段及時用木料接頂并采用
DWS45—150／1 10／90單體支柱配合4200mm長1 1 工
字鋼錨索梁一梁兩柱套棚加強支護。煤壁側單體支
柱支設在梁端200mm處，另一棵單體支設在距煤壁
1000ram處，單體支柱棵棵穿鞋、拴齊防倒繩且初撐
力不低于70kN。
(5)下出口刷成圓弧狀，煤壁曲率半徑不小于
1600mm。
(6)第1架采用3根6000ram長11 工字鋼配
合DWS45—150／110／90單體支柱走向支護，2、3、79、
80、81架均采用2根6000ram長1 1 工字鋼配合
DWS45—150／1 10／90單體支柱走向支護，支柱均支設
在煤壁側梁端處，一梁一柱，以出架暢通為原則，可
增設單體(見鋪網(wǎng)使大棚支護平面圖)。
5 鋪網(wǎng)使大棚期間上、下出口管理
(1)機、風巷自鋪網(wǎng)線開始，抹帽時鋪設金屬
· 79 ·
煤礦現(xiàn)代化 2012年第1期 總第106期
網(wǎng)，金屬網(wǎng)露出煤壁側不少于500ram，確保與工作
面鋪網(wǎng)合理搭接，聯(lián)網(wǎng)要求與工作面相同。
(2)風巷自支架支撐區(qū)向外至煤壁向外5m范
圍內采用HDJZ一1000金屬鉸接頂梁配合單體支柱
一梁兩柱架設四排走向挑棚，其上每米過一根
3200mml 1 工字鋼護頂。
(3)機巷自支架支撐區(qū)向外至拆除硐室采用
HDJZ一1000金屬鉸接頂梁配合單體支柱一梁兩柱
架設四排走向棚，其上每米過兩根3800mml1 工字
鋼護頂，間距500ram。
(4)工作面下口由于斷面較大，采取2根
6000ram直U型鋼梁配合錨索梁支護，每根工字鋼
端頭支設2棵單體支柱，在確保支架運輸通道暢通
的前提下，可增加單體提高支護強度。
(5)使大棚前上隅角回收至81 架頂梁末端向
后1．6m處，下隅角回收至1 架頂梁末端向后3．0m
處，均采用單體支柱密集支護。
(6)工作面大棚結束后，將機巷抹帽棚中間兩
排鉸接頂梁向兩側移，與兩幫兩排鉸接頂梁并排支
設，然后采用兩排走向錨索梁加強支護，上側錨索
梁距上幫1000mm，下側錨索梁距下幫1200mm(如
圖1所示)。
(7)下出口三架鋪網(wǎng)期間的準備工作：
為了保證工作面最后三架可靠的支護頂板以便
于順利拆除，在工作面鋪網(wǎng)期間，當鋪第7峒時開始，
每峒在1～3架頂梁上順山鋪設一根長6000ram工字
鋼，直至鋪網(wǎng)結束，以便于拆除時頂板管理。
6 拆除前工作面及機巷出架線路準備
(1)鋪道、打地坪。工作面至拆除硐室鋪設水泥
地坪，地坪寬度3000mm，打地坪前首先臥底釘?shù)溃?
保持地坪厚度300ram，鋪設四股軌道，規(guī)格為
15k~m， 枕木規(guī)格為長X寬X厚=1800 X 200 X
200mm，軌道間距如圖所示。
(2)工作面打地坪中心線距煤壁2100mm，下出
口至拆除硐室打地坪中心線為巷道中心線。
(3)下出口處加強支護。采用6500mm工字鋼，
按圖所示的方式加強支護。
(4)出架路線準備：
出架線路的準備。彎道曲率半徑不小6000ram，距離
道邊500mm處巷道高度不小2500mm。
確保頂梁距大件車輛最高點不小于200mm，大
件距巷幫寬度不小于300mm。工作面超前棚凈高凈
寬均不少于3800ram，支架底座前端朝煤壁500mm
處架下凈高不少于3000mm。
(5)峒室準備
· 80 ·
拆除峒室長15m，寬5．0m，高6．5m，峒室底板襯
平，行車距幫不小于200mm。
液壓行車安裝：行車底托梁、立柱，大梁，采用人
工組裝的方式。組裝完畢后，起吊行走小跑車，起吊時
采用兩臺以上3噸手拉葫蘆以拆除峒室上方穩(wěn)固的
u型棚作為起吊點將小跑車起吊至行架以上，再用2
噸手拉葫蘆引正就位，用釬子配合，上齊螺栓。
7 拆除期間工作面的頂板管理
7．1 拆除空間的頂板管理
工作面拆除時首先將第8O架調向牽引至硐室
進行拆除，第81架調向后留在工作面作為掩護支
架使用，其布置如圖所示，在拆除時，待拆支架降架
后，立即將掩護支架的伸縮前梁伸出支護頂板，待
拆支架調出后立即移架至下一架頂梁側護板附近。
采空區(qū)頂板自然跨落。
當工作面拆除到第3架支架前，將掩護支架拉
出工作面解體，然后用單體支撐鋪設在支架頂梁上
的工字鋼來管理頂板，然后逐架拉出最后三架支
架，再回收單體支柱。
7．2 采空區(qū)的頂板管理
隨著掩護支架前移，迎頭頂板自然垮落。工字
鋼頂梁隨頂板垮落，老塘側先下沉接觸底板，屆時
工字鋼梁斜靠煤壁與煤壁形成三角形支護結構，實
現(xiàn)收作期間負壓通風，有利于通風、瓦斯管理。
8 工作面收作的幾項關鍵問題
為了保證順利地鋪網(wǎng)、使大棚和安全收作，在
以下方面必須認真準備：
(1)工作面鋪網(wǎng)、使大棚期間，運煤系統(tǒng)要保證
正常運轉，盡可能地做到從系統(tǒng)上不影響回采及鋪
網(wǎng)使大棚進度，以便控制采場壓力，為鋪網(wǎng)、使大棚
創(chuàng)造條件。
(2)工作面使大棚時首先采用2．8m的圓木配
合4200mml1 工字鋼、單體支柱進行支護，工作面
拉4—5個茬施工，當每個茬使大棚達2～3架，具
備打錨索平行作業(yè)空間時，由專人打錨索將所使大
棚頂梁更換為錨索梁。并對煤壁鋪網(wǎng)打錨桿進行封
幫(可根據(jù)現(xiàn)場情況，分兩次施工)。
參考文獻
[1】徐永圻．采礦學【M]．徐州：中國礦業(yè)大學出版社，
2003．
【2]張文勇．巷道支護參數(shù)選擇的研究[M】．北京：煤炭
工業(yè)出版社．1999．
[3]趙明生．機械工程師手冊[M】．北京：機械工業(yè)出版
社，1996． (收稿日期：2011-9—17)

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