綜采工作面多元快速精準(zhǔn)對接技術(shù)的應(yīng)用

周 峰

(淮北礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司 臨渙煤礦， 安徽 淮北 235000)

目前綜采工藝較為成熟，對于中厚煤層能夠做到最大化的回收資源，但是遇斷層構(gòu)造等特殊情況，使用綜采工藝的常規(guī)工作面布置易造成設(shè)備的損壞，影響資源回收。因此為提高礦井煤炭資源回收率，工作面常采用特殊的刀把式布置形式[1]，隨著工作面的推進(jìn)，實現(xiàn)里工作面和外工作面切眼的對接。以往工作面對接僅僅是把提前預(yù)留的運(yùn)輸機(jī)溜槽、支架進(jìn)行連接，未考慮運(yùn)輸機(jī)經(jīng)過回采后的磨損因素，尤其是在剩余可采長度較長、工作面條件較差時，會導(dǎo)致在后續(xù)回采過程中運(yùn)輸機(jī)事故多發(fā)，頻繁更換運(yùn)輸機(jī)溜槽[2]. 臨渙礦已回采結(jié)束的1061工作面就曾出現(xiàn)過同類型事故，嚴(yán)重影響工作面的安全回采。臨渙礦1065綜采工作面與1061工作面同屬六采區(qū)，煤層賦存情況、地質(zhì)條件以及工作面布置形式相似。為避免1065工作面后期受機(jī)電事故影響制約工作面產(chǎn)能，通過分析研究該工作面的地質(zhì)特點(diǎn)，擬實施工作面對接期間在時間、空間上增加可與對接工作同步施工的工程。

1 概 況

1065綜采工作面布置在兩大斷層之間，其東部為1061工作面和DF121正斷層，南部為NF3正斷層，北部為DF232正斷層。工作面設(shè)計走向長度1 003 m，傾向長度174.5～277.5 m，見圖1.

受斷層影響，該工作面設(shè)計為對接工作面，里工作面安裝一部SGZ800/2×700型刮板運(yùn)輸機(jī)，共計安裝121架ZY6800-19/40D型液壓支架，外工作面安裝69架ZY6800-19/40D型液壓支架。風(fēng)巷使用5架ZQL2×4000/18/35超前支架作為臨時支護(hù)。工作面設(shè)計回采期為19個月。該工作面同時安裝了XDYZ(D)型綜采自動化控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)采煤機(jī)記憶截割采煤；液壓支架自動跟機(jī)移架，綜采系統(tǒng)“一鍵”啟停；地面調(diào)度集控中心遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、操作采煤機(jī)、液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備運(yùn)行的智能化工藝。

2 技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1 空間有限

1) 更換的新舊大件設(shè)備較多，施工現(xiàn)場空間有限，設(shè)備的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出以及存放受空間限制，不利于平行作業(yè)。

2) 正常情況下，工作面完成對接需要3天時間，更換運(yùn)輸機(jī)溜槽、鏈條，安拆至少10天，為保證產(chǎn)量，計劃10天內(nèi)完成。

2.2 施工工藝復(fù)雜化、多元化

工作面對接的同時，增加更換溜槽、鏈條和刮板等工作，使整體施工的組織、工序更為復(fù)雜化、多元化，多個施工環(huán)節(jié)在時間、空間上交叉影響多，并且大件起吊、拉運(yùn)頻繁，存在較多安全隱患。

3 施工方案分析及技術(shù)要求

3.1 方案制定原則

多元化對接模式具有施工工序多、作業(yè)戰(zhàn)線長、準(zhǔn)備時間久等特點(diǎn)，因此方案的制定需兼顧能平行作業(yè)、少相互影響、高安全性能、能分階段實施等。

3.2 關(guān)鍵點(diǎn)工程

1) 風(fēng)巷超前支架由于其位置的特殊性關(guān)系到整體工程的進(jìn)程，提前回收有利于準(zhǔn)備工作的實施。綜合考慮，風(fēng)巷超前支架隨里工作面的正常回采逐步向外拉移，當(dāng)最外面一架拉移至對接切眼下口時，依次拆除、回收至對接風(fēng)巷，并組裝排列好，既保證了里風(fēng)巷正常的超前支護(hù)，又減少對其他準(zhǔn)備工程的影響。

2) 運(yùn)輸機(jī)左變1至左變6溜槽占用空間和更換難度大，影響整體施工的進(jìn)展。

3.3 準(zhǔn)備工程及技術(shù)要求

1) 對接切眼內(nèi)臥底：確保道面距頂板高度不小于2.8 m.

2) 巷道加固：為減少施工地點(diǎn)受采動影響，提前對回絞硐室、裝車平臺地段等關(guān)鍵地點(diǎn)進(jìn)行加固。

3) 提前安裝對接切眼內(nèi)智能化系統(tǒng)所需的設(shè)備、電纜及管路。

4) 溜槽提前運(yùn)至對接切眼內(nèi)的支架底座前碼放整齊并確保牢固可靠。

5) 安裝回絞、裝車平臺以及單臂吊。

6) 里工作面正常生產(chǎn)期間，利用機(jī)電檢修時間更換左變1至左變6溜槽。

3.4 對接前里工作面回采狀態(tài)的調(diào)整

里工作面回采至距外切眼煤壁側(cè)35 m前，用對接控制基準(zhǔn)線及時控制工作面支架方向，使121架與對接面內(nèi)122架的間隙控制在200～300 mm. 里工作面保證采高在3.0～3.5 m，運(yùn)輸機(jī)俯采傾角不大于15°，控制里段工作面回采方向、偽斜角度使其與外切眼夾角不大于7°，見圖2.

圖2 外切眼對接前平面示意圖

4 施工工藝流程及完成概況

4.1 施工工藝流程

1) 里工作面回采至距離對接切眼5 m時，巷道加固、臥底調(diào)道、回收超前支架、更換左變1至左變6溜槽、回柱絞車安裝、對接切眼內(nèi)智能化設(shè)備安裝、運(yùn)輸機(jī)溜槽鏈條的準(zhǔn)備、工具材料的準(zhǔn)備以及工作面回采狀態(tài)的調(diào)整等工作已全部完成。

2) 里工作面回采至預(yù)定對接位置后，掐斷運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾上鏈，在第9架、第113架處拆除運(yùn)輸機(jī)銷子使溜槽脫節(jié)。運(yùn)輸機(jī)齒箱、電機(jī)連同機(jī)尾溜槽整體拆除拉運(yùn)至對接切眼上口，運(yùn)輸機(jī)上鏈、底鏈向上拉移至對接切眼下口裝車平臺，分段裝車升井，見圖3.

圖3 外切眼對接后平面示意圖

3) 新溜槽每6架成組向下拉運(yùn)至第9架向上碼放在煤壁側(cè)，為減少人員拉運(yùn)回絞鉤頭距離，反向由下向上依次6架成組向上拉運(yùn)舊溜槽。舊溜槽拉運(yùn)至裝車平臺段后，2架一組裝車升井。

4.2 工藝流程特點(diǎn)

對接切眼上口主運(yùn)絞車與里工作面上口絞車運(yùn)行相互不干擾，主運(yùn)絞車轉(zhuǎn)運(yùn)新舊設(shè)備期間，里工作面進(jìn)行拆除、安裝、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備以及輔助安裝等工作。施工現(xiàn)場整體形成多地點(diǎn)、多工序、多小組平行作業(yè)，具有相互影響少、安全性能高的特點(diǎn)。

4.3 對接工作用時概況

轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)尾齒箱、電機(jī)以及回收舊運(yùn)輸機(jī)鏈條用時5個小班(1.7天)；更換溜槽10個小班(3.3天)；安裝新鏈條用時4個小班(1.3天)；機(jī)尾齒箱、電機(jī)安裝及輔助安裝、設(shè)備調(diào)試用時2個小班(0.7天)；對接工作總用時7天，提前3天完成計劃。

5 結(jié) 論

1) 創(chuàng)新對接方法。以往工作面對接只是把前期鋪設(shè)好的溜槽、鏈條等進(jìn)行連接，未充分考慮前期已使用溜槽、鏈條的自身情況是否會對后期回采造成影響，此次對接通過將前期安裝的溜槽、鏈條全部更換，創(chuàng)新了對接方法。

2) 提高對接工效。對接期間，通過分析工作面對接與更換運(yùn)輸機(jī)溜槽、鏈條技術(shù)工藝之間的關(guān)系，1065工作面在實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)對接的同時，更換121架運(yùn)輸機(jī)溜槽、360 m鏈條、刮板等設(shè)備和材料，原計劃用時10天，實際僅用7天就完成了更換、對接、調(diào)試等各項工作，比計劃提前3天。

3) 多工序協(xié)調(diào)好。此次對接相較于以往，在施工工序上和勞動組織上較為復(fù)雜，需要將新溜槽全部運(yùn)至工作面等待更換，舊溜槽、鏈條、刮板等全部拆除轉(zhuǎn)走，運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾齒箱電機(jī)拉至新對接切眼上口處等待安裝，鋪設(shè)新溜槽，安裝鏈條、刮板和齒箱電機(jī)，最后調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)。

4) 安全系數(shù)提升。1065工作面對接完成至回采結(jié)束，運(yùn)輸機(jī)溜槽未進(jìn)行更換，相較于以往回采的1061工作面更換多達(dá)55塊運(yùn)輸機(jī)溜槽的情況，提高了安全生產(chǎn)系數(shù)。

5) 實現(xiàn)了高產(chǎn)高效回采。對接完成后，工作面長度達(dá)到280 m，每天割煤均在4刀左右，日產(chǎn)4 500 t左右，未發(fā)生過大的機(jī)電事故。

工作面多元快速精準(zhǔn)對接的完成，免受機(jī)電事故頻發(fā)的影響，緩和了礦井接續(xù)緊張的狀況，保證了工作面生產(chǎn)的連續(xù)性，使工作面生產(chǎn)能力大大提高，促進(jìn)礦井的高產(chǎn)高效建設(shè)。