專利名稱：綜采工作面輔巷多通道快速搬家方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山開采技術(shù)，特別涉及一種綜合機械化采煤工作面輔巷多通道快速搬家方法。
背景技術(shù)：
綜采工作面的搬家倒面是綜采生產(chǎn)礦井的重要生產(chǎn)準備工作，它不僅是礦井實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，而且也直接制約著綜采工作面單產(chǎn)水平的提高。在我國，絕大多數(shù)礦井的輔助運輸方式為軌道運輸，因此，綜采設(shè)備的運輸也只能采用軌道運輸?shù)姆绞?，工作面安裝普遍采用“后退式掩護支架安裝法”，利用絞車、平板車、卸車三角架、鐵板等輔助裝置實現(xiàn)綜采設(shè)備的卸車、調(diào)向與安裝；工作面回撤普遍采用采煤機自做回撤空間的方法，在工作面采止線附近進行最后幾刀煤的截割時，通過采煤機與運輸機整體前移實現(xiàn)正常截割而液壓支架則保持不動，以形成足夠的設(shè)備調(diào)向及回撤空間。傳統(tǒng)搬家倒面由于受回撤安裝工藝、輔助運輸方式等因素的制約，難以實現(xiàn)快速搬家倒面，一般地，回撤安裝一個綜采工作面約需35天左右，需投入15000個工時，難以保障綜采工作面實現(xiàn)單產(chǎn)800萬t以上的集約化生產(chǎn)奮斗目標。
由于傳統(tǒng)的綜采工作面回撤安裝在工藝上沒有實現(xiàn)新的突破，所以很難實現(xiàn)快速搬家倒面，極大地制約了綜采工作面單產(chǎn)水平的提高。要實現(xiàn)快速搬家倒面，傳統(tǒng)工藝存在不少難點1)、綜采工作面末采期間，不僅需要鋪設(shè)鋼絲繩和金屬網(wǎng)，而且需要預留綜采設(shè)備的回撤空間，在液壓支架不移動的前提下，采煤機與刮板輸送機需整體前移進行煤炭的落、裝、運，且需增加懸露頂板空間的支護工作，工作環(huán)節(jié)多、進度慢、安全管理難度大，無法實現(xiàn)末采快速推進；2)、因采用軌道運輸?shù)姆绞竭M行綜采設(shè)備的裝運工作，需設(shè)置設(shè)備的裝車平臺，設(shè)備的撤、裝、運環(huán)節(jié)多，耗時高，使用的輔助設(shè)備與輔助設(shè)施多，安全性差，無法實現(xiàn)快速回撤；3)、傳統(tǒng)的綜采工作面安裝因采用落后的軌道運輸方式，工作面切眼必須鋪設(shè)運輸軌道，且一邊安裝一邊回收軌道，設(shè)備的卸車、調(diào)向、安裝也均較為困難，環(huán)節(jié)多，過程繁雜，不易實現(xiàn)快速安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)綜采工作面搬家倒面的難點，提供了一種綜合機械化采煤工作面輔巷多通道快速搬家方法，從而可以實現(xiàn)快速回撤，安全高效的目的。
根據(jù)本發(fā)明的綜采工作面輔巷多通道快速搬家方法，包括以下步驟首先在回采工作面停采線位置，沿煤壁開掘出至少兩條基本平行、相隔一定距離的輔助巷道；使所述至少一條輔助巷道為工作面撤架的回撤通道，所述至少另一條輔助巷道為支架撤出的運輸通道；然后在所述至少兩條輔助巷道之間再掘出若干條聯(lián)絡(luò)巷，從而達到快速搬家倒面的目的。
回撤通道的作用在于當工作面采到停采線時，不需要在支架前專門切割支架回撤時的調(diào)向空間；不會因為維護這一空間而延期刮板輸送機、采煤機及液壓支架的回撤，也不會因工作面推進速度的放慢，惡化頂板管理條件，從而達到縮短搬家時間的目的。
與回采工作面相貫通的回撤通道采取錨網(wǎng)支護?；爻吠ǖ肋€配以單體液壓支柱、礦用工字梁、液壓支架。
液壓支架為垛式支架，縱向支設(shè)在回撤通道中?；爻分Ъ艿倪\輸通道和聯(lián)絡(luò)巷均采用砼固化底板。
運輸通道采用錨桿支護，聯(lián)絡(luò)巷采用錨桿及單層金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。
本發(fā)明所具有的有益效果是非常明顯的。
采取預掘輔巷的措施，充分利用礦區(qū)連續(xù)采煤機快速掘進的優(yōu)勢，以‘掘’代‘采’，預先形成了工作面支架回撤的調(diào)向通道，從而免除了回采工作面為形成撤架的調(diào)向空間，自已切割煤壁的工序和所需要的時間；超強支護此通道，改善了工作面支架回撤時支架與圍巖的相互關(guān)系，有利于支架的回撤作業(yè)。
‘多通道’的形成，將我國煤炭行業(yè)在單體支柱工作面多年形成的多頭作業(yè)、分段放頂管理頂板的優(yōu)越性，在綜采工作面得到推廣應用；而通道聯(lián)絡(luò)巷長度只有10-20米，作為工作面的安全出口，給作業(yè)人員創(chuàng)造了便于撤出的安全感，有利于提高工作效率。多頭作業(yè)為提高撤架速度，縮短撤架時間創(chuàng)造的條件更是顯而易見。分段放頂?shù)膶崿F(xiàn)，改善了工作面頂板與支架的應力關(guān)系，越到后期，可能形成支架越好回撤的勢態(tài)。
輔運多通道新工藝的采用，使礦區(qū)搬家倒面的速度達到了世界先進水平。其主要效果為①工藝簡單，操作方便。
②安全通道多，避災路線短，從而增加了職工的安全感。
③工作面頂板易于管理，實現(xiàn)了回撤支架多頭平行作業(yè)，分段放頂，從而最大限度地減少了工作面集中應力的產(chǎn)生與顯現(xiàn)的強度，使工作面剩余的支架免受明顯的集中應力，改善了支架的承載狀況，為快速搬家倒面創(chuàng)造了十分良好的作業(yè)環(huán)境。
④由于預掘出工作面架前的回撤通道，并掛高強度網(wǎng)，從而縮短了撤架前的準備時間。


圖1是本發(fā)明的輔巷多通道的施工設(shè)計圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施方案做進一步的說明。
在圖1中，附圖標記9表示綜采工作面，附圖標記4、5、6分別表示基本平行的回風大巷、膠運大巷和輔運大巷。回風順槽7和運輸順槽8基本垂直于回風大巷4、膠運大巷5和輔運大巷6。
根據(jù)本發(fā)明，在回采工作面停采線預先掘出兩條平行于回采工作面的輔助巷道1，2，然后根據(jù)煤層的地質(zhì)條件，搬家的技術(shù)裝備，人員配置等情況在兩條輔巷之間，掘出若干條聯(lián)絡(luò)巷3，就構(gòu)成了‘輔巷多通道’系統(tǒng)。具體方式可沿煤壁掘進一條3m寬的支架轉(zhuǎn)向回撤通道1；同時平行于原工作面，相距10m掘出一條輔助巷道，作為支架撤出的運輸通道2。然后相隔一定距離在兩巷之間掘出九條聯(lián)絡(luò)巷3，工作面就形成可以多頭分別回撤支架的有利條件。
輔巷斷面凈寬4.5-5.0m，凈高3.6-3.8m；支護方式作為輔助運輸?shù)倪\輸通道2，采取錨桿支護；與回采工作面相貫通的回撤通道1，除采取錨網(wǎng)支護外，配以單體液壓支柱、礦用工字鋼梁、液壓支架等，根據(jù)頂板的具體條件來配套使用。液壓支架系礦區(qū)設(shè)計的專用垛式支架，縱向支設(shè)在回撤通道1中，一方面強化對頂板的支護，一方面作為回采工作面支架回撤時的‘掩護’支架。在這里采取強化支護的目的，不是為了支護而支護，而是為了更有利于回撤工作面液壓支架所采取的特別措施，“支”是為了更順利地“回”。
支護參數(shù)網(wǎng)40*40mm，8#鐵絲編織；錨桿1.8m×1.6mm工字鋼11#；單體支柱3.6-3.8m；垛式支架DZ4500-2.2/3.9巷道的主要用途靠工作面停采線的第一條輔巷，是作為回采工作面液壓支架回撤時的調(diào)向通道，工作面要與此巷道采通，在此稱之為回撤通道1；外側(cè)一條輔巷是作為工作面液壓支架撤出時的運輸通道2；兩輔巷之間的聯(lián)絡(luò)巷3則成為工作面采取多頭作業(yè)，分段放頂?shù)陌踩隹凇?br> 所謂回撤通道1，是指綜采工作面停采后，為確保工作面設(shè)備安全、順利回撤而提前預留的回撤空間。其主要作用是確保在回撤工作面液壓支架及采煤機時有足夠的回撤空間。回撤空間采取掛頂網(wǎng)的方式，用以防止回撤支架時頂板巖石漏入工作面堵埋支架，影響正?；爻纷鳂I(yè)。
回撤通道1的設(shè)計規(guī)楀通常為3.6m×5.0m，要求回撤通道在鋪設(shè)砼底板及支設(shè)工字鋼梁后的凈高達到3.6m。支護通道所用單體液壓支柱通常有3.8m和3.5m兩種?；爻吠ǖ?一般鋪設(shè)200mm厚的砼底板，回撤通道1支護密度和支護強度的選擇合理與否，直接關(guān)系到回撤工作的安全、速度和材料消耗?；爻吠ǖ理敯宀捎缅^網(wǎng)支護，金屬網(wǎng)采用網(wǎng)孔為40×40mm的菱形金屬網(wǎng)，8#鐵絲編織，靠近工作面采通側(cè)采用雙層網(wǎng)支護，金屬網(wǎng)錯茬200mm搭接，連接扣間距不得超過200mm，每扣不得少于3圈，錨桿間排距均為1米。金屬網(wǎng)下使用11#工字鋼梁支護，工字鋼梁間距為0.865m，工字鋼梁下采用垛式支架與單體液壓支柱聯(lián)合支護的方式，工作面中部工字鋼梁下共支設(shè)有40臺垛式液壓支架，有垛式支架的工字鋼梁下采用一梁三柱支護，沒有垛式支架的工字鋼梁下采用一梁四柱支護。
回撤通道的安全保障則是實現(xiàn)上述目標的關(guān)鍵。就回撤通道而言，通道在實體煤中掘進，其頂板活動規(guī)律與普通煤巷相比沒有區(qū)別，當自然平衡拱形成后，就處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是當回采工作面接近回撤通道乃至采通時，應力就會發(fā)生變化，回采工作面的超前應力必然會與巷道的自然平衡拱進行反復的疊加，應力的峰值在什么位置，這就成為決定回撤巷道安全性的內(nèi)在因素。從理論分析，由于巷道的錨網(wǎng)支護，既保證了松動圈內(nèi)的圍巖不會垮落，也限制了自然平衡拱的形成強度，巷道應力的重新分配，先于回采工作面超前應力的存在；從極限講，自然平衡拱范圍內(nèi)，圍巖內(nèi)部原生的物理性質(zhì)已經(jīng)改變，一方面應力重新分配，圍巖形成特殊的物理性質(zhì)，喪失了應力連續(xù)傳遞的能力，因此，回采工作面水平應力的傳遞也就會“到此為止”。另一方面，回采工作面的超前應力隨著工作面的繼續(xù)推進，與預掘的“回撤通道”間隔距離越來越近，其間煤柱的壓力顯現(xiàn)也會不斷增加，片邦乃至切頂現(xiàn)象均可能發(fā)生，但當工作面與回撤通道采通后，疊加應力的方向則會有所改變，峰值或在巷道自然平衡的上覆巖層中傳遞，或跨越巷道的自然拱傳遞到前方，此時，回撤巷道則處于一種新意義上的“免壓區(qū)”內(nèi)。
運輸通道2是為了能夠?qū)崿F(xiàn)多點平行作業(yè)、快速回撤工作面設(shè)備而專門設(shè)置的。各生產(chǎn)礦井可根據(jù)自身條件的不同，有的設(shè)置兩條運輸通道2，有的設(shè)置一條運輸通道2，運輸通道2與回撤通道1間以同樣斷面的聯(lián)絡(luò)巷3來相互連接。
運輸通道2及聯(lián)絡(luò)巷3通常也采用3.6m×5.0m的斷面，在掘進時一次掘進到位。運輸通道2和聯(lián)絡(luò)巷3亦鋪設(shè)200mm厚的砼底板，運輸通道2頂板采用錨桿支護，聯(lián)絡(luò)巷3采用錨桿及單層金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，金屬網(wǎng)規(guī)格同回撤通道1相同。
從使用過程來看，布置兩條運輸通道2可以減少回撤過程的調(diào)車時間，有利于快速回撤；而布置一條運輸通道2則可以減少一次性投入(約可節(jié)約20萬元左右)，雖調(diào)車時間相對略長，但仍然可以通過施工調(diào)車硐室來保證支架搬運車的正常運輸，是值得推廣的一種巷道布置方法。
目前，申請人在神東的各生產(chǎn)礦井的輔助運輸均采用目前國際上最先進的無軌膠輪車運輸方式，采取無軌膠輪車，將支架裝、運、卸集于一體，對于正對聯(lián)絡(luò)巷口(通道)的三組支架就有可能直裝車外運，省去了其它工序。并且，全部運輸線路的路面均實現(xiàn)了砼硬化，通過提前預掘回撤通道、加強通道支護質(zhì)量、預掘探巷保證安全貫通、利用大功率支架搬運車和多功能車裝運綜采設(shè)備等手段，實現(xiàn)了前所未有的快速搬家倒面，6000余噸的全套綜采設(shè)備，從舊工作面采通回撤到新工作面全部安裝就位并達到試生產(chǎn)條件僅需不到10天時間，榆家梁煤礦45101綜采工作面回撤與45102綜采工作面安裝僅用了6天23小時，為綜采生產(chǎn)的快速增長奠定了扎實的基礎(chǔ)。其快速搬家倒面的成功經(jīng)驗，已經(jīng)成為指導礦區(qū)實現(xiàn)“綜采工作面搬家不停產(chǎn)、不減產(chǎn)”這一奮斗目標的行動指南，同時也為我國煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)提供了值得借鑒的典范。
以上針對具體的實施例描述了本發(fā)明。但本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員應該理解，在本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)，可以進行許多種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種綜采工作面輔巷多通道快速搬家方法，包括以下步驟(1)首先在回采工作面停采線位置，沿煤壁開掘出至少兩條基本平行、相隔一定距離的輔助巷道(1，2)；(2)使所述至少一條輔助巷道為工作面撤架的回撤通道(1)，所述至少另一條輔助巷道為支架撤出的運輸通道(2)；(3)然后在所述至少兩條輔助巷道之間再掘出若干條聯(lián)絡(luò)巷(3)，從而可以進行快速搬家倒面。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，與回采工作面相貫通的回撤通道(1)采取錨網(wǎng)支護。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，回撤通道(1)還配以單體液壓支柱、礦用工字梁、液壓支架。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，液壓支架為垛式支架，縱向支設(shè)在回撤通道(1)中。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，回撤支架的運輸通道(2)和聯(lián)絡(luò)巷(3)均采用砼固化底板。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，運輸通道(2)采用錨桿支護，聯(lián)絡(luò)巷(3)采用錨桿及單層金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種綜采工作面輔巷多通道快速搬家方法，包括以下步驟首先在回采工作面停采線位置，沿煤壁開掘出至少兩條基本平行、相隔一定距離的輔助巷道；使所述至少一條輔助巷道為工作面撤架的回撤通道，所述至少另一條輔助巷道為支架撤出的運輸通道；然后在所述至少兩條輔助巷道之間再掘出若干條聯(lián)絡(luò)巷，從而實現(xiàn)快速回撤，安全高效地達到快速搬家倒面的目的。
文檔編號E21F13/00GK1482344SQ02129399
公開日2004年3月17日 申請日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月9日
發(fā)明者葉青, 楊景才, 寇平, 伊茂森, 閻光賢, 葉 青 申請人:神華集團有限責任公司