综采工作面末采及出架方案优化117.ppt

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1、02:40:24,综采工作面末采及出架 方 案 优 化,生产技术部 张勇 2013年9月25日,02:40:24,一、背景 针对我矿综采工作面末采、出架方案在施工工艺、效率和安全方面与兄弟矿井之间的差距由生产张矿长牵头，多次深入王台、古矿进行调研，在此基础上，我矿XV4311工作面出架方案改革进行了论证和推理，并在现场得到了良好的应用。随后，在地面就9#煤综采工作面末采及出架工艺进行现场模拟、论证。 现将相关材料总结、汇报如下。,02:40:24,第一部分 三矿末采、出架方式对比分析 第二部分 我矿15#煤XV4311工作面出架总结及 建议 第三部分 我矿9#煤末采及出架方案（研讨）,02:4

2、0:24,第一部分 三矿末采、出架方式对比分析,02:40:24,一、三矿15#煤综采工作面地质条件及设备 配套比较,02:40:24,二、三矿15#煤综采工作面末采及出架工艺比较,02:40:24,经对比得知，两矿均对末采、出架工艺进行了改进。但从效率上讲，王台矿末采工期大大缩短，而古矿由于增加了施工锚杆、锚索工序，导致末采工期有所延长。 结合设备、地质条件及劳动效率等情况，重点对王台矿末采工艺进行介绍。,三、末采调研三矿综合条件与出架工艺比较,02:40:24,王台矿末采的结束是指末采通道的形成，后期末采煤帮支护、圆弧角等设备回收和出架准备工程均移交给专业队组负责完成。整体施工执行刚性、定

3、期考核。而我矿的末采结束是指设备回收前上述所有工程。 具体以末采技术要求、施工工序两个方面进行对比分析。,四、王台矿15#煤末采工艺介绍及与我矿比较,02:40:24,四、王台矿15#煤末采工艺介绍及与我矿比较,1、末采技术要求介绍及对比：,02:40:24,2、施工工艺介绍及对比 王台矿在传统15#煤的末采工艺上，对片网固定方式、铺联网施工方法、撤架通道抽换板梁、封帮等4个环节进行改进，大大提高了末采工效。具体对比情况详见下表：,四、王台矿15#煤末采工艺介绍及与我矿比较,02:40:24,四、王台矿15#煤末采工艺介绍及与我矿比较,02:40:24,六、总结与建议：,王台矿在末采工艺上进行

4、了革新，对制约末采工序的几个关键环节进行了改进。客观上加快了末采进度，主观上，该矿树立以快致胜的原则，用快来保证安全。 比如：在支架定位后最后四刀煤的撤架通道成形工艺上，原先的传统作法是依次替换板梁（共需降架上板梁升架工序重复3次以上），而改进为分段一次成形后，减少少了上述环节，只需执行1次降架上板梁升架的工序，减少了对顶板的重复扰动，事实证明改进后对顶板的管理是有效的。其次，由于加快了末采施工进度，直接影响是矿压显现不明显，即在矿山压力作用之前即采取了有效措施控制了顶、帮，避免了之前由于进度慢，矿山压力作用过来后一直被动处理的不利局面。,02:40:24,六、总结与建议：,1、改进铺联网施工

5、工艺。 (1) 上第一趟片网取消使用木板或者板梁固定，支架固定在支架顶梁上方，若因顶板不平整压不紧片网时，可在支架顶梁与片网之间垫柱帽或道木。 (2) 铺联网时人员站在支架档煤板前作业，尽量实现三刀煤联两趟网的工艺；同时为避免频繁伸缩护帮板过程中扯坏顶网，在顶板完好的条件下进入末采后尽量不用护帮板。 （3）减少联网道数，网头搭接处连1米810道，网中间只起固定钢丝绳的1米35道。 2、 在下一个工作面试验撤架通道分段一次成型工艺。 3、优化劳动组织。,02:40:24,第二部分 我矿15#煤XV4311工作面出架总结及建议,02:40:24,XV4311出架面共布置ZZ800017/32型液压

6、支架119架、ZT8000-16/30型端头支架2架支护顶板。出架通道内90#至机头，顶底坡度变化较为平缓；90#至113#架范围内，顶底板为变坡段，顶板向煤帮严重倾斜、底板往机尾呈5-6度的斜坡。出架通道内，在末采期间3#、118#架处及两巷超前支护区，均施工12#长2.4米槽钢配合15.24-1-6300mm的锚索进行补强支护顶板，以便调、撤掩护架时顶板得到有效支护。其它同以往15#出架面相同。 XV4311出架面具体情况如下图所示：,一、XV4311出架面基本情况介绍,02:40:24,一、XV4311出架面基本情况介绍,图2-1 XV4311工作面末采通道支护示意图,02:40:24,

7、二、XV4311出架工艺的革新及实施,1、原有15#煤出架工艺 XV4311原出架方案中采取局部通风机通风。在实施初期，工作面中部瓦斯居高不下，无法满足出架面通风瓦斯管理要求，需对出架通风方式进行调整，为全负压出架通风方式。 而我矿的以往的全负压出架方式，存在施工尾巷木垛劳动强度大、效率低、安全出口得不到保障，后期木垛维护困难等弊端；同时两个掩护架并列布置方式和三角区“七九排”支柱管理，存在着三角区支柱数量过多、支护强度低、劳动强度大等不合理现象。结合外出调研结果及现场实际情况，对XV4311工作面出架方案进行优化如下。,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,图2-2 以往1

8、5#煤全负压出架方式示意图,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,2、全负压出架方案的总体思路: a、在工作面出架通道内施工一排15.24-1-6300mm的单体锚索，锚索间距3米，距封帮柱头1.6米；施工过程中，出架前保证施工20根锚索，以后随出架进度，每天检修班施工5-6根锚索，满足出架进度要求。 b、采用两个掩护架出架。 1# 掩护超前2#掩护架1.5米；将2#掩护向老塘侧调1.5米，两个掩护架保持1.5m的距离，作为进出架后打木垛及施工放顶眼的安全通道。架间距掩护架侧护帮0.3米各支设一排单体点柱进行支护；2#掩护架靠老塘侧三角区处由后立柱开始向外支设双排单体点柱进行

9、支护，双排点柱实行“五七排”管理，并在后柱跟及老塘侧支设戗柱。,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,2、全负压出架方案的总体思路: c、前60架出架后在1#掩护架后施工单体木垛维护回风通道，木垛间距3米，距帮0.8米；后60架出架后试验不再施工木垛。现场提前热备两台230kW风机，根据现场情况，如顶板垮落，不能通满足全负压风要求，则立即封闭回风巷，并开启局部通风机，确保通风可靠，瓦斯不超限。 d、老塘悬顶面积过大采取人工爆破方式进行顶板管理。,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,图2-3 XV4311全负压出架期间前60架支护示意图,02:40:24,二

10、、XV4311出架工艺的革新及实施,图2-4 XV4311全负压出架期间后60架支护示意图,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,3、施工顺序： 正常情况1#掩护架始终超前2#掩护架1.21.5米。 a、前60个架（架后施工木垛）施工工艺： 抽走待回收支架打出2#掩护架护帮板，在护帮板和前梁上方交替上2.4m和3.2m的板梁，板梁下支柱先拉1#掩护架，使1#掩护架超前2#掩护架23m在1#掩护架尾梁后打木垛回取通道板梁梁头的支柱及封帮材料回撤2#掩护架老空侧需回收的点柱、戗柱，回撤1#、2#掩护架间需回收的点柱、戗柱然后再拉2#掩护架，使2#架前立柱与1#架后立柱相齐。所有支

11、柱全部采取先支后回的原则。,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,3、施工顺序： b、后60个架（架后停止施工木垛）施工工艺： 抽走待回收支架打出2#掩护架护帮板，在2#掩护架靠老空侧上1.5m的走向板梁，梁下支设点柱，待老空侧柱支设完成后回取2#掩护架两侧的支柱和戗柱拉2#掩护架拉过2#掩护架后及时在距2#掩护架煤帮侧架设1.53.2m的倾向板梁棚然后拉1#掩护架回取封帮支柱与封帮木料（与后立柱齐）。 所有支柱全部采取先支后回的原则。,02:40:24,二、XV4311出架工艺的革新及实施,4、XV4311全负压出架方的施工劳动组织： 此次出架采取四六制作业，其中三班出架（

12、夜班、早班、午班），一班看面（18点班）。 生产班作业时（早班、夜班）分三组作业，第一组人员负责支架调向、支护放顶、施工木垛；第二组人员负责工作面支架装车；第三组人员负责辅助运输作业。出架每组人员为6-7人。打木垛时间，进行集中倒料、集中施工作业。 检修班作业时同生产班模式相同，只增加绞车、设备检修维护人员； 看面人员3人，负责工作面巡查等工作。在前期出架施工锚索期间，从各班组另外抽调3人同看面人员配合，两台锚索钻机施工，每班每台钻机施工3根锚索，最高记录为2台钻机施工锚索7根。,02:40:24,三、XV4311全负压出架方案应用效果分析,1、效果分析： 在XV4311全负压出架方案应用过程

13、中，出架期间瓦斯浓度基本控制在0.15-0.3%之间，出架风机始终处于热备状态。在XV4311出架面巷道临时封闭前，由出架前期1100m3/min过风量变化为封闭前900m3/min过风量，变化不大远远能满足施工作业的用风要求。这充分说明该方案在XV4311工作面取得了成功的应用。同时相比传统全负压出架模式可节约材料成本35.8万元，提高出架工效达2天以上，相比尾巷不施工木垛提高工效50%，有着较好的推广应用价值。,02:40:24,三、XV4311全负压出架方案应用效果分析,02:40:24,2、60#架后不打木垛，节省的30个木垛（每个木垛30根1.5m的板梁）成本为： 另：30个木垛用料

14、所节省的运输工成本为： 900（根）25（根/车）36（车） 需要的总工数为： 10工（地面装车）40工（运输）50工 故节省的总运输成本为：50（工）200（元/工）1000（元） 3、出架期间(13天)没有开启风机（230局部通风机），节省电费为: 每天节省电量为: 230241440（度/日) 13天共节省电量为：14401318720（度） 出架期间总的节电经济指标为：187200.8515912（元） 4、综上所述，此次出架新工艺创造的直接经济效益P为： P24688499000100015912362796（元）,三、XV4311全负压出架方案应用效果分析,02:40:24,三、X

15、V4311全负压出架方案应用效果分析,2、XV4311出架方案好的做法如下： a、两个掩护架分开布设从巷道支护上讲，支护形式更加科学合理，有效的分散了出架处顶板压力，提高了三角区支护强度，最大限度的减少了三角区支柱数量，降低了劳动强度、提高了工效和施工作业的安全性。同时也为1#掩护后施工木垛提供足够的安全通道。 b、根据锚索支护的悬臂原理和高强度特点，作为出架通风尾巷顶板的主要支护方式，结合木垛具有支护和挡矸两种作用，根据出架面的长度，合理确定划分锚索、木垛支护方式和单体锚索支护方式，并在出架过程中应用浅眼爆破处理顶板，最大限度的降低锚索支护面积，从而有效的保证了尾巷过风要求。同时锚索支护也为

16、1#掩护架后人员施工作业提供了安全作业空间。,02:40:24,三、XV4311全负压出架方案应用效果分析,c、三角区由原来的七九排（五行九排）管理转变为现在的五七排（两行七排）管理，极大减少了支柱数量，减轻了工人的劳动量。尤其是在原来的条件下，支柱容易钻底，再加上回柱空间小，回柱困难，而现在的五七排管理单体柱不易钻底且回柱空间大，无形中提高了工作效率。 d、采取全负压通风方式，最大限度地避免了瓦斯事故。如果采用开风机进行局部供风，由于初期供风距离长，在瓦斯绝对涌出量较大的条件下，会引起工作面瓦斯积聚而使瓦斯超限，传统的局部通风机供风出架方式已经很难解决瓦斯问题；而且每次缩风筒时，操作困难，会

17、进一步加大劳动强度。,02:40:24,三、XV4311全负压出架方案应用效果分析,3、今后全负压出架的改进方向： a、由于XV4311出架初期，机尾三角区处木垛、锚索施工密度不够，且未主动处理顶板，老塘初次来压后，将尾巷通道内2个木垛推垮，是方案的重点改进内容之一。在今后全负压出架过程中，根据出架面顶板初次来压步距大小，加大来压区域内尾巷木垛、锚索的施工密度，并及时进行浅孔处理顶板，降低老塘顶板初次来压时对尾巷木垛的破坏。 b、今后全负压出架作业时，可优化尾巷锚索支护方式、提高尾巷顶板支护、通道维护的可靠性，尽量减少尾巷木垛施工方式，必要时，可采取其它方式代替木垛。,02:40:24,第三部

18、分 我矿9#煤末采及全负压出架方案,02:40:24,1、煤层地质情况： 我矿9#煤煤层平均厚度为1.51.6米，为中厚煤层，煤层倾角为010，为缓倾斜煤层。 直接顶为砂质泥岩，厚度1.844.16米，平均3米；底部为K4石灰岩，厚度0.150.85米，平均0.25米。直接底为泥岩，厚度0.753米，平均2.58米。 2、工作面主要设备参数： 9#煤综采工作面普通支架型号为：ZZa4000-12/23型、ZZ4000-10/21型两种支架，端头架型号为：ZZT4000-14/25；采煤机型号为：MG250/600-AMD；刮板输送机型号为：SGB-730/400；,一、我矿9#煤综采工作面基本

19、情况介绍：,02:40:24,二、9#煤末采通道及支护方式的确定：,根据井上支架模拟情况，末采通道的规格确定为支架顶梁距煤帮毛宽2.4米、净宽2.2米（定架后3刀煤成形），净高1.9米，同时为保证掩护架范围内底板平整度，在距停采线7.7米处即要求工作面达到上述高度要求，且不得有起伏。 撤架通道顶板采用抬棚梁支护。根据后期出架要求，选取长度为3.2米的板梁，梁头支设单体点柱。帮部采用锚网梁组合支护封帮。施工选用16-M18-1600mm金属树脂锚杆支护。锚固方式为端部锚固，采用1支K3538锚固剂，托盘为配套高强度拱形托盘，预紧力矩100Nm，锚固力45kN。锚杆排距1.5米，上部锚杆距顶板0.

20、4米，下部锚杆距上部锚杆0.8米。（见图3-1,3-2）,02:40:24,为维护出架回风通道及保证施工木垛的安全，需在末采通道内每隔3米施工一组槽钢锚索。锚索采用17.8-1-6300mm，锚固方式为端部锚固，采用2支锚固剂，规格为K2335、Z2360。钻孔直径28mm，锚索外露150250mm。锚索预紧力达到100kN。槽钢采用12#工字钢加工而成，槽钢长1.8m，眼孔间距1.2m。眼孔位置加焊16mm厚钢板。槽钢锚索在相邻支架架间施工，锚索间距1.2m，煤帮侧锚索距帮0.9m，老塘侧锚索距支架梁端0.3m。（见图3-1）,二、9#煤末采通道的确定：,02:40:24,二、9#煤末采通道

21、的确定：,图3-1 9#煤全负压出架期末采通道顶部支护示意图,02:40:24,二、9#煤末采通道的确定：,图3-2 9#煤全负压出架期末采通道帮部支护示意图,02:40:24,三、9#煤全负压出架方案：,1、支架布置方式： 1#掩护架超前2#掩护架1.5m，1#掩护架距贴帮柱0.7m，2#掩护架距1#掩护架1.2m1.5m。两个掩护架架间采用单排点柱支护，柱子支在原通道内3.2m板梁头。2#掩护架靠老塘侧从后立柱向外支设双排单体柱支护顶板，单体柱支在长1.8m（94304出架过程中视顶板完整情况，每隔1.5m上一根3.6m长梁，并在两头支柱，保证一梁三柱）走向棚梁（要求棚梁压在2#掩护架上0

22、.3m）下，排拒0.75m，第一行单体柱支在距2#掩护架侧护板0.5m处，第二行距第一行0.7m。双排点柱实行“五七排”管理，并在后柱跟及老塘侧支设戗柱。（见图3-3）,02:40:24,2、施工顺序： 调掩护架前在巷道交叉点处施工2个1.5m联锁木垛。 抽走待回收支架2#掩护架降架平行普通架上2根1.8m走向板梁板梁下两排两行支柱、柱间补支戗柱拉1#掩护架，使1#掩护架超前2#掩护架23m在1#掩护架尾梁后打木垛回取通道板梁梁头的支柱回撤2#掩护架老空侧需回收的点柱、戗柱，回撤1#、2#掩护架间需回收的点柱、戗柱拉2#掩护架，使2#架前立柱与1#架后立柱相齐。所有支柱全部采取先支后回的原则。

23、 94304回收过程中，机尾方向5个架施工联锁木垛，另由于工作面35#68#架为陷落柱影响区，所以在此区域打联锁木垛，除此之外，机尾至构造区施工单体木垛，木垛间距3m，34#架至机头不再施工木垛，顶板破碎区域无法施工槽钢锚索的情况下也要施工联锁木垛。,三、9#煤全负压出架方案：,02:40:24,三、9#煤全负压出架方案：,图3-3 9#煤全负压出架期间（尾巷打木垛）支护示意图,02:40:24,三、9#煤全负压出架方案：,3、三个掩护架（后80个架、架后停止施工木垛）出架方案： 工作面出至40个架后，视回风通道通风及瓦斯情况，如满足要求则试验停止打木垛、三个掩护架出架方案，同时工作面热备两台

24、风机，一旦回风通道堵死，不能满足通风、瓦斯要求，则实行局部通风机出架。 a、支架布置方式： 抽调普通架后，逐步调整3个支架位置，使2#、3#掩护架齐平，1#掩护架超前2#、3#掩护架1.5m，1#掩护架距贴帮柱0.4m，3#掩护架基本处于原2#掩护架位置。 3#靠老塘侧从后立柱向外支设双排单体柱支护顶板，单体柱支在长1.8m走向棚梁（要求棚梁压在3#掩护架上0.3m）下，排拒0.75m，第一行单体柱支在距3#掩护架侧护板0.5m处，第二行距第一行0.7m。双排点柱实行“五七排”管理，并在后柱跟及老塘侧支设戗柱。（见图3-4）,02:40:24,三、9#煤全负压出架方案：,2、三个掩护架（后80个架、架后停止施工木垛）出架方案： b、施工顺序： 抽走待回收支架3#掩护架降架平行普通架上2根1.8m走向板梁板梁下两排两行支柱、柱间补支戗柱回撤3#掩护架老空侧需回收的点柱、戗柱拉3#掩护架回1#掩护架煤帮侧单体柱（与前立柱齐）拉1#掩护架拉2#掩护架。所有支柱全部采取先支后回的原则。,02:40:24,三、9#煤全负压出架方案：,图3-4 9#煤全负压出架期间（停止尾巷打木垛）支护示意图,