18104綜采面切眼擴安一體化工藝實踐

宋益城

（山西洪洞西山光道煤業有限公司，山西 洪洞 041000）

傳統綜采工作面切眼安裝方法是，在切眼貫通、擴幫后才進行安裝工作，不僅工期較長，而且需要增加臨時支護，耗費大量人力物力［1-2］。而采用綜采工作面擴安一體化工藝，不僅可以縮短工期，還可以節省大量人力、物力，助力煤礦企業向高產、高效方向轉型［3-5］。本文以斜溝煤礦18104 工作面為工程背景，對切眼擴安一體化工藝施工技術進行詳細探討。

1 工程背景

斜溝煤礦18104 工作面主采8#煤層，平均厚度6.38 m，直接頂為泥巖，灰黑色，泥質結構，局部尖滅，厚0.00～3.20 m，平均1.18 m。老頂為粗中細粒砂巖，巨厚層狀，成分以石英石為主，厚4.17～25.23 m，平均13.15 m。直接底為泥巖，黑色，厚0.00～7.39 m，平均1.42 m。老底為中細砂巖，灰黑色，泥質結構，局部尖滅，厚0.00～9.63 m，平均4.18 m。煤層柱狀圖見圖1。

圖1 煤層柱狀圖

2 擴幫安裝工藝

傳統擴幫安裝工藝，在切眼貫通后，大約需1個月時間進行擴幫，擴幫后切眼斷面尺寸為寬×高=7 869 mm×2 800 mm，然后再進行設備的安裝工作。為保證切眼擴幫后的安全，需要對其采用單體+鉸接梁進行支護，見圖2。

圖2 切眼擴幫后支護

該工藝不僅工程量大，耗費工期，而且頂板管理難度大，有時為保證擴幫后切眼的安全，還需補打錨桿進行臨時支護，所使用的臨時支護材料無法回收，額外的增加了材料的成本投入。

3 擴安一體化工藝

3.1 施工準備

在切眼擴安一體化工藝施工時，前期需要進行以下準備工作，見圖3。

圖3 擴安一體化安裝施工準備

（1）在準備安裝的工作面先掘進一條尺寸為寬×高=4.5 m×2.8 m 的導向巷道。

（2）在皮帶巷一側掘出尺寸為寬×高×長=4.0 m×2.8 m×15 m 的設備安裝硐室。

（3）掘進設備的轉運，包括綜掘機、刮板輸送機、皮帶機等。

3.2 工藝設備

（1）滑移式臨時支護裝置

滑移式臨時支護裝置是擴安一體化的核心設備。滑移式臨時支護裝置分前架、后架兩個部分，見圖4。

圖4 滑移式臨時支護裝置

滑移式臨時支護裝置的前架橫梁與后架后橫梁之間設置兩根推移千斤頂，用于前后兩架的相對移動，是對擴幫后頂板的臨時支護。

（2）機組

機組是由兩種裝備：綜掘機、橋式轉載機組合而成的一種多用途的設備，既能截割，又能裝載、運輸，見圖5。

圖5 機組

（3）電牽引安裝叉車

電牽引安裝叉車是由電牽引車、多功能安裝叉車及模塊化軌道組成，見圖6、圖7。

圖6 電牽引安裝叉車

圖7 電牽引安裝叉車鋪設模塊化軌道

（4）礦用液壓起重機

礦用液壓起重機主要由起吊臂、伸縮臂、起吊千斤頂、起吊鏈鉤、電控箱、回轉臺、行走部、上下支撐裝置等組成，可完成轉載機，綜掘機，電牽引安裝叉車、800 帶式輸送機、40T溜子等安裝及回撤工作，見圖8。

圖8 履帶式起重機

3.3 安裝施工

（1）在回采巷道鋪設軌距為600 的軌道，在工作面機尾處鋪設1.5 m 軌距模塊化軌道，一直鋪設到運輸機頭處；

（2）在皮帶巷內安裝皮帶機機尾，依次安裝轉載機機頭、轉載機起橋部、破碎機、轉載機中部槽、機尾架；

（3）在工作面皮帶巷三角點處安裝端頭支架，在軌道巷三角點處安裝卸車機構；

（4）將設備按照先里后外、先下后上的順序安裝就位，包括滑移式臨時支護裝置、橋式轉載機及其推移裝置、綜掘機等，其中臨時支護一定要達到初撐力，見圖9。

圖9 在擴幫硐室內安裝設備

（5）將液壓支架運輸到擴幫硐室，從端頭支架開始依次安裝到臨時支護的后架伸縮梁處；

（6）綜掘機進行截割煤壁工作，截割出的煤經裝載機、橋式轉載機轉運到皮帶機上運出，見圖10。綜掘機截割煤壁起到擴幫作用，然后利用支頂裝置和推移千斤頂推動綜掘機和橋式轉載機，之后推移滑移式臨時支護裝置對切眼進行支護。

圖10 擴安一體化局部設備布置

（7）利用電牽引安裝叉車將液壓支架安裝到滑移式臨時支護裝置后伸縮梁的下邊，然后將后伸縮梁縮回，將液壓支架頂梁接頂并達到初撐力，即完成一組支架的擴幫安裝。

（8）當安裝完一組液壓支架時，將電牽引安裝叉車拉回到回風三角點處，將平板車上的另一組液壓支架通過卸車機構轉運到安裝叉車上，再運送到安裝地點，重復步驟（7），如此循環邊擴幫邊安裝支架直到安裝完畢，見圖11。

圖11 擴安一體化設備布置工藝

（9）支架安裝完畢后，收回電牽引安裝叉車，再用起重機將掘進機、工作面內的皮帶機拆除，并在拆除的皮帶機位置用電牽引安裝叉車鋪設1.5 m模塊化軌道，使用起重機安裝前部刮板機機頭和過渡槽。

（10）用起重機將運輸機中部槽吊裝到電牽引安裝叉車上，并運到安裝位置進行安裝，用起重機安裝采煤機，然后安裝前部刮板機過渡槽、機尾。最后安裝電氣設備、電纜接線，綜采工作面設備安裝完畢。

4 結論

斜溝礦煤礦18104 工作面切眼采用擴安一體化施工工藝實踐表明，與傳統工藝相比，有如下優點：

1）節約工期。傳統的工藝在切眼貫通后需一個月時間先行擴幫，然后進行安裝工作，而新工藝是在切眼貫通后邊擴幫邊進行安裝工作，明顯縮短了工期。

2）節約材料。在液壓支架支護工作面前由滑移式臨時支護裝置進行臨時支護，節省了傳統工藝中單體、鉸接梁及錨桿等臨時支護材料。

3）節約人力。新工藝工序簡單，節省了傳統工藝中擴幫、打錨桿、單體及鉸接梁安裝及回收等工序的人力。

4）安全可靠。在綜掘機掘進后和液壓支架安裝前使用滑移式臨時支護裝置進行頂板支護，取消了傳統工藝中液壓支架安裝過程中的回收、搬運單體支柱和鉸接梁等工作環節，更加安全。