一種大傾角機尾接架方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種大傾角機尾接架方法，包括以下步驟：步驟一、加架前準備工作；步驟二、工作面機尾煤壁刷擴；步驟三、工作面機尾接架。本發(fā)明所述的大傾角機尾接架方法安全可靠，適用于復(fù)雜條件下大傾角綜采工作面的機尾接架。
【專利說明】一種大傾角機尾接架方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大傾角機尾接架方法，尤其適合25°~35°傾角的煤層的機尾接架。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭科技的快速發(fā)展，煤炭開采強度的不斷增加，我國大部分開采條件好的煤層在較短的服務(wù)年限內(nèi)接近枯竭，此時許多礦區(qū)的大傾角煤層開始被開采利用。但是由于許多礦區(qū)的大傾角工作面進行走向長臂采煤法時，由于煤層地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層等地質(zhì)構(gòu)造較多等原因，造成工作面回采時，部分區(qū)段工作面沿傾向長度不一樣，尤其是當工作面長度突然由短變長時，將造成工作面變長區(qū)域的頂板懸空，刮板機長度不夠，將導(dǎo)致無法用采煤機進行變長段煤體的割煤工作，這將嚴重影響大傾角綜采工作面的常規(guī)高效開采，同時工作面增長的區(qū)域需要人工操作風鎬掘進，并采取架工字鋼棚、單體支設(shè)的支護方式進行支護，但是有以下幾個缺點:(I)支護效果一般，當工作面遇應(yīng)力集中區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造及周期來壓等情況時，壓力顯現(xiàn)明顯，增加支護難度，安全系數(shù)較低；(2)勞動強度大，耗費較多人力；(3)工字鋼、單體等支護材料消耗量大，增加生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種大傾角機尾接架方法，可有效解決大傾角綜采工作面長度由短變長的問題。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所介紹的一種大傾角機尾接架方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一、機尾接架前準備工作:
[0006]101、首先對大傾角工作面進行現(xiàn)場勘查，并根據(jù)工作面參數(shù)，確定需要接的新液壓支架的合適數(shù)目N;
[0007]102、在所述的大傾角工作面上部回風巷確定加架的位置，并保證加架區(qū)域頂板完整性好；
[0008]103、在所述的工作面確定加架位置的巷道頂板中間處采用2~4組(每組2根)長度≥L1的礦用工字鋼配合錨索加強支護，每組工字鋼使用5~6組(每組2根)長度≥6.5m、直徑> 20mm的錨索，所述的頂板預(yù)應(yīng)力錨索的極限破斷力不小于600KN，延伸率8%左右，預(yù)緊力為250~300KN.m ；
[0009]104、在所述的需要加架位置的實體煤中開挖裝載液壓支架的硐室，硐室的規(guī)格按照所需接的新液壓支架的架數(shù)N及其規(guī)格(長L1、寬D1、液壓支柱收縮后的高H1),以及煤層的厚度H來確定，硐室的規(guī)格為 ≥長X寬X高=L1* (N-1)D1^H,其中硐室可以采用工字鋼棚加單體支柱進行支護；
[0010]105、對所述的液壓支架裝載硐室的進行兩次導(dǎo)硐，第一次開挖硐室設(shè)計長度的U/2，每向煤體中開挖IOOOmm~1500mm施工一排挑棚，先將π型工字鋼棚梁挑上，后栽上工字鋼棚腿，并采用臨時單體將棚梁支撐牢固，工字鋼棚腿與地面傾角α為70°~80°，單體要均勻布置且支撐到位；等到開挖深度達到(N-1) D1時，分別沿切眼方向距硐室兩幫400~500mm架設(shè)鉸接頂梁，采用單體支柱支撐鉸接頂梁，單體排距為800mm，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于SMPa并拆除臨時單體；
[0011]106、在所述的液壓支架裝載硐室二次擴面中，每開挖1000mm~1500mm施工一排挑棚，并在新擴的煤壁架設(shè)棚腿，相應(yīng)拆除之前架設(shè)在未擴面時煤壁的棚腿，同時采用臨時單體進行支護；等到開挖深度達到D1時，在硐室中部及距新擴面端煤壁400~500mm架設(shè)鉸接頂梁采用單體支柱支撐鉸接頂梁，單體排距為800_，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于8MPa并拆除臨時單體；
[0012]107、當所述的液壓支架裝載硐室開挖完成后，在其正對應(yīng)的巷道上幫煤柱內(nèi)同樣采用二次擴面的方法開挖同樣規(guī)格的絞車硐室，并采用相同的方法進行支護；
[0013]108、在所述的裝載硐室中，利用絞車將所需的新液壓支架零部件運輸?shù)狡渲?，并安裝到位，并采用絞車將新液壓支架移入裝載硐室中，移動過程中依次對裝載硐室中部的鉸接頂梁及單體支柱進行拆除，并及時對空頂區(qū)域采用單體進行支護，等到液壓支架全部安設(shè)到位時，將新液壓支架頂梁升起，液壓支架的支柱壓力無需加到初撐力；
[0014]109、根據(jù)現(xiàn)場條件及采煤機割每刀煤的截深為D。，確定在距液壓支架裝載硐室超前量為Lc=10Dc~14Dc、距裝載硐室需回采循環(huán)數(shù)Nc=10-14的位置開始控制刮板輸送機及液壓支架的下滑量，直至回采至液壓支架裝載硐室時，刮板輸送機機尾及液壓支架下滑量為Lx ≥ ND1，保證輸送機機尾能通過裝載硐室最下部支架下部邊緣；
[0015]110、當所述的大傾角工作面回采至事先確定的加架位置時，開始控制刮板輸送機及舊液壓支架下滑量，工作面每割一刀煤并采取措施保證工作面刮板輸送機及整個工作面的舊液壓支架的總的下滑量為≥Lx/N。，平均每架舊液壓支架的下滑量為Lx/Nc/N架（N|S工作面原有的液壓支架架數(shù))，采取的設(shè)備下滑措施有:(1)采用舊液壓支架推移千斤頂反向推輸送機溜槽、單向推輸送機溜槽的方法，由工作面下部向上部依次拉舊液壓支架，并由工作面上部向下部依次推輸送機溜槽；(2)反裝防滑千斤頂，使推輸送機溜槽時溜槽增加向下的拉力，增加刮板輸送機每個循環(huán)的下竄量；(3)單體輔助推輸送機溜槽，推輸送機溜槽時，采用單體液壓支柱生根在液壓支架底座上，另一端向下斜撐刮板輸送機，增加其下滑量。刮板輸送機上部采煤機未能割到實體煤人工進行開挖，同時回采過程中，舊液壓支架及刮板輸送機下滑所造成的空頂區(qū)后方采用木跺支護，并且不回收，而端頭部分采用單體液壓支柱加鉸接頂梁支撐工字鋼形成的超前棚進行支護，排距800mm，間距1000~1500mm ；
[0016]111、當所述的大傾角工作面回采至液壓支架裝載硐室時，將舊液壓支架裝載硐室前方煤壁及后方老塘區(qū)的支護材料撤除；
[0017]步驟二、工作面機尾煤壁刷擴:
[0018]201、當所述的大傾角工作面回采至裝載硐室下端時，在新液壓支架前方刷幫深度需略大于溜槽寬度與鏟煤板寬度之和；
[0019]202、當所述的工作面煤壁刷幫后，采用木板貼住頂板，并立即打開液壓支架護幫板，卡住木板，并采用一排單體支柱，靠近煤壁支撐住木板，并在單體與煤壁支架塞木棍，防止刷幫區(qū)片幫冒頂，使用乳化液泵對單體進行加壓，初撐力不小于SMPa ；
[0020]步驟三、工作面機尾接架:
[0021]301、在所述的絞車硐室內(nèi)利用絞車將新液壓支架均勻下放，逐步完成與其他液壓支架的對接；
[0022]302、在所述的N架新液壓支架前方，安裝與新液壓支架長度相同的輸送機溜槽并依次下移與原來的輸送機溜槽連接；
[0023]303、將所述新液壓支架通過連接頭與刮板輸送機溜槽連接，組成完整系統(tǒng)，之后割煤，移架，并將工作面機尾刷幫區(qū)的單體支柱移除。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明短面階段回采時工作面接架準備平面圖；
[0025]圖2為本發(fā)明長面階段回采時工作面接架準備平面圖；
[0026]圖3為本發(fā)明工作面進行加架但未到達液壓支架裝載硐室平面圖；
[0027]圖4為本發(fā)明工作面進行加架到達液壓支架裝載硐室但是未加架的平面圖；
[0028]圖5為本發(fā)明工作面加架完成的平面圖；
[0029]圖6為本發(fā)明絞車硐室及裝載硐室二次擴面后斷面支護示意圖；
[0030]圖7為為本發(fā)明絞車硐室及裝載硐室間巷道支護平面示意圖。
[0031]圖中標號:1大傾角工作面；11工作面上部回風巷；12工作面下部運輸巷；13大傾角工作面上部煤柱；14大傾角工作面下部煤柱；15錨索加工字鋼加強支護；151錨索；152方形墊片；153工字鋼；2新液壓支架；3液壓支架裝載硐室；4絞車硐室；5舊液壓支架；6刮板輸送機；7木垛；8工作面超前棚支護；9工作面后方采空區(qū)；31單體支柱；32工字鋼棚腿；33 π型工字鋼鋼梁；34鉸接頂梁
【具體實施方式】
[0032]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示的一種大傾角機尾接架方法，包括以下步驟:
[0033]步驟一、機尾接架前準備工作:
[0034]101、首先對某礦煤層傾角為30°大傾角工作面(I)進行現(xiàn)場勘查，并根據(jù)工作面參數(shù)，工作面原切眼總長138m，后切眼變長為145m，工作面使用ZZ7200/22/45型液壓支架
(6)，液壓支架寬度為1.5m，液壓支架(6)長度為7m，確定需要接的新液壓支架(6)的合適數(shù)為4架，工作面舊液壓支架(6)數(shù)目為92架；
[0035]102、在所述的大傾角工作面(I)上部回風巷(11)確定加架的位置，并保證加架區(qū)域頂板完整性好；
[0036]103、如圖7所示，在所述的工作面(I)確定加架位置的巷道頂板中間處采用2組(每組2根)長度為7.5m的11#礦用工字鋼配合錨索加強支護，每組工字鋼使用5組(每組2根)€ 21.8*6.5m的錨索，所述的頂板預(yù)應(yīng)力錨索的極限破斷力為608KN，延伸率為8%，預(yù)緊力為250KN.m ；
[0037]104、在所述的加架位置的實體煤中開挖液壓支架裝載硐室(3)，裝載硐室(3)的規(guī)格為長X寬X高=7*4.5*3.1m,其中硐室采用工字鋼棚加單體支柱進行支護；
[0038]105、對所述的液壓支架裝載硐室(3)的進行兩次導(dǎo)硐，第一次開挖硐室長度為
3.5m，每向煤體中開挖1500mm施工一排挑棚，先將π型工字鋼棚梁(33)挑上，后栽上工字鋼棚腿(32)，并采用臨時單體支柱將工字鋼棚梁(32)支撐牢固，工字鋼棚腿(32)與地面傾角α為75°，單體支柱(31)要均勻布置且支撐到位；等到開挖深度達到4.5m時，分別沿切眼方向距硐室兩幫400mm架設(shè)鉸接頂梁(34)，采用單體支柱(31)支撐鉸接頂梁(34)，單體支柱(31)排距為800mm，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于SMPa并拆除臨時單體支柱(31);
[0039]106、如圖6所示，在所述的液壓支架裝載硐室(3) 二次擴面中，每開挖1500mm施工一排挑棚，并在新擴的煤壁架設(shè)工字鋼棚腿(32)，相應(yīng)拆除之前架設(shè)在未擴面時煤壁的工字鋼棚腿(32)，同時采用臨時單體支柱進行支護；等到開挖深度達到4.5m時，在硐室中部及距新擴面端煤壁400mm架設(shè)鉸接頂梁(34)采用單體支柱(31)支撐鉸接頂梁(34)，單體支柱(31)排距為800mm，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于SMPa并拆除臨時單體支柱；
[0040]107、當所述的液壓支架裝載硐室(3)開挖完成后，在其正對應(yīng)的巷道上幫煤柱內(nèi)同樣采用二次擴面的方法開挖同樣規(guī)格的絞車硐室(4)，并采用相同的方法進行支護；
[0041]108、在所述的裝載硐室(3)中，利用絞車將所需新液壓支架(2)零部件運輸?shù)狡渲校惭b到位，并采用絞車將新液壓支架(2)移入裝載硐室(3)中，移動過程中依次對裝載硐室(3)中部的鉸接頂梁(34)及單體支柱(31)進行拆除，并及時對空頂區(qū)域采用單體進行支護，等到液壓支架全部安設(shè)到位時，將新液壓支架(2)頂梁升起，新液壓支架(2)的支柱壓力無需加到初撐力；
[0042]109、根據(jù)現(xiàn)場條件及采煤機割每刀煤的截深為800mm，確定在距液壓支架裝載硐室(3)超前量為Sm、距裝載硐室(3)需回采循環(huán)數(shù)10的位置開始控制刮板輸送機(6)及工作面舊液壓支架(5)的下滑量，直至回采至液壓支架裝載硐室(3)時，刮板輸送機(6)機尾及舊液壓支架(5)下滑量為7.5m，保證刮板輸送機(6)機尾能通過裝載硐室(3)最下部支架下部邊緣；
[0043]110、當所述的大傾角工作面(I)回采至事先確定的加架位置時，開始控制刮板輸送機(6)及舊液壓支架(5)下滑量，工作面每割一刀煤并采取措施保證工作面刮板輸送機
(6)及整個工作面的舊液壓支架(5)的總的下滑量為7.5m，平均每架液壓支架的下滑量為
8.3mm，采取的設(shè)備下滑措施有:(1)采用舊液壓支架(5)推移千斤頂反向推刮板輸送機(6)溜槽、單向推刮板輸送機(6)溜槽的方法，由工作面下部向上部依次拉舊液壓支架(5)，并由工作面上部向下部依次推刮板輸送機(6)溜槽；(2)反裝防滑千斤頂，使推刮板輸送機
(6)溜槽時溜槽增加向下的拉力，增加刮板輸送機(6)每個循環(huán)的下竄量；(3)單體輔助推刮板輸送機(6)溜槽，推輸送機溜槽時，采用單體液壓支柱生根在舊液壓支架(5)底座上，另一端向下斜撐刮板輸送機(6)，增加其下滑量。刮板輸送機(6)上部采煤機未能割到實體煤人工進行開挖，同時回采過程中，舊液壓支架(5)及刮板輸送機(6)下滑所造成的空頂區(qū)后方采用木跺(7)支護，并且不回收，而端頭部分采用單體液壓支柱加鉸接頂梁支撐工字鋼形成的工作面超前棚(8)進行支護，排距800mm，間距1500mm ；
[0044]111、當所述的大傾角工作面(I)回采至液壓支架裝載硐室(3)時，將液壓支架裝載硐室(3)前方煤壁及后方老塘區(qū)的支護材料撤除；
[0045]步驟二、工作面機尾煤壁刷擴:
[0046]201、當所述的大傾角工作面(I)回采至液壓支架裝載硐室下部(3)時，在新液壓支架(2)前方刷幫深度需略大于溜槽寬度與鏟煤板寬度之和；
[0047]202、當所述的工作面煤壁刷幫后，采用木板貼住頂板，并立即打開液壓支架護幫板，卡住木板，并采用一排單體支柱，靠近煤壁支撐住木板，并在單體與煤壁支架塞木棍，防止刷幫區(qū)片幫冒頂，使用乳化液泵對單體進行加壓，初撐力不小于SMPa ；[0048]步驟三、工作面機尾接架:
[0049]301、在所述的絞車硐室(4)內(nèi)利用絞車將液壓支架均勻下放，逐步完成與其他液壓支架的對接；
[0050]302、在所述的4架新液壓支架(2 )前方，安裝與新液壓支架(2 )長度相同的輸送機溜槽并依次下移與原來的刮板輸送機(6)溜槽連接；
[0051]303、將所述新液壓支架(2)通過連接頭與刮板輸送機(6)溜槽連接，組成完整系統(tǒng)，之后割煤，移架，并將工作面機尾刷幫區(qū)的單體支柱移除。
[0052]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單的修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)替換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大傾角機尾接架方法，其特征在于包括以下幾個步驟: 步驟一、機尾接架前準備工作: .101、首先對大傾角工作面進行現(xiàn)場勘查，并根據(jù)工作面參數(shù)，確定需要接的新液壓支架的合適數(shù)目N; .102、在所述的大傾角工作面上部回風巷確定加架的位置，并保證加架區(qū)域頂板完整性好； .103、在所述的工作面確定的加架位置的巷道頂板中間處采用2~4組(每組2根)長度≤L1的礦用工字鋼配合錨索加強支護，每組工字鋼使用5~6組(每組2根)長度≤6.5m、直徑> 20mm的錨索，所述的頂板預(yù)應(yīng)力錨索的極限破斷力不小于600KN，延伸率8%左右，預(yù)緊力為250~300KN.m ； .104、在所述的需要加架位置的實體煤中開挖液壓支架裝載硐室，硐室的規(guī)格按照所需接的新液壓支架的架數(shù)N及其規(guī)格(長L1、寬D1、液壓支柱收縮后的高H1),以及煤層的厚度H來確定，硐室的規(guī)格為>長X寬X高=L1* (N-1)D1^H,其中硐室可以采用工字鋼棚加單體支柱進行支護； .105、對所述的液壓支架裝載硐室的進行兩次導(dǎo)硐，第一次開挖硐室設(shè)計長度的L/2，每向煤體中開挖1000mm~1500mm施工一排挑棚，先將π型工字鋼棚梁挑上，后栽上工字鋼棚腿，并采用臨時單體將棚梁支撐牢固，工字鋼棚腿與地面傾角α為70。~80°，單體要均勻布置且支撐到位；等到開挖深度達到(N-1)D1時，分別沿切眼方向距硐室兩幫400~500mm架設(shè)鉸接頂梁，采用單體支柱支撐鉸接頂梁，單體排距為800mm，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于8MPa并拆除臨時單體； . 106、在所述的液壓支架裝載硐室二次擴面中，每開挖1000mm~1500mm施工一排挑棚，并在新擴的煤壁架設(shè)棚腿，相應(yīng)拆除之前架設(shè)在未擴面時煤壁的棚腿，同時采用臨時單體進行支護；等到開挖深度達到D1時，在硐室中部及距新擴面端煤壁400~500mm架設(shè)鉸接頂梁采用單體支柱支撐鉸接頂梁，單體排距為800mm，使用乳化液泵加壓，初撐力不小于SMPa并拆除臨時單體； .107、當所述的液壓支架裝載硐室開挖完成后，在其正對應(yīng)的巷道上幫煤柱內(nèi)同樣采用二次擴面的方法開挖同樣規(guī)格的絞車硐室，并采用相同的方法進行支護； .108、在所述的裝載硐室中，利用絞車將所需的新液壓支架零部件運輸?shù)狡渲校惭b到位，并采用絞車將新液壓支架移入裝載硐室中，移動過程中依次對裝載硐室中部的鉸接頂梁及單體支柱進行拆除，并及時對空頂區(qū)域采用單體進行支護，等到新液壓支架全部安設(shè)到位時，將新液壓支架頂梁升起，新液壓支架的支柱壓力無需加到初撐力； .109、根據(jù)現(xiàn)場條件及采煤機割每刀煤的截深為D。，確定在距液壓支架裝載硐室超前量為Lc=IODe~14D。、距裝載硐室需回采循環(huán)數(shù)Nc=IO~14的位置開始控制刮板輸送機及舊液壓支架的下滑量，直至回采至液壓支架裝載硐室時，刮板輸送機機尾及舊液壓支架下滑量為Lx > N D1，保證輸送機機尾能通過裝載硐室最下部支架下部邊緣； .110、當所述的大傾角工作面回采至事先確定的加架位置時，開始控制刮板輸送機及舊液壓支架下滑量，工作面每割一刀煤并采取措施保證工作面刮板輸送機及整個工作面的舊液壓支架的總的下滑量為≤Lx/N。，平均每架舊液壓支架的下滑量為Lx/Ny%(%為工作面原有的液壓支架架數(shù))，采取的設(shè)備下滑措施有:(I)采用舊液壓支架推移千斤頂反向推刮板輸送機溜槽、單向推刮板輸送機溜槽的方法，由工作面下部向上部依次拉液壓支架，并由工作面上部向下部依次推刮板輸送機溜槽；(2)反裝防滑千斤頂，使推輸送機溜槽時溜槽增加向下的拉力，增加刮板輸送機每個循環(huán)的下竄量；(3)單體輔助推刮板輸送機溜槽，推刮板輸送機溜槽時，采用單體液壓支柱生根在舊液壓支架底座上，另一端向下斜撐刮板輸送機，增加其下滑量。刮板輸送機上部采煤機未能割到實體煤人工進行開挖，同時回采過程中，同時回采過程中，舊液壓支架及刮板輸送機下滑所造成的空頂區(qū)后方采用木跺支護，并且不回收，而端頭部分采用單體液壓支柱加鉸接頂梁支撐工字鋼形成的超前棚進行支護，排距 800mm，間距 1000 ~1500mm ； 111、當所述的大傾角工作面回采至液壓支架裝載硐室時，將液壓支架裝載硐室前方煤壁及后方老塘區(qū)的支護材料撤除； 步驟二、工作面機尾煤壁刷擴:201、當所述的大傾角工作面回采至裝載硐室下端時，在新液壓支架前方刷幫深度需略大于溜槽寬度與鏟煤板寬度之和；202、當所述的工作面煤壁刷幫后，采用木板貼住頂板，并立即打開液壓支架護幫板，卡住木板，并采用一排單體支柱，靠近煤壁支撐住木板，并在單體與煤壁支架塞木棍，防止刷幫區(qū)片幫冒頂，使用乳化液泵對單體進行加壓，初撐力不小于SMPa ； 步驟三、工作面機尾接架: 301、在所述的絞車硐室內(nèi)利用絞車將新液壓支架均勻下放，逐步完成與其他舊液壓支架的對接；302、在所述的N架新液壓支架前方，安裝與新液壓支架長度相同的刮板輸送機溜槽并依次下移與原來的刮板輸送機溜槽連接；303、將所述新液壓支架通過連接頭與刮板輸送機溜槽連接，組成完整系統(tǒng)，之后割煤，移架，并將工作面機尾刷幫區(qū)的單體支柱移除。
【文檔編號】E21D23/04GK103470291SQ201310464834
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】楊科, 陸偉, 閆書緣, 何吉春, 潘桂如, 徐偉 申請人:安徽理工大學