吕超杰陈学海史晓飞张喜矿王志浩(郑煤集团裴沟煤矿)
摘要:本文通过对炮放工作面端头顺山棚防倒防滑装置研制与应用,解决了炮放工作面端头处安全系数小的问题并增强强了端头顺山棚的支护强度,从而提高了炮放工作面的生产效率。
关键词:工作面端头顺山棚支护强度防倒防滑
0引言
炮放工作面的上下端头顺山区域是矿山压力的叠加区,断面面积大,矿山压力大,人员通过频繁,巷道维护困难,既是通风行人的唯一安全通道,又安装有刮板输送机头、机尾,所以增强工作面端头顺山棚支护抗压强度尤为重要。郑煤集团裴沟煤矿所采煤层系“三软”煤层,特别是34采区条带工作面煤层不仅属于“三软”煤层且工作面进风巷、回风巷坡度大,使得进、回风巷端头顺山棚支护困难,顶板不易管理,支护强度低、安全系数小。一直以来在炮采工作面上端头顺山棚采用长3.0m坑木做梁,下端头顺山棚采用长3.5m坑木做梁,且上下帮均采用2.2m单体液压支柱进行支护,同时采用荆笆椽子进行闭帮。顺山棚中间采用铰接顶梁配合单体液压支柱进行支护,留设不少于0.7m宽的人行通道。随着新技术的推广与应用,在炮采工作面上端头顺山棚采用长3.0mπ型钢梁做梁,下端头顺山棚采用长3.5mπ型钢梁做梁,且上下帮均采用2.2m单体液压支柱进行支护,同时采用荆笆椽子进行闭帮。中间采用铰接顶梁配合单体液压支柱进行支护,留设有不少于0.7m宽人行通道。因上下顺山坡度大且压力大、中间采用铰接顶梁配合单体液压支柱进行支护,铰接顶梁与π型钢梁接触面铁对铁易打滑,一旦上下端头顶板初次来压或周期来压易造成上下顺山棚倒落或前倾,易发生局部冒顶事故,严重影响了矿井安全生产和高产高效。针对炮采工作面端头顺山棚存在的一系列问题,经过现场勘察和反复研究论证,提出了研制炮采工作面端头顺山棚防倒防滑装置。
1防倒防滑装置使用前的支护状况
裴沟煤矿是郑煤集团公司骨干矿井之一,有裴沟井田、杨河井田、樊寨井田三部分组成,可采储量为1.6亿万t,目前矿井有32、34采区两个采区,共有一综一炮一残采三个采煤队进行生产。郑煤集团裴沟煤矿34131工作面概况:该工作面北距34-300改造回风巷254m处有-200集中回风巷老巷,南接-300集中运输巷及34-300改造回风巷,西为34111(条带)工作面,东为未采区。34131工作面以原-200集中运输巷为其切巷,预计停采线位于34-300改造回风巷北40m处,走向长16m,可采倾斜平均长245m,面积为3920m2。34131工作面进、回风巷坡度在10-15°,工作面进、回风端头处采用3.0mπ型钢梁配合铰接顶梁进行支护,因为上下端头坡度大,工作面一旦发生初次来压或周期来压时π型钢梁与铰接顶梁接触面易发生打滑,顺山棚不牢固,容易造成整体顺山棚往前方倒落,影响矿井安全生产。郑煤集团裴沟煤矿34131工作面一直以来都是使用π型钢梁配合铰接顶梁进行支护,接触面使用木楔。这种支护方式接触面使用木楔背,易浪费材料消耗、不易回收再利用、安全系数低,一旦单体液压支柱出现漏液现象,接触面木楔易滑落,易发生零打碎敲事故。
2防倒防滑使用后的支护状况
2.1防倒防滑装置的规格及使用特征为降低材料消耗,提高条带工作面进、回风巷端头支护质量,增强顺山棚稳固性及抗压强度。经过现场应用对比实验,在条带工作面进、回风巷顺山棚采用π型钢梁配合铰接顶梁进行支护时,π型钢梁与铰接顶梁接触面使用自制加工设计的防倒防滑装置代替了木楔。
防倒防滑装置规格:根据π型钢梁宽度,防倒防滑装置使用一块10mm厚度正方形钢板,正方形四个角正反面各焊接四个锥柱体Ф20-30mm,任意一边焊接上一根800mm长的小链,在链子另一头焊接一个小钩,把防倒防滑装置垫在π型钢梁与铰接顶梁接触面,防倒防滑正反面四个锥柱体正好卡在π型钢梁与铰接顶梁梁牙内,然后将800mm长小链扭两圈栓在单体柱上,然后活钩挂在连环内,可以防止单体柱出现漏液现象倒柱伤人,为安全生产创造了条件同时也杜绝了零打碎敲事故的发生。
2.2防倒防滑装置使用前后比较
2.2.1由于上下顺山坡度大、巷道压力大,使用防倒防滑装置前,顺山棚左右歪斜,存在不安全隐患。在使用防倒防滑装置之后增强了上下顺山棚的牢固性。
2.2.2使用防倒防滑装置前工作面一旦发生初次来压或周期来压时,铁对铁接触面易打滑,整体铰接梁易倾倒,造成人员事故。使用防倒防滑装置后,增强了上下顺山棚整体抗压强度,提高了安全系数。
2.2.3使用防倒防滑装置前顺山棚所站的单体柱不成直线、接顶无力、迎山不照等一系列问题重复出现,影响采面安全生产。由于防倒防滑装置与π型钢梁和铰接顶梁吻合时才能够使用,因此使用防倒防滑装置后,不会出现上述一系列问题,同时提高了采面安全系数及质量标准化水平。
2.2.4使用防倒防滑装置前易发生单体液压支柱倒柱伤及上下端头零打碎敲事故。使用防倒防滑装置后杜绝了单体液压支柱倒柱伤人及上下端头零打碎敲事故的发生。
2.3使用防倒防滑装置的缺点及注意事项
2.3.1使用防倒防滑装置的缺点使用防倒防滑装置过程中,单体液压支柱卸载瞬间,铰接顶梁下落的同时,防倒防滑装置易滑落。支护过程中,向π型钢梁与铰接顶梁接触面放防倒防滑装置时,易挤伤指头。
2.3.2使用防倒防滑装置注意事项使用防倒防滑装置过程中,在给单体液压支柱卸载瞬间,铰接顶梁下落的同时,眼睛要时刻注意防倒防滑装置下落位置,防止伤人。在支护过程中,向π型钢梁与铰接顶梁接触面放防倒防滑装置时要配合好,做到眼不离手,防止意外事故发生。
2.4效益分析
2.4.1工作面上下顺山棚使用防倒防滑装置后,每月少投入木楔10m3,按每方1100元计算,一月节约材料费1.1万元,一年共节约材料费13.2万元。
2.4.2工作面使用防倒防滑装置后,工作面上下顺山棚的工程质量得到了很大的提高,从而提高了工作面整体质量标准化水平,取得了良好的经济效益和社会效益。
3结束语
对防倒防滑装置的大力推广与广泛使用减轻了工人劳动强度,降低了材料投入,增强了上下顺山棚支护强度,提高了工作面上下端头的安全系数,提升了工作面质量标准化整体水平,更加有利于安全生产。