楊村煤礦薄煤層綜采工作面快速增加設備技術應用

潘天偉，王 偉，高 波

（兗礦集團楊村煤礦，山東 濟寧 272118）

1 工作面概況

6601工作面是六采區薄煤層機械化首采工作面，工作面標高-187m～-217m，平均-202m，切眼長度為75m，隨回采工作面長度增加，推進210m時面長變為148m，每推進4.5m～5.0m需安裝一組支架、一節溜槽，共增加48組支架和48節溜槽。該面煤層平均煤厚1.2m，直接頂為十下灰巖，直接底為鋁質泥巖，使用ZY2600/6.5/16整體頂梁兩柱掩護式液壓支架支護頂板。

薄煤層綜采工作面順槽沿16煤頂板掘進，由于順槽高度為2.3m，煤層厚度為1.2m，導致工作面底板與巷道底板存在高度1.0～1.2m的臺階，液壓支架進入工作面進行安裝有較大困難，同時，增加支架過程中，支架頂梁需整體脫離頂板，致使空頂面積較大，不利于端頭頂板管理，6601工作面簡圖見圖1。

圖1 6601工作面簡圖

2 核心技術

本方案的核心技術：在軌順端頭安裝2組墊底支架，并改造非工作面側的墊底支架頂梁前端，頂梁前端鉸接一塊連桿（形成緩坡），方便拉移正常支架上臺階?？刂茐|底支架的支撐高度在1.0m左右，支架采用平移的方式自墊底支架移動到工作面，同時，在墊底支架后方增加兩組切頂支架，配合墊底支架使用，控制端頭頂板管理。

1）沿工作面推進方向自前向后依次包括墊底支架、切頂支架；兩支架通過銷軸連接，根據巷道寬度往往是兩組并列安裝使用。

墊底支架：為四柱四連桿結構，底座箱分前底板和后部底座箱兩部分，前底板和底座箱通過銷軸連接；墊底支架一般兩組并列安裝，之間由調整千斤頂連接；頂梁和底座之間由四棵立柱連接，掩護梁和底座之間通過四連桿連接。切頂支架：為兩柱垛式結構，底座箱和頂梁之間由兩棵立柱連接，切頂支架布置于升降架后部，對巷道進行滯后支護。

2）使用墊底支架做為安裝支架的過渡平臺，待安裝支架使用穩車拉移到墊底支架上，再平移到工作面，支架上架效果圖見圖2。具體步驟如下：①固定鐵滑車：使用φ18×64mm鏈條配合5/8鏈條卸扣將10T鐵滑車連接在切頂支架立柱頂端的固定環上。②整改超前支護：軌道順槽切眼外20m范圍內采用雙排單體液壓支柱超前支護頂板，調整沿巷中支設的單體液壓支柱，使順槽靠下幫留有不小于2m的空間，確保支架運輸空間。③支架拖拉至墊底支架處，將14T穩車鋼絲繩通過回頭鐵滑車與待安裝支架底座箱連接。④使用穩車將待安裝液壓支架拖拉到墊底支架上，再使用單體液壓支柱將支架調正，確保待安裝支架與墊底支架底座重心對正。⑤使用單體液壓支柱頂推液壓支架，將液壓支架平移到靠工作面側升降支架上，再平移到工作面。⑥使用同樣方法將下組液壓支架拖拉放在墊底支架上。⑦通知控制臺司機停乳化液泵，支架工在關閉截止閥后，連接進回液管路。確保支架供液系統正常、臨架操作方式，并升實支架。

圖2 支架上架效果圖

3）支架平移：支架安裝采取一次性整體平移上臺法：①工作面推進4.5～5.0m后，達到增加一組支架的空間后，根據溜尾頂板實際情況，提前在溜尾墊底支架及工作面最后一組中間架架后支設點柱（加完支架，及時回撤單體液壓支柱）。②撤除一排單體液壓支柱，然后降低待安裝支架頂梁，再使用單體液壓支柱頂住待安裝支架底座箱，將支架推移到待安裝位置擺正。根據溜尾頂板情況，可在溜尾最后1組中間架后打木垛支護頂板（此項施工，必須提前支設單體液壓支柱，保證作業人員安全）。如果是雙排單體液壓支柱支護，待安裝支架推移到第二排支柱前，先升實支架，然后回撤第二排單體液壓支柱，再降低支架，再次使用單體液壓支柱將待安裝支架推移到位擺正。③在已擺正的支架頂梁上橫向放置2-4根3.0m板棚，然后升實支架達到初撐力。④降低墊底支架（帶有上架滑板）上方的待安裝支架頂梁，橫向放置2—4根3.5m板棚，一頭搭在已擺正的工作面支架頂梁上，另一頭（靠下巷下幫側）下支設單體液壓支柱。⑤使用不同規格的單體液壓支柱將待安裝支架由墊底支架（帶有上架滑板）平移到工作面側墊底支架上，升實支架達到初撐力。⑥拖拽下一組待安裝支架到墊底支架上，升實支架達到初撐力。

4）墊底支架前移。①通過14T穩車拖拉前移。使用φ18×64mm鏈條配合5/8鏈條卸扣將14T穩車鉤頭與支架底座箱連接（根據現場情況，也可與支架推移框架魚口連接）。②拖拉過程中，注意墊底支架與待安裝支架相對位置，如果前后、左右位置發生錯動，立即停車，使用單體液壓支柱進行調整，確保兩支架重心一致，避免待安裝支架歪倒或從墊底支架上掉落。

3 現場應用情況

1）該設計的實施，減少了大量的加架時間，在正常條件下，使以往每4小時增加1組支架提高到每小時增加1組支架，工效提高300%，安全順利實現了邊回采邊增加48組支架、48節溜槽等設備的生產任務。

2）安裝期間加強頂板管理，認真執行敲幫問頂制度。重點抓了臨時替柱的支設、機尾兩側頂板支護、封門柱與工作面支護相鄰三角區的頂板管理。該技術的應用，大大降低了工作面端頭頂板空頂時間，提高了頂板管理的可靠性，保證了安全生產。

3）此種方法操作簡單、安全可靠，重點抓好人員操作、人員站位等管理，加強支架安裝期間的起吊、拖拉、裝車、封車、運輸等方面的管理，加強規程措施在現場的落實。

4 應用效果分析與評價

1）經濟效益。采用此種方法，比一次集中加支架的施工工藝方法，可多回收邊角煤約1600t，按煤炭價格500元/t計算，創造效益約80萬元。

2）社會效益。隨著煤炭資源的開采，正規工作面越來越少，今后將會布置更多的不規則工作面，隨采隨增（減）設備的技術應用，具有廣泛的推廣價值。此種施工方法簡單、操作方便、安全性高，我礦順利實現工作面安裝支架48臺的生產任務，為薄煤層綜采工作面邊采邊增加設備積累了經驗。實現了工作面在加面期間的頂板有效支護，創新巷道端頭支護技術。