CN110454163B - 一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，在设计停采线预先布置主回撤通道,在主回撤通道之外布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用联络巷联通；使用内织钢丝绳的高强聚酯柔性网铺顶；末采期间进行贯通层位控制，做好采高调整、顶板控制以及底板控制，观察层位控制标志控制顶板、底板走势和变化；将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上，使用矿用防爆排沙泵，先排积水再使用具备装载、侧卸和破碎功能的末采专用清煤机进行机械化清煤。本发明采用多通道快速回撤、末采高强聚酯柔性网铺顶、贯通层位精准控制和机械化清煤，保障工作面安全快速回撤，人工劳动强度低，劳动效率高，实现了安全高效采矿。
Description
技术领域
本发明属于煤矿综采技术领域，涉及一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺。
背景技术
综采工作面安全快速末采及回撤一直是煤矿追求的目标。通过不断优化末采技术和工艺,缩短末采时间，采用先进的技术装备保障工作面安全快速回撤，可以提高劳动效率，降低劳动强度，提高采区接续率，实现安全高效生产。末采的贯通质量,是实现工作面安全快速回撤的前提和基础。传统末采贯通管理顶板采用综采工作面使用金属网配合液压支架挂网,在末采期间每个循环都需要作业人员人工运网、挂网，材料费用高，贯通效率低，而且安全性差。
煤矿综采工作面末采回撤时，往往在工作面设备回撤期间由于矿山压力显现剧烈顶板压力聚集导致设备被压死难以撤出，现有技术中通常采用的方法是加大单个回撤通道的支护强度，将过多的时间用在支护上，会导致末采速度降低。
目前综采工作面在末采贯通后，需人工进行清煤，劳动强度大、用工量大、需要从其他区队抽派人员共同清煤。现场人员多杂、空间紧凑、现场安全隐患多、清理时间越长人越多安全风险越大，工作效率低。而且目前清煤阶段大块煤的处理，原先是采用大锤支架爆破的方法，劳动强度大、安全风险大，设备安装及回撤周期长。
发明内容
本发明的目的是提供一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，解决了现有技术中存在的贯通效率低，人工进行清煤安全性差，工作效率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、设计多个回撤通道
在设计停采线预先布置主回撤通道,在主回撤通道之外布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用若干个联络巷联通，各个联络巷间距50m，主副回撤通道断面分别为6×5m和5.5×4.2m，均采用锚网索加钢筋梯子梁支护；
步骤2、末采高强聚酯柔性网铺顶
综采工作面末采期间使用内织若干条钢丝绳的高强聚酯柔性网铺顶，对末采和回撤期间顶板进行管理；工作面推采距离停采线14m时，在每台支架架缝间以顶梁前端300mm位置施工吊挂锚杆或锚索；回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，并在机尾备用单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧处卸车；操作设置在液压立柱上的绞盘，通过设置在顶梁上的定滑轮收紧钢丝绳，将柔性网卷悬吊在液压支架的前梁下方，采煤机开始割煤；完成割煤工序后操作绞盘，松开钢丝绳，将柔性网卷下落，进行移架工序；完成割煤、移架工序，将柔性网拖至工作面顶板后，操作绞盘，收回钢丝绳，将柔性网卷悬吊在支架前梁下，准备进行下一割煤、移架工序；
步骤3、贯通层位控制
末采期间进行贯通层位控制，做好采高调整、顶板控制以及底板控制，工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，逐步降采高直到贯通采高保持在4.5m，贯通时顶板、底板平直，底板与主回撤通道无台阶；在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置层位控制标志，观察层位控制标志控制顶板、底板走势和变化，确保工作面与主回撤通道贯通；
步骤4、清煤
综采工作面贯通以后，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上，使用矿用防爆排沙泵，先排除工作面及回风顺槽内的积水；再使用具备装载、侧卸和破碎功能的末采专用清煤机，清挖工作面底煤、破碎大块煤，将堆积在刮板运输机与主回撤通道跺式支架之间的贯通点上的浮煤清理至刮板运输机上。
本发明的特点还在于：
步骤1中在主回撤通道之外相距25m布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用5个联络巷联通，联络巷的间距为50m，主回撤通道和副回撤通道内施工C30砼地坪，厚度200mm。
步骤2中工作面推采距离停采线14m时，每隔20架液压支架施工吊挂一根锚杆或锚索；锚杆的抗拔力不得小于10t，外露长度100-150mm；锚索的抗抜力不小于20t，外露长度200-300mm；回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，抹角宽度1.5m，并在机尾备用3根单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧12.5m处卸车。
步骤2中完成割煤工序后操作绞盘，松开钢丝绳，将柔性网卷下落2-3m，保证柔性网卷距离刮板运输机垂直高度不小于800mm，进行移架工序。
步骤3中采高调整：工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，距离停采线50m时开始逐步降采高，距离停采线20m时采高降至4.5m，直到贯通采高保持在4.5m；
底板控制：工作面底板沿两巷底板整体推进，具体层位控制以距离工作面底板0.8-1.1m夹矸层为标志层沿底板推采，局部地方根据内撤架巷探巷实际情况及时调整，保证贯通时工作面底板高出内撤架巷底板50-100mm；
顶板控制：降采高的过程中每刀降低幅度不超过100mm，采用降一刀，平推一刀的调整方法，保证顶板平整。
步骤3中的层位控制标志是在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置的16个层位控制眼，控制眼长度20m，间距20m，距巷道底板1.5m，控制眼与巷道底板平行，每个控制眼内安装/>长度20m的PVC管，PVC管内填充白灰；工作面回采距停采线20m时，综采队在生产期间，以观察层位控制标志为基准，控制顶板、底板走势和变化。
步骤4中的柔性挡矸网长×宽＝12×4m，30张柔性挡矸网搭接在一起，压茬长度不小于300mm，用双股14#铁丝每隔200mm按双排“三花”将两层网加密绑好，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上。
本发明的有益效果是：本发明可以实现多通道安全快速回撤，可以提高劳动效率，降低劳动强度，提高采区接续率，实现安全高效生产；综采工作面末采期间使用高强聚酯柔性网铺顶工艺，对末采和回撤期间顶板进行有效管理，保障安全末采和回撤；采期间使用层位控制技术，做好采高调整及顶底板控制，确保工作面与主回撤通道精准贯通；应用柔性挡矸网阻止浮煤涌入主回撤通道跺式支架内，减少清煤工作量，使用末采专用清煤机代替人工劳动，可以提高工作效率。
附图说明
图1是本发明一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺中的挂网结构示意图；
图2是本发明一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺中的落网结构示意图。
图中，1.液压支架，2.绞盘，3.定滑轮，4.钢丝绳，5.柔性网卷，6.刮板运输机，7.采煤机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、设计多个回撤通道
在设计停采线预先布置主回撤通道,在主回撤通道之外布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用若干个联络巷联通，各个联络巷间距50m，主副回撤通道断面分别为6×5m和5.5×4.2m，均采用锚网索加钢筋梯子梁支护，工作面与主回撤通道贯通后，从工作面中部开始回撤溜槽及支架，然后向两端头同时回撤，从主回撤通道快速将设备撤出，通过副回撤通道将设备运出，回撤的设备也可暂时存放在副回撤通道中，提高回撤效率。
步骤1中在主回撤通道之外相距25m布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用5个联络巷联通，联络巷的间距为50m，主回撤通道和副回撤通道内施工C30砼地坪，厚度200mm。
多通道技术的应用可以大大缩短回撤时间，回撤一个7m大采高工作面煤机、三机、174台支架等全部设备，时间可以缩短至16天之内，既可以提高工效，防止顶板压力聚集造成支架压死事故，也可以缩短工作面停采后封闭时间，防止自然发火，保障矿井安全生产。
步骤2、末采高强聚酯柔性网铺顶
综采工作面末采期间使用内织若干条钢丝绳的高强聚酯柔性网铺顶，对末采和回撤期间顶板进行管理保障安全末采和回撤。
高强聚酯柔性网(JDPET600*600MS)长*宽＝356米*15米.网内织7条Ф15.5mm长356米钢丝绳。第一条距网末边6.5米，第七条距网末边1.7米,钢丝绳间距0.8米。工作面推采距离停采线14m时，在每台支架架缝间以顶梁前端300mm位置施工吊挂锚杆或锚索，锚杆规格为：锚索规格为：/>回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，并在机尾备用单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧处卸车。
撩网、割煤操作工序如图1所示，操作设置在液压立柱上的绞盘2，通过设置在顶梁上的定滑轮3收紧钢丝绳4，将柔性网卷5悬吊在液压支架1的前梁下方，采煤机7开始割煤。
落网、移架操作工序如图2所示，完成割煤工序后操作绞盘2，松开钢丝绳4，将柔性网卷5下落，进行移架工序；完成割煤、移架工序，将柔性网拖至工作面顶板后，操作绞盘2，收回钢丝绳4，将柔性网卷5悬吊在支架前梁下，准备进行下一次割煤、移架工序。
步骤2中工作面推采距离停采线14m时，每隔20架液压支架施工吊挂一根锚杆或锚索；锚杆的抗拔力不得小于10t，外露长度100-150mm；锚索的抗抜力不小于20t，外露长度200-300mm；回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，抹角宽度1.5m，并在机尾备用3根单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧12.5m处卸车。
步骤2中完成割煤工序后操作绞盘2，松开钢丝绳4，将柔性网卷5下落2-3m，保证柔性网卷5距离刮板运输机6垂直高度不小于800mm，进行移架工序。
传统末采贯通管理顶板采用综采工作面使用金属网配合液压支架挂网,在末采期间每个循环都需要作业人员人工运网、挂网，材料费用高，贯通效率低，而且安全性差。末采高强聚酯柔性网铺顶工艺，工作面从距停采线14m处施工吊挂锚杆或锚索，到挂网、铺网，仅用12个小班，405个工数就可以贯通，可以大大缩短末采时间，提高劳动效率，更重要是人员在支架内操作撩网，不需要在架前连网，在安全、工效、经济性方面均具备无可比拟的优势。
步骤3、贯通层位控制
末采的贯通质量,是实现工作面安全快速回撤的前提和基础。末采期间进行贯通层位控制，做好采高调整、顶板控制以及底板控制，工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，逐步降采高直到贯通采高保持在4.5m，贯通时顶板、底板平直，底板与主回撤通道无台阶；在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置层位控制标志，观察层位控制标志控制顶板、底板走势和变化，确保工作面与主回撤通道贯通，实现工作面安全快速回撤。
步骤3中采高调整：工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，距离停采线50m时开始逐步降采高，距离停采线20m时采高降至4.5m，直到贯通采高保持在4.5m；
底板控制：工作面底板沿两巷底板整体推进，具体层位控制以距离工作面底板0.8-1.1m夹矸层为标志层沿底板推采，局部地方根据内撤架巷探巷实际情况及时调整，保证贯通时工作面底板高出内撤架巷底板50-100mm；
顶板控制：降采高的过程中每刀降低幅度不超过100mm，采用降一刀，平推一刀的调整方法，保证顶板平整。
步骤3中的层位控制标志是在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置的16个层位控制眼，控制眼长度20m，间距20m，距巷道底板1.5m，控制眼与巷道底板平行，每个控制眼内安装/>长度20m的PVC管，PVC管内填充白灰；工作面回采距停采线20m时，综采队在生产期间，以观察层位控制标志为基准，控制顶板、底板走势和变化，同时管控好工作面工程质量，实现“三直两平”，确保工作面与主回撤通道精准贯通。
步骤4、清煤
综采工作面贯通以后，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上，使用矿用防爆排沙泵，先排除工作面及回风顺槽内的积水；再使用具备装载、侧卸和破碎功能的末采专用清煤机，清挖工作面底煤、破碎大块煤，将堆积在刮板运输机与主回撤通道跺式支架之间的贯通点上的浮煤清理至刮板运输机上，为设备回撤创造条件。
综采工作面贯通以后，贯通点堆积大量浮煤，并有部分浮煤涌入主回撤通道跺式支架内，人工清理浮煤工作量大，劳动效率低，作业安全得不到保障，应用柔性挡矸网可以阻止浮煤涌入主回撤通道跺式支架内，减少清煤工作量，使用末采专用清煤机代替人工劳动，可以提高工作效率，安全快速。
步骤4中的柔性挡矸网长×宽＝12×4m，30张柔性挡矸网搭接在一起，压茬长度不小于300mm，用双股14#铁丝每隔200mm按双排“三花”将两层网加密绑好，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上，阻挡贯通后的浮煤涌入跺式支架内。
末采专用清煤机为具备装载、侧卸和破碎功能的侧卸装载机，其铲斗部分可拆卸更换为锤头，专门用于综采工作面末采贯通后清理浮煤、清挖工作面底煤、破碎片帮的大块煤。综采工作面末采及回撤期间，工作面及回风顺槽容易积水，浮煤与积水混合后难以清理，普通水泵容易造成堵塞或烧毁，使用矿用防爆排沙泵，先排除积水，再清理浮煤，可有效排除煤矿井下含有煤泥、煤沙等污水污物，大大提高工作效率，为工作面安全高效末采创造条件。
本发明一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其有益效果在于：采用多通道快速回撤、末采高强聚酯柔性网铺顶、贯通层位精准控制和机械化清煤，保障工作面安全快速回撤，可以提高劳动效率，降低人工劳动强度，提高采区接续率，实现安全高效生产。
Claims (7)
1.一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、设计多个回撤通道
在设计停采线预先布置主回撤通道,在主回撤通道之外布置副回撤通道，在所述主回撤通道和副回撤通道之间采用若干个联络巷联通，各个联络巷间距50m，主副回撤通道断面分别为6×5m和5.5×4.2m，均采用锚网索加钢筋梯子梁支护；
步骤2、末采高强聚酯柔性网铺顶
综采工作面末采期间使用内织若干条钢丝绳的高强聚酯柔性网铺顶，对末采和回撤期间顶板进行管理；工作面推采距离停采线14m时，在每台支架架缝间以顶梁前端300mm位置施工吊挂锚杆或锚索；回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，并在机尾备用单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧处卸车；操作设置在液压立柱上的绞盘(2)，通过设置在顶梁上的定滑轮(3)收紧钢丝绳(4)，将柔性网卷(5)悬吊在液压支架(1)的前梁下方，采煤机(7)开始割煤；完成割煤工序后操作绞盘(2)，松开钢丝绳(4)，将柔性网卷(5)下落，进行移架工序；完成割煤、移架工序，将柔性网拖至工作面顶板后，操作所述绞盘(2)，收回钢丝绳(4)，将柔性网卷(5)悬吊在支架前梁下，准备进行下一割煤、移架工序；
步骤3、贯通层位控制
末采期间进行贯通层位控制，做好采高调整、顶板控制以及底板控制，工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，逐步降采高直到贯通采高保持在4.5m，贯通时顶板、底板平直，底板与主回撤通道无台阶；在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置层位控制标志，观察层位控制标志控制顶板、底板走势和变化，确保工作面与主回撤通道贯通；
步骤4、清煤
综采工作面贯通以后，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上，使用矿用防爆排沙泵，先排除工作面及回风顺槽内的积水；再使用具备装载、侧卸和破碎功能的末采专用清煤机，清挖工作面底煤、破碎大块煤，将堆积在刮板运输机与主回撤通道跺式支架之间的贯通点上的浮煤清理至刮板运输机上。
2.根据权利要求1所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤1中在主回撤通道之外相距25m布置副回撤通道，在主回撤通道和副回撤通道之间采用5个联络巷联通，联络巷的间距为50m，主回撤通道和副回撤通道内施工C30砼地坪，厚度200mm。
3.根据权利要求1所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤2中工作面推采距离停采线14m时，每隔20架液压支架施工吊挂一根锚杆或锚索；锚杆的抗拔力不得小于10t，外露长度100-150mm；锚索的抗抜力不小于20t，外露长度200-300mm；回采距离停采线14m时，对机尾煤壁进行抹角，抹角宽度1.5m，并在机尾备用3根单体支柱，向工作面运网时使用；将高强聚酯柔性网折叠成柔性网卷运抵综采工作面回风顺槽距离内撤架巷靠近工作面侧12.5m处卸车。
4.根据权利要求3所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤2中完成割煤工序后操作绞盘(2)，松开钢丝绳(4)，将柔性网卷(5)下落2-3m，保证柔性网卷(5)距离刮板运输机(6)垂直高度不小于800mm，进行移架工序。
5.根据权利要求1所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤3中采高调整：工作面推采距离停采线100m时开始调整工作面，距离停采线50m时开始逐步降采高，距离停采线20m时采高降至4.5m，直到贯通采高保持在4.5m；
底板控制：工作面底板沿两巷底板整体推进，具体层位控制以距离工作面底板0.8-1.1m夹矸层为标志层沿底板推采，局部地方根据内撤架巷探巷实际情况及时调整，保证贯通时工作面底板高出内撤架巷底板50-100mm；
顶板控制：降采高的过程中每刀降低幅度不超过100mm，采用降一刀，平推一刀的调整方法，保证顶板平整。
6.根据权利要求5所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤3中的层位控制标志是在综采工作面主回撤通道煤墙侧设置的16个层位控制眼，控制眼长度20m，间距20m，距巷道底板1.5m，控制眼与巷道底板平行，每个控制眼内安装长度20m的PVC管，PVC管内填充白灰；工作面回采距停采线20m时，综采队在生产期间，以观察所述层位控制标志为基准，控制顶板、底板走势和变化。
7.根据权利要求1所述的一种综采工作面快速末采回撤及淸煤工艺，其特征在于，所述步骤4中的柔性挡矸网长×宽＝12×4m，30张柔性挡矸网搭接在一起，压茬长度不小于300mm，用双股14#铁丝每隔200mm按双排“三花”将两层网加密绑好，在柔性挡矸网顶部和中部纵向绑扎两道钢丝绳，将绑扎后的柔性挡矸网固定于主回撤通道跺式支架上。
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