大倾角工作面支架挡矸板的研究及其应用

煤炭科技
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ＣＯＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩＮＥ
文章编号：１００８－ ３７３１（ ２００７） ０１－ ００１２－ ０２
２００７ 年第 １ 期 Ｎｏ． １ ２００７
大倾角工作面支架挡矸板 的研究及其应用
李桂玲， 戴学东
（ 徐州矿务集团有限公司 庞庄煤矿， 江苏 徐州 ２２１１４１）
面， 因工作面切眼的角度较大， 煤机割煤时飞出的煤
作 者 简 介 ： 李 桂 玲 （ １９６１－ ） ， 女 ， 江 苏 徐 州 人 ， １９８５ 年 毕 业于江苏广播电视大学机械系， 徐州矿务集团有限公司庞庄 煤矿机电三区工程师。
块及工作面移架时顶板漏下的矸石沿工作面飞速滚 下， 对在其下方的工作人员的人身安全构成极大威
摘 要： 通过对庞庄煤矿张小楼新大井－ １ ０２５ ｍ水平 ７５２０８ 材料巷掘进过断层破碎带锚网
梁索支护实践与矿压观测数据的分析， 总结出了综合支护的施工经验。
关键词： 断层破碎带； 煤巷； 锚网梁索支护
中图分类号： ＴＤ３５３＋． ６
文献标识码： Ａ
徐州矿务集团庞庄煤矿张小楼新大井设计生产 能力为 １０５ 万 ｔ／ａ， 目前采深 １ ２０３． ３ ｍ，为亚洲第三 深井。随着开采的延伸， 受构造应力和自重应力影 响， 断层破碎带锚杆支护巷道出现帮顶网兜增大， 断 锚 杆 及 锚 杆 连 同 螺 帽 穿 透 托 板 的 现 象［１］； 巷 道 套 工 字钢架棚后， 也不能满足安全生产需要， 是矿井实现 安全高效必须解决的重要课题之一。为此， 对 － １０２５ ｍ 水平 ７５２０８ 材料巷掘进过断层破碎带支护 形式、支护参数选择及巷道变形控制等进行了研究， 并取得了预期效果。
图 １ 支架挡矸板的工作原理
在煤机割煤时， 利用支架的操作阀将千斤顶 ４ 收回， 将挡矸板紧贴支架前梁放置， 从而使煤机顺利 通过。当煤机截煤通过后， 煤机下方的挡矸板通过由 支架操作阀控制的千斤顶伸出， 将挡矸板放下， 使支 架前梁下方的空间分成完全隔开的两个部分， 即操 作区和回采区。煤机截煤时所飞出的矸石和煤块被 挡在回采区， 并沿挡矸板滑入刮板机内， 保障了人身 安全。
（ 收稿日期： ２００６－ １２－ ２９）
保证施工安全。
２ 锚网梁索联合支护技术
２． １ 巷道断面参数设计 断面为矩形， 净宽 ４． ３ ｍ， 净高 ２． ７ ｍ。根据 ７ 煤
顶底板岩性、煤层倾角和锚杆支护经验， 锚杆支护设 计如图 １ 所示。
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３ 使用效果
胁， 导致工作面工伤事故大增。只有根据现场的实际
通过在 ７５０３ 工作面现场使用， 挡矸板的效果相 当明显， 大大地改善了现场操作工人的施工环境， 因
情况安装可靠的安全设施， 才能从根本上解决问题， 有效防止此类事故的发生。
煤机截煤飞溅的矸石、煤块滚落进入操作区伤害操
作人员的事故大大减少， 深受现场一线人员的欢迎。 在大倾角中采取走向长壁采煤法布置综采工作
中图分类号： ＴＤ３５５＋． ４
文献标识码： Ｂ
１ 问题的提出
徐矿集团庞庄煤矿 ７４１０６ 和 ７５０３ 两个综采工 作面均为沿煤层倾向布置、走向推进的走向长壁工 作面， 煤层赋存的倾角较大。其中 ７４１０６ 工作面切眼 平均倾角在 ３５°， 靠材料巷有 ４０ ｍ， 倾角达 ４２°； ７５０３ 综采工作面切眼平均倾角为 ４０°， 局部地段达 ５１°。 由于工作面倾角较大， 煤机在截煤时甩出的煤块、矸 石块及在移动支架时顶板冒落下的矸石受到重力加 速度倾斜面分速度的作用， 煤块及矸石沿工作面向 下翻滚时， 速度非常快， 冲击力特别大， 给在煤机下 方操作设备的人员（ 如操作工、看线工、煤机司机等） 的人身安全带来相当大的威胁， 致使工伤事故不断。 为此， 技术部门采取了防范措施， 如每隔 １０ 架在支 架下设置挡矸帘或在支架下悬挂用尼龙绳编织的挡 矸网等， 来减缓飞溅的矸石、煤块对操作人员的身体 所造成的威胁。但从现场使用情况来看， 虽然起到了 一定的效果， 仍不尽如人意， 未能从根本上解决问 题， 矸石伤人事件仍时有发生。针对上述问题， 在总 结以往所采取的技术措施的基础上， 结合综采工作 面液压支架护帮板的工作原理， 经过现场详细勘察， 决 定 在 ７５０３ 工 作 面 所 使 用 的 ＷＳ－ １． ３／２． ８ 型 综 采 液压支架上加装挡矸板。
１ 试验巷道概述
根据现场经验， 断层区域受构造应力的作用， 围 岩裂隙发育， 滑面多， 黏结力差， 松软破碎， 易风化失 稳冒落。巷道原为平巷掘进， 遇正断层迎头处于断层 的上盘， 需将上盘顶板及断裂面极不稳定岩层挑落， 以一定的上山坡度掘进， 才能重新跟到下盘的煤层 顶板。这样必然会造成巷道过高、巷帮维护困难的结 果， 掘进一次成巷困难。
预先按尺寸加工好的井下回收的旧胶带固定在挡矸
板上。为了达到更好的使用效果， 在安装挡矸板的支
座时， 应使其中心线与煤壁成 ５ ～１０°夹角（ 见图 １） 。
１
６
３ ４
７ ８
２ ５
１、２、３— ——支座； ４— ——千斤顶； ５— ——挡矸板； ６— ——支架前梁； ７— ——回采区； ８— ——操作区
２００７ 年第 １ 期
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文章编号：１００８－ ３７３１（ ２００７） ０１－ ００１３－ ０３
深井断层破碎带煤巷锚网梁索支护的研究
陈兴和
（ 徐州矿务集团有限公司 庞庄煤矿， 江苏 徐州 ２２１１４１）
２ 挡矸板工作原理
根据综采工作型综采液压支架的前梁下方安装支
架， 固定液压千斤顶和挡矸板用的支架， 接着将经过
改进后的千斤顶和加工好的专用挡矸板固定在已安
装好的支座上， 利用销轴对其进行连接， 最后利用挡
矸板上事先加 工 好 的 直 径 为 ２０ ｍｍ 的 孔 用 螺 栓 将
摘 要： 在大倾角煤层中采用走向长壁采煤法进行机械化回采， 因切眼倾角较大， 工作面上滚
落的煤、矸等因冲击力及速度较大， 对在其下方作业人员的人身安全构成极大的威胁。庞庄煤
矿采取了在支架前梁下加装由千斤顶控制的挡矸板的措施， 将操作区与回采区有效地隔离开
来， 从而更好地保障了人员的人身安全。
关键词： 大倾角； 走向长壁采煤； 滚落的煤矸； 挡板； 人身安全
经现场观察研究， 决定在过断层期间采用二次 成巷， 锚网梁联合支护， 配合加密锚索补强的支护方 式控制顶板， 并加大矿压观测密度和频度， 来强化过 断层期间对支护工程质量和支护效果的监测工作，
７５２０８ 材料巷位于张小楼新大井－ １ ０２５ ｍ 水平 西一下山采区， 上部为 ７５２０６ 采空区， 上覆 ２ 煤、下 覆 ９ 煤 和 下 部 为 未 开 采 区 ； 底 板 标 高 － １ ０７７． ８ ￣ － １ ０８５． ６ ｍ， 埋 深 １ １１４． ８ ￣ １ １２２． ６ ｍ； ７ 煤 厚 ０ ￣ ３． ２ ｍ，倾角 ０ ￣ ８°。沿 ７ 煤区段回风巷方位向前掘进 ３５ ｍ 时， 揭露一个正断层， 断层走向 ＮＥ， 倾角 ２５ ￣ ４０°， 落差 ３． ０ ｍ， 两翼倾角 ８ ￣ １２°。