王莊煤礦超大型工作面設備安裝相關問題探討

楊 陽

(潞安環能股份公司 王莊煤礦，山西 長治 046031)

王莊煤礦是潞安環能股份公司下屬的一座特大型現代化高產高效礦井，是山西省第一家通過國家一級安全生產標準化驗收礦井。近年來，隨著采煤活動的不斷進行，采煤重心逐步向+540 m水平延伸。為了提升煤炭開采效率和煤炭資源回收率，極大發揮機械化優勢，推動礦井的增產增效，超大型工作面的布置成為王莊煤礦的發展方向。綜采工作面設備安裝質量是工作面回采能力的體現，直接關系到煤礦的安全管理和經濟效益。8110工作面作為王莊煤礦乃至潞安集團首個超大型工作面，煤炭儲量達到1 200萬t，是王莊礦未來2～3 a生產銜接的有效保證，如何保證8110工作面高標準、高效率地完成綜采設備的安裝工作，直接關系到王莊煤礦的發展。

1 工作面概況

8110工作面位于王莊井田81采區，該工作面開采賦存二疊系山西組3號煤層，煤層底板標高+377～+522 m，平均煤厚6.5 m，煤層傾角1～11°。該工作面為潞安礦區首個超長工作面，工作面運巷長度為3 650 m，風巷長度為3 580 m，切眼長度340 m，可采儲量約1 060萬t，決定著王莊煤礦未來2～3 a的生產銜接。該工作面整體為一個由東向西傾斜的單斜構造，局部有起伏，屬于高瓦斯工作面，瓦斯含量7.34～4.4 m3/t，主要充水源為3號煤層上部頂板含水層和K8、K10號砂巖含水層，正常涌水量為25～30 m3/h，最大涌水量為50 m3/h，除此之外，該工作面東為水庫禁采區，回采前應進行頂板水探放。巷道頂板采用樹脂藥卷加長錨固HRB335高強度螺紋鋼錨桿及錨索加強支護，鋪設金屬網、雙抗網和鋼筋梯子梁。工作面采用傾斜長壁、后退式綜合機械化低位放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。

2 工作面主要設備安裝及布置

工作面主要安裝設備包括采煤機、液壓支架、排頭(尾)架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、膠帶輸送機、乳化和噴霧泵等，見表1。為了確保設備安裝的質量，必須遵循相關的安裝標準及要求。

1) 液壓支架安裝整齊，50 m拉線其偏差不得超過±50 mm；安裝架間隙不大于100 mm，切眼支架要有效接頂，支架逼幫必須及時打出逼幫板，支架管路安裝符合要求，不得出現液壓管路受力或者過長現象。

2) 刮板輸送機搭接合理，與采煤機、轉載機、破碎機閉鎖，機頭傳動平穩。

3) 轉載機和破碎機與膠帶機尾硬架搭接有效長度≥12 m。

4) 膠帶輸送機機頭、尾及中間部分鋪平隨直，所有緊固件必須齊全緊固、不得有任何松動現象，漲緊車鋼絲繩繩徑不小于22 mm，安裝膠帶機要與上位膠帶聯鎖。各滾筒中心線與膠帶中心線的垂直公差≤1/1 000，傳動滾筒中心線與減速器輸出軸中心線的同軸度公差≤0.1 mm，驅動裝置各滾筒中心線與膠帶機中心線對稱度≤1/500，機架兩側槽面高低差≤1.5 m，膠帶接頭連接效率≥85%，清帶器與膠帶接觸面積≥85%。

5) 安裝人員必須熟悉所安設備的說明書、圖紙及技術參數，掌握所安設備的結構和構成，特別是連接和傳動部位的標準和要求，知道設備的重量、尺寸等關鍵參數。

表1 8110工作面主要設備統計

3 工作面設備安裝相關問題解決

8110工作面作為潞安首個超大型工作面，由于巷道長度長、地質條件復雜、瓦斯含量高、初次使用單軌吊設備運輸等，為了提升設備運輸和安裝的安全系數，確保工作面的順利安裝，用標準化要求完成綜采工作面，必須對設備運輸和安裝整個環節的相關問題進行解決。

1) 設備安裝前的超前支護和頂板管理。對切眼及巷道內頂板、煤墻狀況及起吊點周圍的頂板情況認真檢查，要特別加強頂板觀察，以便采取相應措施維護頂板。分別在運巷和風巷打設超前棚對頂部進行支護，確保初采前對頂部的有效維護，對排頭架幫及前煤墻往外至少30 m的頂板進行超前維護，采用大板下架π型鋼抬棚方式進行支護，見圖1。材料規格為：大板長4.8 m，大頭為D190～215 mm，小頭為D190±10 mm，大頭剖面高度為150～170 mm；小頭剖面高度為150～160 mm，加工方式為一面平，打設時要平面朝上；π型鋼長度為4 m。

圖1 設備安裝的巷道超前支護

2) 滿足單軌吊運輸條件。單軌吊的安裝，應當滿足如下條件：單軌吊布設基本平行于巷道中心線布設，單軌吊支護應當能夠滿足所有設備的安全起重與運輸，單軌吊布設位置不能對其他設備的安裝造成影響。

按照設計要求，單軌吊按照中心線距離巷道中心線(1 200±100)mm布置，距離膠帶設計中心線2 400 mm，見圖2。長時間懸掛>0.5 t或有頻繁振動性或沖擊性的物件時(>24 h)，不允許使用支護錨桿固定，需要打設專用懸吊錨桿固定，在臨時性起吊物件(設備)時(<24 h)，可以使用支護錨桿固定，單根錨桿承載重量≤3 t，起吊點10 m范圍內支護完好、頂板無離層現象。單軌吊軌道高度不滿足設備運輸要求處需進行拉底，其中風運巷和切眼必須保證單軌吊軌道底平面距底板高度不小于2.8 m，不滿足要求處需進行拉底，膠帶機頭及工作面及其他不滿足設備運輸和安裝要求處也需進行拉底，以滿足設備運輸和安裝要求。

圖2 運巷設備斷面示意(mm)

3) 針對長巷道，兩部近2 000 m的膠帶機安裝、兩部膠帶的啟動問題。膠帶機的安裝按三部分進行，分別為機頭部分、中間部分、機尾部分。三部分可獨立進行安裝，但必須前后呈一條直線與巷道中線保持間距相同。為了防止兩部膠帶安裝走偏，按照膠帶安裝設計，提前申請地測科放運巷巷道中線，膠帶中線與巷道中線關系為(1 200±100)mm(根據現場情況適當調整)，膠帶機頭適當增加中線點密度，若局部單軌吊與膠帶間距不滿足行人要求時應進行甩軌，見圖2。針對長巷道，兩部接近2 000 m的膠帶機的調試，采用慢啟動、慢運行、快響應的“兩慢一快”調試法，將作業人員每隔150 m放置1個，發現異常立即停機進行處理，有效杜絕了調試膠帶期間的劃傷膠帶情況發生。

4) 風運巷多處積水、出水量大的問題。通過繪制出水點巷道分布圖，積極與地測科溝通協調，將原有獨立向大巷排水的出水點進行合理合并，減少了大功率水泵的數量，采用小潛水泵和風泵將就近的來水統一抽到“U”型水倉，再由大水泵排出。

4 結 語

通過完善技術措施，加強現場管理，確保了工作面設備安全高效安裝。截至目前，8110工作面已經完成了各設備的安裝和調試工作，并且已經成功實現安全回采近1 000余m，保證了王莊煤礦的生產銜接，為王莊煤礦后續超大工作面的布置提供了經驗，也為潞安集團未來的集約高效發展打下了堅實基礎。