綜采工作面設備快速搬家技術的研究與應用

馬中良

綜采工作面設備快速搬家技術的研究與應用

馬中良

(汾西礦業集團公司正太煤業，山西 左權 032600)

隨著礦井大功率采煤設備的應用，采場接替頻繁，綜采工作面設備的安裝、回撤成了制約礦井生產的薄弱環節。結合新陽煤礦生產實踐經驗，介紹了綜采工作面安裝、回撤過程中液壓支架撤出、設備運輸、液壓支架安裝等環節的組織及施工方案，對推進高產高效礦井建設具有廣泛的推廣價值。

綜采面設備安裝、回撤;臨時支護;關鍵環節

現代化大型礦井主要依靠綜合機械化采煤工作面的高產、高效來保證獲得較好的經濟效益。隨著礦井大功率采煤設備的應用，采場接替頻繁，綜采工作面設備的安裝、回撤成了制約礦井生產的薄弱環節。本文以汾西礦業集團公司新陽煤礦S1101工作面設備撤出及S1102工作面設備安裝工作為例，介紹了設備撤出及安裝工作關鍵環節的組織施工方法和要求。

1 礦井概況

新陽煤礦是汾西礦業集團目前最大的主焦煤生產礦井，總面積為53.285 1 km2。目前開采太原組9 －10 －11#煤，煤層平均厚度9.18 m，直接頂為0.8 ～2.04 m的灰色石灰巖夾燧石，老頂為4～7.39 m深灰色石灰巖;9－10－11#煤采用綜合機械化放頂煤開采，采高2.7 m，全部垮落化管理頂板。

S1101工作面為礦井新一采區第一個綜采工作面，設備配套情況見表1。S1102工作面為S1101的接替工作面，推進長度為1 000 m，兩順槽沿煤層底板布置。運輸順槽(寬×高)為5 000 mm×2 800 mm，采用錨網支護，錨桿規格為d22 mm×2 400 mm螺紋鋼，排間距為1 000 mm×900 mm;軌道順槽(寬 ×高)為4 200 mm×2 800 mm，支護形式與運輸順槽相同;切眼(寬×高)為8 000 mm×2 800 mm，采用錨網支護(支護規格同運輸順槽)，并用錨索進行補強支護。軌道順槽鋪設600 mm軌距軌道，選用30 kg/m鋼軌，利用JWB－75J型無極繩絞車運輸。

表1 S1101工作面設備配套情況

2 工作面設備回撤

在工作面設備撤出中，液壓支架的撤出是影響工作面設備撤出進度及安全的關鍵環節。其受停采線位置的確定、末采施工及回撤過程頂板支護等因素影響，為保證支架順利撤出需進行以下工作。

2.1 停采線位置確定

停采線的確定應避開周期來壓，避開地質構造帶，使頂煤、頂板處于壓力平穩區，以利于撤架空間的穩定性;盡量縮小撤架空間的空頂距離，提高通道利用率。

2.2 工作面末采施工方法

為便于支架撤出時的頂板控制，在工作面末采施工時需要降低采高，末采采高根據支架的實際支撐高度范圍確定，一般控制在保證液壓支架活柱的伸出量不小于400 mm(礦壓較大的工作面可適當調高)，既便于臨時支護又可以防止支架被壓死。根據ZF5800/17/32型液壓支架工作參數情況，S1101工作面末采時采高控制在2.5 m左右。當工作面采到距停采線位置20 m停止放頂煤，16 m進入收尾階段，開始在工作面支架上鋪設單層頂網，金屬頂網采用16#聯網絲連接;距停采線位置12 m處改為鋪雙層網并鋪設第一根鋼絲繩，鋼絲繩鋪設間距要均勻，要與金屬網聯接好，并且保證張緊力要求，必須要與兩巷聯合支護，成為一體，當工作面頂板比較破碎時需補打錨桿或錨索進行支護;當雙層網全部拖到采空區并壓住兩道以上時，支架停移開始最后4刀煤，采用π梁加單體支柱管理頂板。

2.3 工作面臨時支護方法

為保證支架順利撤出，必須延遲頂板垮落為回撤支架創造空間，所以必須在支架撤出位置加打臨時支護。

支架自運輸機機尾向機頭方向順次回撤。首先，在機尾支架與非采幫之間以1 m×0.6 m間排距加打單體支柱。利用工作面機頭安置的雙速絞車將1#支架抽出，調整至平行于回撤通道非采幫煤壁后升架接頂，作為其余支架回撤的掩護支架，其余支架利用絞車及1#掩護支架順次拉出，每拉出一部支架及時用液壓單體支柱配合π梁進行臨時支護。隨著其余支架的撤出，作為掩護支架的1#架不斷前移，同時及時回撤該支架兩側的單體支柱及π梁。在支架回撤區域總保留3～4排單體支護頂板，為撤架創造空間，同時必須向老空區打戧柱，防止碎矸石涌入回撤空間，影響支架回撤;拉出的支架利用絞車配合裝車平臺裝車，進入運輸系統，運至工作面。支架回撤時支護示意圖見圖1。

圖1 S1101工作面支架回撤支護示意圖

3 設備的運輸

目前，礦井綜采工作面推進長度不斷加長，對于采用軌道運輸的礦井，運輸重型或大型設備極易發生掉道跑車事故，而且復道非常困難，巷道若有上下起伏，運輸將更加困難，運輸是影響安裝進度的一個重要環節。為保證順利和安全運輸，在嚴格執行規程措施的基礎上還需要進行以下工作：

3.1 嚴把軌道鋪設質量關

一方面，要保證運輸路線巷道高度、寬度滿足最高及最寬運輸件通過要求;另一方面，要嚴格要求軌道鋪設質量。在工作面機尾必須做好抹角，并修好彎道，其抹角的支護要按規程措施執行，所修軌道的曲率半徑要滿足運輸設備要求，轉彎處外軌道略高于內軌，并鋪好道木，保證軸距最大的平板車順利通過;根據最重運輸件重量及軌道規格確定合適的枕木間距，兩段鐵軌接頭距枕木間距不能過大，避免運輸大件時將鐵軌壓彎、翻車;必須將巷道浮煤清理干凈，保證枕木鋪設在巷道硬底上，提前用過渡支架模擬車在線路上進行試驗，對存在的問題及時處理，做好設備運輸線路的提前驗收工作。

3.2 確定絞車的型號及安設位置

軌道運輸系統比較復雜，為保證運輸安全，絞車及鋼絲繩的選擇至關重要，可以按以下公式確定絞車的型號：

絞車的選擇：

式中：

F—絞車工作時最大牽引力;

Z—每次牽引的重車數;

G—提升最大重量;

Go—平板車重量;

β—運輸路線最大傾角;

q1—鋼絲繩單位長度的質量;

L—運輸距離;

G—重力加速度;

W1—礦車運行阻力系數，取0.05;

W2—鋼絲繩運行時與托輥和底板間的阻力系數其值，取 0.4。

鋼絲繩的選擇：鋼絲繩安全系數不應小于6。

新陽煤礦運輸系統復雜，根據絞車及鋼絲繩選型要求，運輸及安裝系統共選設絞車7臺(布置示意圖見圖2)，其中SDJB－13型雙速多用絞車3臺，選用d24 mm鋼絲繩;DJ－2.5型調度絞車3臺，選用d14 mm鋼絲繩;JWB－75J型無極繩絞車1臺，選用d24 mm鋼絲繩。

圖2 S1102工作面設備安裝運輸系統圖

4 工作面設備安裝

工作面的設備安裝工作量大，任務繁瑣，要科學組織、合理安排，抓重點環節，以確保安全、快速完成安裝。

4.1 平行作業，充分準備

設備安裝過程中要科學合理地施工組織，充分協調好人力、物力，盡量實現設備運輸與已到位設備的安裝工作平行作業，做到互不影響。設備安裝前要做充分的準備工作，在切眼附近安設臨時液壓泵站、在工作面鋪設臨時供回液管路、鋪設軌道等。

4.2 液壓支架的安裝

液壓支架的安裝是整個安裝工作的重點環節，其安裝速度將直接影響整體安裝進程。

S1102工作面液壓支架安裝過程如下：提前拆除安裝支架位置附近軌道，利用機頭機尾絞車對拉，將支架車拉至軌道末端，拆掉支架封車件，在支架車前方兩側各打好2根液壓單體支柱防止倒架，之后緩慢拉動機頭絞車使支架車兩前輪同時掉道，拉動機頭絞車將支架完全從平板車上托下來，接通支架液壓管路，利用兩絞車及支架自身推拉油缸調整支架方向直至完全到位。重復以上工作完成液壓支架的安裝。

在擺放支架的過程中同時可以進行運輸機機頭電機對接，運輸機電纜槽、齒輪等零部件安裝，運輸順槽膠帶安裝，液壓支架各管路連接及調整等工作，直至完成整個工作面的安裝。

5 結語

綜采工作面的快速搬家技術極大地縮短了設備安裝、回撤時間，保證了生產的正常銜接，是保證綜采工作面的穩產、高效的有效途徑，對推進高產高效礦井建設具有廣泛的推廣價值。

［1］肖 江，馬良慧，董衛鋒.掩護法撤出支架技術在綜采工作面搬家中的應用［J］.煤炭科學技術，2003(5)：15－16.

Research and Application on Equipment Rapid Moving Technology in Fully Mechanized Working Face

Ma Zhong－liang

With the application of high power coal mining equipment，mining frequently replacement，equipment installation and retracement of fully mechanized working face became the weak link of restricting the mine production.Combines with production experience in Xinyang coal mine，introduces the organization and the construction scheme of the links such as hydraulic support withdrawal，equipment transportation，hydraulic support installation and so on in the process of installation and retracement of fully mechanized mining face，has a wide application value to promote the high yield and high efficiency mine construction.

Equipment installation and retracement in fully mechanized mining face;Temporary support;Key link

TD82

A

1672－0652(2012)02－0033－03

2011－12－27

馬中良(1966—)，男，山西臨縣人，1993年畢業于山西礦業學院，工程師，主要從事煤礦生產方面的組織管理工作(E －mail)hyzfmkj@sina.com