盤道煤業(yè)3203工作面采煤機(jī)擴(kuò)刷切眼實(shí)踐與應(yīng)用

劉曉東 尹炳合 蘇蘭君

（1.龍礦集團(tuán)盤道煤業(yè)，山西 忻州 034100；2.龍礦集團(tuán)大恒煤業(yè)，山西 朔州 036000）

1 概況

1.1 礦井概況

盤道煤業(yè)位于晉北黃土高原，位于寧武煤田軒崗礦區(qū)的東北部，批準(zhǔn)礦井開采2～5號煤層，現(xiàn)回采煤層為2號煤，生產(chǎn)規(guī)模為120萬t/a，低瓦斯礦井，自燃傾向等級二級，自燃發(fā)火期4～6個(gè)月，水文地質(zhì)類型為中等，井田構(gòu)造類型為中等。

1.2 3203綜采工作面切眼巷道概況

3203工作面回采煤層為2#煤，全區(qū)厚度、層位穩(wěn)定。該區(qū)煤層厚3.0～4.5m，平均3.75m。煤層傾角8～18°，平均12°。

3203切眼巷道支護(hù)方式為錨網(wǎng)支護(hù)，矩形巷道斷面為4.0×3.5m，擴(kuò)刷后巷道為矩形6.4×3.5m。3203工作面切眼凈長130m，順槽可推進(jìn)長度988m，可采儲量72.6萬t。設(shè)計(jì)安裝ZYY4410/23/42型掩護(hù)式液壓支架88部。

2 綜采面切眼擴(kuò)刷方案選擇

方案一是采用掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼。采用掘進(jìn)機(jī)刷寬2.4m，切眼全寬達(dá)到6.4m,支護(hù)采用錨網(wǎng)配合W型錨索鋼帶及單體π鋼棚聯(lián)合支護(hù)。存在問題：（1）開口施工使用的40t溜子、可伸縮膠帶機(jī)等設(shè)備需要反復(fù)撤除安裝兩次；（2）擴(kuò)刷后全巷6.4m寬度只能采用錨索、錨桿支護(hù)，頂板破碎時(shí)，不能及時(shí)加固支護(hù)；（3）由于掘進(jìn)后方二運(yùn)、掘進(jìn)機(jī)等占用空間大，只能使用兩部鉆具，支護(hù)時(shí)間長，擴(kuò)刷周期長，擴(kuò)刷130m切眼，需要13～15d。

方案二是采用采煤機(jī)擴(kuò)刷切眼，即結(jié)合原擴(kuò)刷支護(hù)方法，決定采用先安裝工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)，使用采煤機(jī)擴(kuò)刷切割切眼，切眼內(nèi)刮板輸送機(jī)直接與順槽皮帶搭接運(yùn)輸煤的方法，完成切眼擴(kuò)刷工藝，同時(shí)完成了綜采工作面安裝的部分工程。

為提高效率，綜合分析盤道礦頂板條件，認(rèn)為方案二較為合理，它充分利用采煤機(jī)擴(kuò)刷速度快的特點(diǎn)，使切眼擴(kuò)刷與工作面安裝總工期大大縮短，而且安全，可操作性強(qiáng)。

3 工程實(shí)踐

3.1 擴(kuò)刷前安裝設(shè)備

主要安裝的設(shè)備有：材料巷距切眼約80m處安裝變電列車（為工作面機(jī)電設(shè)備提供動力源），切眼安裝630溜子一部、930采煤機(jī)一臺，運(yùn)輸巷仍然使用掘進(jìn)期間的3部皮帶機(jī)，形成擴(kuò)刷期間生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)。

3.2 切眼擴(kuò)刷設(shè)計(jì)支護(hù)方式

切眼切割深度為2.4m，采煤機(jī)循環(huán)進(jìn)尺0.6m，需累計(jì)切割4個(gè)循環(huán)完成。支護(hù)方式：新擴(kuò)刷部分頂板施打2排錨桿，切眼中部架設(shè)2排單體配鉸接頂梁鋼棚；擴(kuò)刷中，頂板破碎時(shí)，隨時(shí)補(bǔ)打錨索或W型鋼帶梁；過斷層頂板破碎帶，支設(shè)單體π鋼棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。并隨時(shí)優(yōu)化支護(hù)。切眼擴(kuò)刷前支護(hù)及擴(kuò)刷過程支護(hù)示意圖如下：

圖1 切眼擴(kuò)刷前支護(hù)及擴(kuò)刷過程支護(hù)示意圖

3.3 施工順序

準(zhǔn)備工作→運(yùn)輸沿線安裝絞車、調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶機(jī)→安裝切眼630刮板輸送機(jī)、MGTY400/930-1.1D型采煤機(jī)→材料巷安裝變電列車→試運(yùn)轉(zhuǎn)。

自運(yùn)輸巷端頭采煤機(jī)擴(kuò)刷第一刀→使用移溜單體支柱推移630刮板輸送機(jī)→順切眼軸線方向沿溜槽邊沿支設(shè)第一排單體鋼棚→采煤機(jī)擴(kuò)刷第二刀→推移刮板輸送機(jī)→打設(shè)第一排錨網(wǎng)→采煤機(jī)擴(kuò)刷第三刀→推移刮板輸送機(jī)→順切眼軸線方向支設(shè)第二排單體鋼棚→采煤機(jī)擴(kuò)刷第四刀→推移630刮板輸送機(jī)→打設(shè)第二排錨桿掛網(wǎng)、同時(shí)按5m間距施打一排錨索。

3.4 施工工藝

3.4.1 擴(kuò)刷第一刀

自運(yùn)輸巷出口開始擴(kuò)刷，向上割煤直至割透溜尾出口，距采煤機(jī)后滾筒10m采用移溜支柱依次推移溜子，推移步距0.6m，推溜單體按3m間距布置；滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m支設(shè)第一排單體鋼棚，鋼棚距遠(yuǎn)面幫3.1m。

3.4.2 擴(kuò)刷第二刀

采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口，開始擴(kuò)刷第二刀，向上割煤直至割透溜尾出口，距采煤機(jī)后滾筒10m采用5m單體依次推移溜子，推移步距0.6m；滯后采煤機(jī)后滾筒不大于10m處頂板施打第一排錨桿，錨桿采用Φ18L1800mm金屬錨桿，頂板鋪金屬網(wǎng)。

3.4.3 擴(kuò)刷第三刀

采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口，開始擴(kuò)刷第三刀，向上割煤直至割透溜尾出口，推移步距0.6m；滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m處支設(shè)第二排單體鋼棚，與第一排鋼棚棚距1.2m。

3.4.4 擴(kuò)刷第四刀

采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口，開始擴(kuò)刷第四刀，向上割煤直至割透溜尾出口，滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m處頂板施打第二排錨桿，同時(shí)沿第二排錨桿按5m間距打設(shè)一排錨索，對頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

3.5 施工期間安全技術(shù)措施

3.5.1 頂板管理

（1）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，開工前班組長必須對工作面及沿線巷道安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方準(zhǔn)員工進(jìn)入工作面。施工人員工作前和工作中發(fā)現(xiàn)頂幫圍巖發(fā)生裂隙、有片落現(xiàn)象、支護(hù)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求等情況時(shí)，必須首先敲幫問頂，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行支護(hù)，沒有妥善處理前，不得進(jìn)行其他工作。施工期間，班長必須指定專人專門擔(dān)負(fù)安全監(jiān)護(hù)工作。

（2）找頂工作必須遵守下列規(guī)定： 找頂工作應(yīng)有2名有經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任，一人找頂、一人觀察頂板和退路。找頂人員應(yīng)站在安全地點(diǎn)，觀察人員應(yīng)站在找頂人員的側(cè)后面，并保證退路暢通。找頂應(yīng)從有完好支護(hù)的地點(diǎn)開始，按由外向里先頂部后兩幫，依次進(jìn)行，找頂范圍內(nèi)嚴(yán)禁其他人員進(jìn)入。找頂人員應(yīng)戴手套，用長把工具找頂時(shí)，應(yīng)防止煤矸順桿而下傷人。

（3）若頂板破碎，巖體松散、片幫時(shí)，要加密錨桿，縮小錨桿間排距，錨梁（鋼帶梁）緊跟擴(kuò)刷迎頭，及時(shí)施打錨桿并加掛木錨盤護(hù)頂，每夠掛設(shè)一張網(wǎng)時(shí)及時(shí)掛網(wǎng)。掛網(wǎng)時(shí)，一次只準(zhǔn)撤一根錨桿的錨盤，掛網(wǎng)后上緊錨盤，嚴(yán)禁集中掛網(wǎng)上錨盤。根據(jù)現(xiàn)場情況，同時(shí)支設(shè)單體棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

（4）切眼擴(kuò)刷進(jìn)程中，若頂板壓力較大，巷道變形較重，設(shè)計(jì)支護(hù)不能滿足要求時(shí)，需立即停止施工，及時(shí)采取支設(shè)單體π鋼棚或補(bǔ)打錨索鋼帶梁加強(qiáng)支護(hù)。

（5）支設(shè)單體π鋼棚（鉸接頂梁）時(shí)，必須在副班長或班長委派的有經(jīng)驗(yàn)的人員監(jiān)護(hù)下，監(jiān)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)必須立即通知施工人員停止施工，并積極處理，處理好后方可繼續(xù)施工。

（6）加強(qiáng)單體液壓支柱管理，防止漏液，嚴(yán)禁出現(xiàn)空載和失效現(xiàn)象。

（7）保證擴(kuò)刷成型質(zhì)量，嚴(yán)格按規(guī)定的工程質(zhì)量要求進(jìn)行施工，保證頂?shù)装甯钇健蓭妄R整，不得出現(xiàn)臺階、傘檐。

3.5.2 采煤機(jī)管理

（1）采煤機(jī)開機(jī)前，司機(jī)應(yīng)對其操作的各部件性能進(jìn)行認(rèn)真檢查：各部位螺絲要齊全完整，滾筒截齒要齊全，操作手把、急停手把和按扭靈活可靠，油位正常，冷卻管路要暢通，電纜卡子要連接良好，各種保護(hù)要靈活可靠。

（2）開機(jī)前，先發(fā)出信號，讓附近人員撤至安全地點(diǎn)。正常開機(jī)時(shí)，機(jī)組上、下各10m范圍內(nèi)不得有閑雜無關(guān)人員停留。開機(jī)應(yīng)堅(jiān)持先送水后送電，先斷電后斷水，嚴(yán)禁無水或水壓不足開機(jī)。停機(jī)后要及時(shí)停止噴霧，正常情況下嚴(yán)禁帶負(fù)荷開機(jī)或停機(jī)。

（3）采煤機(jī)在工作過程中，司機(jī)應(yīng)隨時(shí)觀察壓力表、溫度表、真空表的顯示情況，仔細(xì)監(jiān)聽采煤機(jī)的聲音，如有不正常應(yīng)立即停機(jī)處理，嚴(yán)禁采煤機(jī)帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。采煤機(jī)在運(yùn)行過程中司機(jī)要跟機(jī)操作。

（4）割煤時(shí)，采煤機(jī)司機(jī)要集中精力，觀察滾筒前有無障礙物。

（5）機(jī)組割煤時(shí)，司機(jī)要時(shí)刻注意頂板情況，發(fā)現(xiàn)頂板破碎或掉頂時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，對頂板進(jìn)行維護(hù)，防止出現(xiàn)頂板事故。

（6）采煤機(jī)司機(jī)在工作中應(yīng)看好電纜、水管，及時(shí)清除電纜槽內(nèi)雜物, 嚴(yán)防電纜、水管、擠卡和脫離電纜槽。出現(xiàn)電纜卡子受損時(shí)要立即停機(jī)處理。嚴(yán)禁出現(xiàn)電纜、水管受力情況。

（7）采煤機(jī)司機(jī)在離開采煤機(jī)機(jī)身時(shí)要停機(jī)并摘掉滾筒離合器。

（8）采煤機(jī)在割兩端頭時(shí)，班長應(yīng)指定專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。只有在端頭頂板維護(hù)完整、電纜、管線吊掛整齊固定牢固，各種雜物清除干凈、人員全部閃開5m以外后方可開機(jī)。開機(jī)前兩巷不得有人正對滾筒，以防甩出物品傷人。人員在滾筒周圍作業(yè)或更換截齒前，采煤機(jī)司機(jī)要先摘掉滾筒離合器并斷電，在班長安排人員維護(hù)好頂板和煤壁以后，方可操作。

（9）出現(xiàn)下列情況之一應(yīng)及時(shí)停機(jī)處理：無水；單體（錨網(wǎng)）支護(hù)跟不上；刮板輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；頂板事故未處理好；信號不通；CH4超限時(shí)。

3.5.3 機(jī)電設(shè)備檢修

（1）正常檢修時(shí)，采煤機(jī)應(yīng)停在頂板完好、無淋水的地段并割好機(jī)窩，然后切斷電源，摘下離合器，同時(shí)必須將工作面刮板輸送機(jī)停電閉鎖。

（2）檢修滾筒、減速箱等傳動部位時(shí),必須將電機(jī)隔離開關(guān)、減速箱隔離手把打至零位，非檢修人員不得擅自操作上述手把。

（3）在煤壁側(cè)、機(jī)身上、機(jī)身兩端檢修時(shí)，應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護(hù)頂板及煤壁，不準(zhǔn)單人進(jìn)行檢修。

（4）檢修泵箱、減速箱等精密部位或給采煤機(jī)加油時(shí)，要在采煤機(jī)上方搭設(shè)掩護(hù)棚，防止煤塵進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

（5）更換采煤機(jī)配件時(shí)，各聯(lián)接部位對口螺絲需上齊，達(dá)到足夠的緊固力。

（6）檢修完畢后，要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)送電前發(fā)出信號，待人員撤到安全地點(diǎn)后方可送電。啟動前要發(fā)出示警信號，在確定機(jī)器轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)無人員和障礙物后方可啟動，點(diǎn)動1～2次后，方可正式開機(jī)。

4 綜合效益分析

使用采煤機(jī)擴(kuò)切眼，不占用工作面準(zhǔn)備的時(shí)間，經(jīng)過2.5d完成130m擴(kuò)刷任務(wù)。而按原掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼，正常需10d，工作面準(zhǔn)備時(shí)間至少7.5d，效果明顯。

5 結(jié)論

采用采煤機(jī)擴(kuò)刷切眼技術(shù)，與使用掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼比較，在保證安全的前提下，生產(chǎn)效率提高了3倍，對于礦井提速增效意義重大，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。