常村煤礦2311大傾角綜放工作面設備改造及安裝技術

劉 勇

(潞安環能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

1 工程概況

常村煤礦2311綜放工作面開采3號煤層，煤層厚度平均5.95 m，埋深430～480 m，局部區域存在有一層厚度0.36 m左右泥巖矸石。2311采面設計切眼長300 m，膠帶運輸巷長度為2 278.6 m，由于受到區域地質構造影響，工作面開采范圍內的煤層傾角由0～7°增加至8.5～18.5°，在采面機尾側80 m坡度較緩，機頭處傾角較大，具體沿切眼走向軌道巷側高膠帶運輸巷側低，累計高差達69.5 m，單軌吊梁兩側打設有木點柱。具體切眼剖面見圖1。

圖1 2311大傾角供工作面切眼剖面

2 采面設備布置及改造

2311工作面為常村煤礦開采3號煤層時遇到的第一個大傾角工作面，為了實現工作面順利開采，礦井依據生產需要對選擇的采煤機、刮板輸送機、液壓支架以及轉載機等設備進行了改造。

2.1 采煤機

采面選擇的采煤機型號為WG400/930-3.3D，滾筒直徑2.2 m，搖臂長2.6 m，適用工作面傾角0～16°。在綜采車間檢修內牽引加裝液壓抱閘，防止采煤機在安裝及回采過程中發生跑車。

2.2 前后刮板輸送機

采用的刮板輸送機型號為SGZ1000/2000，數量共2部。其中前刮板輸送機中間槽194節(根據現場調整)，后刮板輸送機中間槽194節(根據現場調整)。工作面要求每隔9節普通槽布置1節開天窗槽。

為了增加刮板輸送機在傾斜工作面的適應能力，進行了以下改進：①每隔10～15節中間槽打設戧柱，每隔30節中間槽兩側打設地錨用SGW-40煤溜鏈條配合吊具連接刮板輸送機中間槽；②前溜電纜槽蓋板用廢舊膠帶代替；③履帶液管內加敷1趟12 mm鋼絲繩；④前后溜定位時，以采煤機滾筒剛能割透煤墻為止(前刮板輸送機機頭距離巷道5 mm左右)。

2.3 液壓支架

在切眼安裝ZF8000/20/38型中間架198組，ZFG9600/23/38型排頭(尾)架各4組，其中30組中間架在地面綜采車間進行改制，安裝防倒、防滑支撐頂。改制支架安裝時統一安裝至機頭部分，防止工作面剩余支架安裝過程中因坡度過大發生傾倒，安裝剩余20組支架時，由業務科室組織調研確定支架安裝數量。

液壓支架具體改造措施為：①支架踏板加焊條紋，防止人員行走時路滑；②每組改造支架增加3個頂(支架底座后端增加千斤頂連接耳、支架底座過橋焊制連接耳、支架頂梁焊制連接耳)；③支架側護幫改為左向(下坡側)，以便調整支架。

2.4 轉載機

選用的轉載機型號為SZZ1200/400型，由于膠帶運輸巷內落差大(里幫和外幫落差達到1.5 m),由掘進隊組對膠帶運輸巷進行硬化，硬化范圍前煤墻往外630 m，硬化時保證巷道高度3.1 m，從而為轉載機安裝及使用提高足夠空間。轉載機采用的改造措施為：轉載機地面配套時外幫焊制戧柱底座。

3 大傾角工作面設備安裝技術

3.1 安裝前技術準備

1) 切眼設備安裝前，在軌道巷超前棚段和切眼分別敷設一趟揚聲器系統和一套對講系統，設備運輸至軌道巷時，由泵站司機(跟車工)通過揚聲器通知切眼內作業人員避讓單軌吊機車；運輸時，單軌吊司機和輔助運輸的絞車司機通過對講機進行溝通，對講機必須每班交接并保證完好[1-3]。

2) 支架安裝時，緊靠第一組排頭架安裝位置打設5根單體柱，單體柱距離前煤墻、單體柱間距均為1 m，防1號排頭架就位時倒架。

3) 切眼內單軌吊道倒數第1根、第2根單軌吊道分別安裝阻車器，阻車器螺栓選用高強度螺栓并擰緊，嚴禁提前回撤單軌吊道，阻車器隨安架進度逐根外移。

當安全聯鎖邏輯關系確定后，為實施聯鎖保護功能需要確定實施該功能的安全儀表功能(SIF)，即通過選擇測量儀表、邏輯控制器、最終元件及相關軟件等組成安全儀表系統(SIS)來實現具有安全等級的SIF。SIS的設計應兼顧可靠性、可用性、可維護性、可追溯性和經濟性，既要防止設計不足，也要防止過度設計。

4) 在單軌吊道末端兩道阻車器中間垂直切眼前煤墻安設鋼絲繩攔車裝置，鋼絲繩兩頭打設繩卡通過吊具與頂角錨桿連接牢固，鋼絲繩必須在單軌吊梁下方以便單軌吊跑車時達到彈性阻車的作用，防止事故擴大，隨支架安裝進度外移。

3.2 安裝期間的防倒技術

設備運輸前，在緊靠后溜位置面朝大溜機頭每隔60 m固定1部絞車，從而便于液壓支架、刮板輸送機運輸[4]。

3.2.1 前后刮板輸送機防倒、滑措施

將刮板輸送機由軌道巷運輸至切眼后，用絞車拴掛單軌吊(單軌吊駕駛室由運搬隊改造，有拴護位置)，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸刮板輸送機，運輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力，防止跑車。

刮板輸送機從坡下往坡上安裝，第一節溜槽中間部定位后在溜槽上打設戧柱，每隔30 m(約20節溜槽)，在溜槽兩端打設地錨利用吊具配合40錨鏈拴掛，每隔10節溜槽打設戧柱，防止溜槽下竄。

3.2.2 液壓支架運輸及安裝防滑措施

支架運輸：支架由軌道巷運輸至切眼后，適當調整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車拴掛支架底座，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸支架，支架運輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力[5-6]。

圖2 綜放液壓支架安裝流程

3.2.3 采煤機安裝防倒技術

采煤機在機尾側87 m范圍安裝時，切眼內最大坡度為9.5°，采煤機地面檢修期間加裝液壓抱閘裝置，安裝結束后及時將抱閘鎖死，同時在上坡側使用40型煤溜鏈與前刮板輸送機連接牢固或在下坡側靠近機尾處用銷進行卡絆防止采煤機溜車下滑，試機前進行拆除。

3.3 大傾角工作面設備安裝主要特點

1) 切眼內支架安裝完成后，立即完成退錨接頂、木垛打設工作。退錨作業前，在支架安裝位置沿切眼走向布置4根大板(大板規格4.5 m×0.2 m×0.15 m)，距前煤墻最近的大板距離為1.2 m，大板間距均為1.2 m；在距離大板兩端0.3 m左右和大板中部位置處用雙股10號鉛絲與頂板錨網連接牢固，大板拴掛位置不得影響正常退錨作業；支架退錨完成后，在支架頂梁上垂直切眼方向布置2根大板(大板規格4.8 m×0.2 m×0.15 m)，大板一端與支架頂梁后切頂線對齊，大板兩端距離頂梁兩端約300 mm左右，操作支架前后柱升架，保證木垛充分接頂，木垛打設2層，切眼內局部巷道頂板不平整時采用加墊道板的方式接頂。如圖3。

圖3 2311切眼支架接頂木垛示意(mm)

2) 工作面設備小件必須隨安裝進度完善，盡量減小重復投工，降低設備抬運頻率，減少作業風險；因支架需從2206工作面回撤后進行倒運，倒運的支架存在壞頂、壞立柱時需在2206工作面更換完成后方可進行倒運。

3) 支架安裝就位時采用2個絞車相互配合，后溜側絞車主要負責支架的防倒及支架安裝期間時的防滑。

4) 后溜側絞車輔助設備單軌吊運輸溜槽、支架。支架運輸時，支架由軌道巷運輸至切眼變坡點前，適當調整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車鋼絲繩拴掛支架底座，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸支架，單軌吊司機根據機車運輸情況用對講機和小絞車司機協調配合，必須確保支架運輸期間鋼絲繩始終保持張力，當單軌吊運輸至下部絞車運行范圍時，停止單軌吊機車運行并閘緊絞車手把，將下部絞車的鋼絲繩拴掛在支架底座上，開動下部絞車收繩鋼絲繩受力后閘緊手把，防止出現跑車現象，開動上部絞車松繩后拆除鋼絲繩繩頭，開動單軌吊和絞車松繩繼續運輸支架，采用絞車接力的方式將支架運輸到位。

3.4 安全管控措施

1) 個人防護方面，切眼作業期間，必須更換新膠鞋，防止滑倒。

2) 易滾動、滑落的設備、部件(水管、頂等)如需在切眼內放置時，必須用鉛絲與煤墻或者已安裝設備拴牢固。

3) 支架安裝、就位，電纜槽安裝等作業時，人員嚴禁站立在下坡側；如確因作業要求需觀察安裝情況時，必須站在上坡側或側上位。

4) 切眼內嚴禁在下坡側人工拖運設備或由設備自由滑動，防止傷害自己和他人。

5) 在切眼內嚴禁單人、兩人抬物料，需抬運設備需多人進行扛抬，采用“工”字型抬杠，多人抬運物料，抬杠上掛設點用鉛絲拴牢固，長度以滑倒時不至傷人為宜。

6) 切眼內盡量減少臨時放置設備，放置東西滑落傷人。

7) 重物超過3 t時不得使用現場支護錨桿起吊，超過3 t時必須打設專用錨桿；超過5 t時使用錨索起吊，錨索外漏長度不小于150 mm，否則打設專用錨索起吊。

8) 膠帶運輸巷使用單軌吊放電纜時，專人負責喊話、專人負責看護、專人指揮，作業區域兩端拉設警戒，無關人員嚴禁入內。

9) 排頭架組裝前尾梁、頂蓋，中間架安裝前尾梁頂銷時必須保證后溜側絞車鋼絲繩保持張力并閘緊絞車手把，防止出現跑車。

10) 地面制作方凳、梯子時，必須加焊防倒鏈(與頂網連接)，方凳四條腿可以調節高度，確保在切眼使用時可以支平、支穩。

4 結 語

根據2311大傾角工作面實際情況，通過對綜放開采設備進行針對性技術改造，并制定詳細的安裝技術措施及安全防護措施，確保了設備的安全、快速安裝，保障了工作面的順利開采。