Y型通風沿空留巷綜采工作面機電設備的應用

藏克培

（西山煤電集團公司 屯蘭礦，山西 古交 030206）

Y型通風沿空留巷無煤柱開采技術從2009年在西山煤電集團公司屯蘭礦18205工作面試驗以來取得了顯著效果，屯蘭礦現已在18205、18207、12401、28107、28109、12501等6個工作面采用Y型通風沿空留巷無煤柱開采技術。該項技術可避免區段煤柱的留設，提高資源回收率。由于Y型通風改變了采空區瓦斯運移規律，同時利用傾向鉆孔、埋管抽放等方式，可從根本上解決工作面上隅角瓦斯積聚及超限問題，對于瓦斯突出礦井的瓦斯治理有著顯著效果。從屯蘭礦6個Y型通風沿空留巷工作面的回采經驗來看，機電設備的合理布置和供電使用對Y型通風沿空留巷工作面的順利回采起到至關重要的作用。

1 Y型通風沿空留巷工作面概況

屯蘭礦Y型通風沿空留巷工作面大部分布置于8#煤層，該煤層平均厚度2.2～4m，煤層傾角1°～8°，工作面切眼長度為200～240m，工作面走向長度為1500～2000m.工作面巷道布置一般設置軌道運輸巷、膠帶運輸巷、低抽巷3條巷道，3條巷道平行布置。其中軌道運輸巷、膠帶運輸巷進風，軌道運輸巷沿空留巷后由低抽巷回風。

工作面主要機電設備一般選用：MG400／920-WD型采煤機1部、ZY5600-20／42型液壓支架（含1套充填模板支護系統。支架具體數量根據切眼長度確定）、SGZ-880／800型運輸機1部、SZZ-880／315型轉載機1部、PCM-200破碎機1部、SSJ-1200型可伸縮帶式輸送機1部、BRW315／31.5型乳化液泵站2臺、RX-315／25B型乳化液箱1臺、XPB315／6.3型噴霧泵站2臺、KJZ2-1600／1140／8型八組合開關2臺、HBMG-30／21-110S型混凝土充填泵2臺、螺旋輸送機（上料機）2臺。

2 工作面電氣設備布置

根據Y型通風沿空留巷綜采工作面通風方式，一般將電氣設備布置于軌道運輸巷和膠帶運輸巷內，即膠帶運輸巷布置帶式輸送機，軌道運輸巷布置充填系統。工作面供電設備及泵站系統屯蘭礦一般采用集中布置，即工作面移動變電站、組合開關（供采煤機、運輸機、轉載機、破碎機等設備用電）、控制臺、乳化液泵站、乳化液箱、噴霧泵站等全部放置于電氣列車上，隨回采進行移動。

集中布置的電氣列車具體安設位置需根據軌道運輸巷和膠帶運輸巷的實際情況而定，主要分以下兩種方式：

2.1 電氣列車與充填系統共同布置在軌道運輸巷

電氣列車布置在軌道運輸巷時，為保證工作面的充填效率，一般在軌道運輸巷鋪設兩條軌道，一條軌道用于運輸充填系統所需的充填料，另一條軌道用于放置和拉移電氣列車。由于軌道運輸巷屬于進風巷道，充填系統在充填巷道時充填料所形成的粉塵會沿著風流進入工作面，為保證工人工作環境及電氣列車上電氣設備的安全及衛生，根據屯蘭礦近年來的實際經驗，一般將充填系統布置在距切眼100～150m的位置，電氣列車布置在距切眼150～200m位置（電氣列車與切眼最近距離，下同）。此種布置方式既避免了充填過程中工人和電氣設備受充填粉塵的危害，改善了工人及電氣設備工作環境；同時也解決了充填系統經常移動帶來的一些隱患，可大大提高沿空留巷綜采工作面的生產效率。但由于電氣列車距工作面切眼較遠，此類布置方式下，電纜及電纜（液管）吊掛裝置的投入也相應增加。

2.2 電氣列車與輸送機共同布置在膠帶運輸巷

“機軌合一”布置需在膠帶運輸巷鋪設一條軌道用于放置和拉移電氣列車，電氣列車的具體安設位置需根據工作面超前支護距離、拉移電氣列車效率和運輸機機頭卸載方式等因素綜合確定，屯蘭礦一般將電氣列車布置在距工作面切眼80m處位置隨回采移動。

由于屯蘭礦采用的運輸巷帶式輸送機大部分為SSJ-1200型，整機寬度為1.8m.根據《煤礦安全規程》（2011版）第二十條對運輸巷道安全出口及設備與巷幫距離的規定，可推算出膠帶運輸巷寬度最小為5m.此類布置方式對膠帶運輸巷的寬度要求較高，巷道掘進時工作量大。對于膠帶運輸巷寬度滿足要求，且巷道整體平直的工作面可采用此類布置方式。但對于上銜接工作面充填留巷后形成的巷道，復用作下銜接工作面膠帶運輸巷的不建議采用此類布置方式，主要由于充填后形成的墻體整體平直度不夠，巷道的寬度整體差距較大，影響電氣列車在回采過程中的拉移。

此類布置方式對于軌道運輸巷充填系統的安設位置比較靈活，具體安設位置可根據充填設備性能、工人操作充填設備的熟練程度、工作面實際情況等因素綜合確定。

3 充填模板支護系統選型

屯蘭礦在最初的18205、18207兩個Y型通風沿空留巷工作面配套的模板支護系統是由ZMC15000／25／42型側模板支架、ZMC13400／25／42型后模板支架和ZYM1880／26／42型液壓支護模板組成。其中側模板支架單重達79.205t，不可拆分最大單件重量達16t.為在井下順利安裝和拆除該套模板支護系統，需在井下施工一處高5.5m，長20余m的安裝（拆除）硐室。并購置1臺德國產JDN-20風動提升機，配合1根20m長450A型H型鋼為吊裝梁才能順利完成安裝和拆除工作。該套模板支護系統安裝（拆除）工藝復雜，工程量及施工危險性大，安裝條件要求高。其次，由于后模板、側模板支架和液壓支護模板3臺設備為分體式結構，合模時經常存在跑漿現象，必須人工使用單體堵縫，費時費力，留巷后墻體成型差，且每次充填工作面最多能推進3刀，每日工作面循環產量最多為6刀。

針對以上存在問題，在與模板支架廠家多次技術溝通后，2012年在屯蘭礦南四盤區12401工作面配備了1套由2臺ZZTM2×11300／21／42H模板支架和1臺TM8×891／26充填模箱組成的充填模板支護系統。這套模板支護系統安裝和拆除不需打設專用安裝硐室，只需普通倒鏈即可安裝，設備故障率低，充填效率高，且模箱與墻體成型好。后經過將模箱加長改進，現該類型模板支護系統每次充填最多可推進4刀，單日可推進8刀。

根據屯蘭礦的經驗，在此類工作面充填模板支護系統的選型上需綜合考慮以下方面：1）盡量不選擇超重、超長、超寬設備，確保工作面安拆效率，否則將嚴重制約礦井工作面正常銜接。2）至少保證3個步距移1次模箱，以滿足工作面的單產不受限制和充填料澆注后隔離墻有足夠的凝固時間（充填墻體凝固一般需要4h）.3）最好選擇一體式結構的模箱（模箱能單獨拉移），確保合模時和充填后墻體的質量，提高工作面充填效率。

4 充填系統供電

沿空留巷綜采工作面較普通工作面多出一套充填系統及充填模板支護系統，在充填系統供電方式選擇上屯蘭礦起初給該系統單獨設置1臺小容量移動變壓器放置于電氣列車上隨回采移動。考慮到采區變電所高開柜數量有限，一般將充填系統移動變電站與皮帶機移動變電站（或其它工作面移動變電站）共用1趟高壓線路供電。但在實際回采過程中經常出現皮帶移動變電站（或其它工作面移動變電站）跳閘影響充填系統移動變電站正常供電現象。若在巷道充填過程中充填泵突然停電會導致充填泵堵管，處理堵管的時間較長，且工作量大，不僅造成充填料的浪費，還嚴重制約工作面回采效率。

通過屯蘭礦多個沿空留巷工作面的經驗，在此類Y型通風沿空留巷工作面的供電方式上，若條件允許，必須給工作面充填系統單獨設置1臺移動變壓器，并采用獨立供電。

5 結 語

由于Y型通風沿空留巷開采技術對工作面的瓦斯治理有著顯著效果，今后將會在瓦斯突出礦井中得到越來越廣泛的應用，本文闡述的機電方面的幾點經驗將為同類條件礦井工作面順利回采提供借鑒。

［1］ 華心祝.我國沿空留巷支護技術發展現狀及改進建議［J］.煤炭科學技術，2006（12）：78-81.

［2］ 徐青云.綜采工作面設備布置方式探析［J］.山東煤炭科技，2010（01）：159-161.

［3］ 王成學.綜采工作面電氣列車安裝移動方案探討［J］.煤，2013（8）：69-71.

［4］ 國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程［M］.北京：煤炭工業出版社，2014：135-138.