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復雜地質(zhì)條件下大傾角綜放開采工作面出切眼的論文
摘要:針對復雜地質(zhì)條件下大傾角綜放工作面出切眼的難題，介紹了中煤大屯公司徐莊煤礦的現(xiàn)場研究和實踐經(jīng)驗，闡述了相應的對策、技術措施和生產(chǎn)組織管理，并對解決這一難題提出建議。
論文關鍵詞：切眼支護,試采,回采工藝,生產(chǎn)組織
試采出切眼質(zhì)量對復雜地質(zhì)條件下綜放工作面的順利回采起著至關重要的作用，而其與切眼的設計布置、支護形式、回采工藝選擇、工作面設備安裝以及現(xiàn)場生產(chǎn)組織控制等多方面因素是密切相關的。中煤集團大屯公司徐莊煤礦在長期的綜放開采中，經(jīng)歷了多個復雜地質(zhì)條件下大傾角綜放工作面的回采，在工作面順利出切眼與試采方面進行了深入的現(xiàn)場研究和實踐經(jīng)驗。這些工作面如7222、7172、7152、7139、7171工作面構造較為復雜，斷層發(fā)育、數(shù)量多，且落差大于2 m以上斷層兩條以上。本文以徐莊煤礦復雜地質(zhì)條件下大傾角工作面的出切眼與試采為例，闡述該條件下出切眼的對策和技術措施，以期為同類型工作面出切眼與試采的成功提供借鑒。
1 復雜地質(zhì)條件下大傾角工作面試采出切眼的主要表現(xiàn)
由于徐莊煤礦煤層傾角較大，斷層較多，工作面都有一定的頂?shù)装逵克�，頂煤極易松動、破碎，切眼均采用傳統(tǒng)的架棚支護。出切眼期間，頂煤都迅速離層，造成工作面未出切眼大部分頂煤提前漏空、抽空，工作面陷入：“頂煤離層→頂煤漏空、抽空→支架倒架→頂煤繼續(xù)離層→頂煤漏空、抽空面積擴大→支架倒架范圍擴大→推移前、后部溜子支架后退→工作面推進困難”這一境地，從而形成工作面歪、咬、倒架的局面�？赡茉蚴枪ぷ髅嬷苯禹斘纯缏渖踔脸醮畏彭斨埃捎诠ぷ髅胬咸练较�?qū)傥闯錆M狀態(tài)，頂煤一旦離層，一部分漏向老塘，一部分從支架前漏向工作面前部溜子，使得支架處于“蹬空”狀態(tài)，為支架歪、咬、倒埋下伏筆，在推移前、后部溜子時，將帶動支架向老塘方向后退，從而造成工作面難以推進。
2 試采出切眼控制對策及技術措施
2.1選擇合理的切眼支護形式
切眼在巷道掘進過程中巷道的周邊頂煤已經(jīng)形成松動圈，在工作面未安裝之前受礦壓影響，切眼周邊頂煤松動圈將繼續(xù)擴大，加之工作面安裝完畢試采，切眼周邊頂煤松動圈受采動影響將再一次擴大。針對這一現(xiàn)實情況，首先改進切眼的支護形式，采用屬主動支護形式的錨網(wǎng)索支護而不是被動支護的架棚支護；根據(jù)煤巷圍巖極限平衡區(qū)分類方法，以極限平衡區(qū)深入巷道圍巖深度（Δ）為主要指標，以巷道圍巖位移（u）為輔助指標進行巷道圍巖分類，確定切眼圍巖類別，從而進行錨網(wǎng)、錨索支護設計，同時結合生產(chǎn)實踐確定切眼支護方式。
2.2 出切眼期間具體控制措施
2.2.1 出切眼一般性控制措施：
⑴切眼采用錨網(wǎng)索支護的同時，在工作面開始生產(chǎn)之前，加強工作面支架初撐力的管理，對于達不到初撐力的支架，趁支架可以大幅降下即在支架上方打連鎖木垛接頂，使其達到初撐力，確保頂煤和直接頂處于相對完好的狀態(tài)；只有這樣，在工作面最初推進的5～10m范圍之內(nèi)，切眼內(nèi)的頂煤和直接頂開始跨落，由于整體性相對完好，其垮落的過程屬整體緩慢垮落，這樣支架后方有了一個強有力的支點，在推移前、后部溜子時避免了支架向老塘方向后退。
⑵為了配合錨網(wǎng)索支護的作用，采取工作面在出切眼期間全面鋪設單層菱形金屬網(wǎng)，特別是全面鋪設第一張金屬網(wǎng)，采取“喂網(wǎng)”的方式---開始割煤的第一刀之前支架前梁先降下“喂網(wǎng)”---支架上方鋪設金屬網(wǎng)同時配合4000×200×30（mm）大板喂網(wǎng)。
�、浅銮醒墼嚥善陂g嚴格按規(guī)定采高進行回采，杜絕超高，同時控制工作面的回采層位，嚴禁煤機手隨意抬刀、挑頂。
2.2.2 對復雜地質(zhì)構造的控制措施
�、殴ぷ髅婊夭蓵r如局部頂煤漏冒跡象時，采取爆破做人工超前預先逮頂煤的方式進行處理，支護用料為2.0—3.0m的半圓木，做超前時必須上金屬網(wǎng)。做完超前支護后用木錨桿對煤壁進行錨幫，在支架前梁煤壁處用2500×φ32 （mm）的圓鋼剎桿進行超前錨幫，其外露400～500 mm，待支架前梁到達該處后在外露端再上大板，使得支架前梁托住大板，大板規(guī)格：4000×200×30（mm）。
�、七^斷層時，斷層的下盤如“斷層面三角帶”頂煤穩(wěn)定且運輸機豎直彎曲允許，在推進過程中可以逐步減少割底板的厚度；每刀“挑頂、抬刀”高度不大于200 mm，同時保證工作面的回采高度，“挑頂、抬刀”堅持“先挑后抬”的原則。
�、侨绻麛鄬酉卤P破底矸，煤機強行割不動時，必須采取預先打眼、小炮爆破松動后再用煤機割、裝矸石。
�、裙ぷ髅娉霈F(xiàn)頂煤松動、片幫、漏冒現(xiàn)象時，及時采取追機移架，伸出伸縮梁，割煤、推溜過后，立即移超前支架最大限度保護頂板的完整性。
�、蓪τ谥Ъ荛g隙造成的漏煤必須用小芭片、枇子及時預先堵漏，防止因小漏冒破壞頂煤的完整性。
3 出切眼的生產(chǎn)組織管理
3.1 大傾角綜放工作面出切眼期間的設備防滑
正確地選擇工作面的偽斜開采是綜采乃至綜放工作面的關鍵，只要采取合理的偽斜推進再加上合理的回采工藝，工作面的防倒防滑問題是可以在不安裝防倒防滑裝置情況下解決的。具體措施：a)采煤工藝---兩端頭斜切進刀，前、后溜單向至下而上進行推溜。b)在正對前溜、后溜機頭設置防滑單體支桿各一個（加工單體著力點裝置安設在機頭）。c)工作面的防滑主要針對前溜，前溜的防滑控制是后溜的防滑關鍵。
3.2工作面支架的“斜、擠、錯、咬、歪、倒”的主要防治措施
工作面支架的“支護姿態(tài)”是工作面生產(chǎn)實際管理的重要組成部分，因此抓住了支架“支護姿態(tài)”的管理，也就是掌握了問題的關鍵。從工作面的生產(chǎn)實踐可以看出：工作面支架支護姿態(tài)的管理工作也就是支架發(fā)生“斜、擠、錯、咬、歪、倒”姿態(tài)的防治過程，從長期的生產(chǎn)實踐來看，支架的“斜→擠→錯→咬→歪→倒”姿態(tài)是一個量變到質(zhì)變的過程，它也是一個綜合防治的過程，所以主要針對以下幾個方面加以控制，通過實踐收到了較好效果。
�、殴ぷ髅嬷Ъ芄こ蓪Σ僮�，一人操作，一人觀察。
�、茝娀Ъ艹鯎瘟Φ墓芾�，初撐力是支架達到支護阻力的前提。
�、菑娀Ъ軅茸o板的使用。
�、群侠淼膫涡遍_采，也是支架狀態(tài)重要影響因素。
⑸放煤的適度，消除因放煤而破壞頂板的完整性，單個支架放煤以見矸為準。
⑹合理支架前移順序，原則上追機移架，發(fā)現(xiàn)調(diào)斜支架以架間空隙大者為切入點，用側護板調(diào)架同時至上而下移架。
�、隧敯骞芾硪蛩兀l(fā)現(xiàn)頂板破碎及時做超前支護逮頂煤。
�、坦ぷ髅婊夭蓪游豢刂�----嚴格跟底回采。
⑼機頭、機尾排頭支架的防倒，我們根據(jù)實際情況規(guī)定：機頭三架不放煤，機尾五架不放煤，同時鋪設金屬網(wǎng)，頂板破碎時配合半圓木鋪設金屬網(wǎng)。
⑽發(fā)現(xiàn)支架推移框架與支架底座相對調(diào)斜時，及時采取調(diào)面方式進行調(diào)整。
4 建議和體會
(1)切眼巷道的掘進：切眼在掘進時盡量保持巷道良好的成型，特別是巷道的高度，避免因巷道高低起伏而加大安裝時期的接頂量，否則支架在出切眼期間均達不到規(guī)定的初撐力而改變工作面出切眼期間的頂板整體性，使支架支護姿態(tài)不正規(guī)，造成切眼頂板提前破碎、漏冒。
(2)工作面后部溜子與支架聯(lián)接：由于傾角大、斷層多，工作面起伏大，使得后部溜子與支架聯(lián)接困難，造成往往后部溜子與支架沒有聯(lián)接，或者用“軟聯(lián)接（用錨鏈聯(lián)接）”，或者“硬聯(lián)接”（正常聯(lián)接通常稱為硬聯(lián)接）與“軟聯(lián)接”并用，這都將給工作面迅速出切眼帶來困難。
(3)工作面前、后部溜子天窗分布與短節(jié)中部槽的使用：大傾角工作面受回采條件的限制，經(jīng)常造成工作面溜子“死機”、“斷鏈”等情況的發(fā)生，因此建議：最多隔8塊中部槽設置一個帶天窗的中部槽，這樣為回采時處理類似事故創(chuàng)造條件；再者受傾角的變化和沒有使用端頭支架等原因，工作面傾向長變化大，造成上端頭空頂面積支護困難，所以必須是先延長前、后部溜子，且只能延一節(jié)短節(jié)，可見短節(jié)溜槽是必要的。
(4)工作面涌水的防治：在工作面設計之初必須設計掘進可靠的放水巷，在工作面回采之初保護好放水巷，避免因放水巷堵塞而帶來回采困難。
(5)選取切眼正確的超前量：對于大傾角綜放工作面沒有正確的切眼超前量可能造成在工作面出切眼之初即面臨大幅的上竄、下滑調(diào)整，這樣不利于工作面回采控制，這將在一定程度上改變切眼的頂板完整性。根據(jù)以往幾個綜放工作面回采實踐，建議工作面的切眼超前量設計為17～22m；工作面傾角超過250，可以考慮超前量設計為：22～25m，但不能超過25m。
(6)設備配套：在回采地質(zhì)條件較為復雜的綜放工作面時，盡量選擇帶有活動前梁且活動前梁帶有伸縮梁的綜放支架。
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