馬中良

綜采工作面設(shè)備快速搬家技術(shù)的研究與應(yīng)用

馬中良

(汾西礦業(yè)集團(tuán)公司正太煤業(yè)，山西 左權(quán) 032600)

隨著礦井大功率采煤設(shè)備的應(yīng)用，采場(chǎng)接替頻繁，綜采工作面設(shè)備的安裝、回撤成了制約礦井生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)合新陽(yáng)煤礦生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了綜采工作面安裝、回撤過(guò)程中液壓支架撤出、設(shè)備運(yùn)輸、液壓支架安裝等環(huán)節(jié)的組織及施工方案，對(duì)推進(jìn)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)具有廣泛的推廣價(jià)值。

綜采面設(shè)備安裝、回撤;臨時(shí)支護(hù);關(guān)鍵環(huán)節(jié)

現(xiàn)代化大型礦井主要依靠綜合機(jī)械化采煤工作面的高產(chǎn)、高效來(lái)保證獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著礦井大功率采煤設(shè)備的應(yīng)用，采場(chǎng)接替頻繁，綜采工作面設(shè)備的安裝、回撤成了制約礦井生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。本文以汾西礦業(yè)集團(tuán)公司新陽(yáng)煤礦S1101工作面設(shè)備撤出及S1102工作面設(shè)備安裝工作為例，介紹了設(shè)備撤出及安裝工作關(guān)鍵環(huán)節(jié)的組織施工方法和要求。

1 礦井概況

新陽(yáng)煤礦是汾西礦業(yè)集團(tuán)目前最大的主焦煤生產(chǎn)礦井，總面積為53.285 1 km2。目前開(kāi)采太原組9 －10 －11#煤，煤層平均厚度9.18 m，直接頂為0.8 ～2.04 m的灰色石灰?guī)r夾燧石，老頂為4～7.39 m深灰色石灰?guī)r;9－10－11#煤采用綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采，采高2.7 m，全部垮落化管理頂板。

S1101工作面為礦井新一采區(qū)第一個(gè)綜采工作面，設(shè)備配套情況見(jiàn)表1。S1102工作面為S1101的接替工作面，推進(jìn)長(zhǎng)度為1 000 m，兩順槽沿煤層底板布置。運(yùn)輸順槽(寬×高)為5 000 mm×2 800 mm，采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨桿規(guī)格為d22 mm×2 400 mm螺紋鋼，排間距為1 000 mm×900 mm;軌道順槽(寬 ×高)為4 200 mm×2 800 mm，支護(hù)形式與運(yùn)輸順槽相同;切眼(寬×高)為8 000 mm×2 800 mm，采用錨網(wǎng)支護(hù)(支護(hù)規(guī)格同運(yùn)輸順槽)，并用錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。軌道順槽鋪設(shè)600 mm軌距軌道，選用30 kg/m鋼軌，利用JWB－75J型無(wú)極繩絞車(chē)運(yùn)輸。

表1 S1101工作面設(shè)備配套情況

2 工作面設(shè)備回撤

在工作面設(shè)備撤出中，液壓支架的撤出是影響工作面設(shè)備撤出進(jìn)度及安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其受停采線位置的確定、末采施工及回撤過(guò)程頂板支護(hù)等因素影響，為保證支架順利撤出需進(jìn)行以下工作。

2.1 停采線位置確定

停采線的確定應(yīng)避開(kāi)周期來(lái)壓，避開(kāi)地質(zhì)構(gòu)造帶，使頂煤、頂板處于壓力平穩(wěn)區(qū)，以利于撤架空間的穩(wěn)定性;盡量縮小撤架空間的空頂距離，提高通道利用率。

2.2 工作面末采施工方法

為便于支架撤出時(shí)的頂板控制，在工作面末采施工時(shí)需要降低采高，末采采高根據(jù)支架的實(shí)際支撐高度范圍確定，一般控制在保證液壓支架活柱的伸出量不小于400 mm(礦壓較大的工作面可適當(dāng)調(diào)高)，既便于臨時(shí)支護(hù)又可以防止支架被壓死。根據(jù)ZF5800/17/32型液壓支架工作參數(shù)情況，S1101工作面末采時(shí)采高控制在2.5 m左右。當(dāng)工作面采到距停采線位置20 m停止放頂煤，16 m進(jìn)入收尾階段，開(kāi)始在工作面支架上鋪設(shè)單層頂網(wǎng)，金屬頂網(wǎng)采用16#聯(lián)網(wǎng)絲連接;距停采線位置12 m處改為鋪雙層網(wǎng)并鋪設(shè)第一根鋼絲繩，鋼絲繩鋪設(shè)間距要均勻，要與金屬網(wǎng)聯(lián)接好，并且保證張緊力要求，必須要與兩巷聯(lián)合支護(hù)，成為一體，當(dāng)工作面頂板比較破碎時(shí)需補(bǔ)打錨桿或錨索進(jìn)行支護(hù);當(dāng)雙層網(wǎng)全部拖到采空區(qū)并壓住兩道以上時(shí)，支架停移開(kāi)始最后4刀煤，采用π梁加單體支柱管理頂板。

2.3 工作面臨時(shí)支護(hù)方法

為保證支架順利撤出，必須延遲頂板垮落為回撤支架創(chuàng)造空間，所以必須在支架撤出位置加打臨時(shí)支護(hù)。

支架自運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾向機(jī)頭方向順次回撤。首先，在機(jī)尾支架與非采幫之間以1 m×0.6 m間排距加打單體支柱。利用工作面機(jī)頭安置的雙速絞車(chē)將1#支架抽出，調(diào)整至平行于回撤通道非采幫煤壁后升架接頂，作為其余支架回撤的掩護(hù)支架，其余支架利用絞車(chē)及1#掩護(hù)支架順次拉出，每拉出一部支架及時(shí)用液壓?jiǎn)误w支柱配合π梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。隨著其余支架的撤出，作為掩護(hù)支架的1#架不斷前移，同時(shí)及時(shí)回撤該支架兩側(cè)的單體支柱及π梁。在支架回撤區(qū)域總保留3～4排單體支護(hù)頂板，為撤架創(chuàng)造空間，同時(shí)必須向老空區(qū)打戧柱，防止碎矸石涌入回撤空間，影響支架回撤;拉出的支架利用絞車(chē)配合裝車(chē)平臺(tái)裝車(chē)，進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)至工作面。支架回撤時(shí)支護(hù)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 S1101工作面支架回撤支護(hù)示意圖

3 設(shè)備的運(yùn)輸

目前，礦井綜采工作面推進(jìn)長(zhǎng)度不斷加長(zhǎng)，對(duì)于采用軌道運(yùn)輸?shù)牡V井，運(yùn)輸重型或大型設(shè)備極易發(fā)生掉道跑車(chē)事故，而且復(fù)道非常困難，巷道若有上下起伏，運(yùn)輸將更加困難，運(yùn)輸是影響安裝進(jìn)度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為保證順利和安全運(yùn)輸，在嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程措施的基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行以下工作：

3.1 嚴(yán)把軌道鋪設(shè)質(zhì)量關(guān)

一方面，要保證運(yùn)輸路線巷道高度、寬度滿足最高及最寬運(yùn)輸件通過(guò)要求;另一方面，要嚴(yán)格要求軌道鋪設(shè)質(zhì)量。在工作面機(jī)尾必須做好抹角，并修好彎道，其抹角的支護(hù)要按規(guī)程措施執(zhí)行，所修軌道的曲率半徑要滿足運(yùn)輸設(shè)備要求，轉(zhuǎn)彎處外軌道略高于內(nèi)軌，并鋪好道木，保證軸距最大的平板車(chē)順利通過(guò);根據(jù)最重運(yùn)輸件重量及軌道規(guī)格確定合適的枕木間距，兩段鐵軌接頭距枕木間距不能過(guò)大，避免運(yùn)輸大件時(shí)將鐵軌壓彎、翻車(chē);必須將巷道浮煤清理干凈，保證枕木鋪設(shè)在巷道硬底上，提前用過(guò)渡支架模擬車(chē)在線路上進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)處理，做好設(shè)備運(yùn)輸線路的提前驗(yàn)收工作。

3.2 確定絞車(chē)的型號(hào)及安設(shè)位置

軌道運(yùn)輸系統(tǒng)比較復(fù)雜，為保證運(yùn)輸安全，絞車(chē)及鋼絲繩的選擇至關(guān)重要，可以按以下公式確定絞車(chē)的型號(hào)：

絞車(chē)的選擇：

式中：

F—絞車(chē)工作時(shí)最大牽引力;

Z—每次牽引的重車(chē)數(shù);

G—提升最大重量;

Go—平板車(chē)重量;

β—運(yùn)輸路線最大傾角;

q1—鋼絲繩單位長(zhǎng)度的質(zhì)量;

L—運(yùn)輸距離;

G—重力加速度;

W1—礦車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.05;

W2—鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托輥和底板間的阻力系數(shù)其值，取 0.4。

鋼絲繩的選擇：鋼絲繩安全系數(shù)不應(yīng)小于6。

新陽(yáng)煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)雜，根據(jù)絞車(chē)及鋼絲繩選型要求，運(yùn)輸及安裝系統(tǒng)共選設(shè)絞車(chē)7臺(tái)(布置示意圖見(jiàn)圖2)，其中SDJB－13型雙速多用絞車(chē)3臺(tái)，選用d24 mm鋼絲繩;DJ－2.5型調(diào)度絞車(chē)3臺(tái)，選用d14 mm鋼絲繩;JWB－75J型無(wú)極繩絞車(chē)1臺(tái)，選用d24 mm鋼絲繩。

圖2 S1102工作面設(shè)備安裝運(yùn)輸系統(tǒng)圖

4 工作面設(shè)備安裝

工作面的設(shè)備安裝工作量大，任務(wù)繁瑣，要科學(xué)組織、合理安排，抓重點(diǎn)環(huán)節(jié)，以確保安全、快速完成安裝。

4.1 平行作業(yè)，充分準(zhǔn)備

設(shè)備安裝過(guò)程中要科學(xué)合理地施工組織，充分協(xié)調(diào)好人力、物力，盡量實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)輸與已到位設(shè)備的安裝工作平行作業(yè)，做到互不影響。設(shè)備安裝前要做充分的準(zhǔn)備工作，在切眼附近安設(shè)臨時(shí)液壓泵站、在工作面鋪設(shè)臨時(shí)供回液管路、鋪設(shè)軌道等。

4.2 液壓支架的安裝

液壓支架的安裝是整個(gè)安裝工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其安裝速度將直接影響整體安裝進(jìn)程。

S1102工作面液壓支架安裝過(guò)程如下：提前拆除安裝支架位置附近軌道，利用機(jī)頭機(jī)尾絞車(chē)對(duì)拉，將支架車(chē)?yán)淋壍滥┒耍鸬糁Ъ芊廛?chē)件，在支架車(chē)前方兩側(cè)各打好2根液壓?jiǎn)误w支柱防止倒架，之后緩慢拉動(dòng)機(jī)頭絞車(chē)使支架車(chē)兩前輪同時(shí)掉道，拉動(dòng)機(jī)頭絞車(chē)將支架完全從平板車(chē)上托下來(lái)，接通支架液壓管路，利用兩絞車(chē)及支架自身推拉油缸調(diào)整支架方向直至完全到位。重復(fù)以上工作完成液壓支架的安裝。

在擺放支架的過(guò)程中同時(shí)可以進(jìn)行運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭電機(jī)對(duì)接，運(yùn)輸機(jī)電纜槽、齒輪等零部件安裝，運(yùn)輸順槽膠帶安裝，液壓支架各管路連接及調(diào)整等工作，直至完成整個(gè)工作面的安裝。

5 結(jié)語(yǔ)

綜采工作面的快速搬家技術(shù)極大地縮短了設(shè)備安裝、回撤時(shí)間，保證了生產(chǎn)的正常銜接，是保證綜采工作面的穩(wěn)產(chǎn)、高效的有效途徑，對(duì)推進(jìn)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)具有廣泛的推廣價(jià)值。

［1］肖 江，馬良慧，董衛(wèi)鋒.掩護(hù)法撤出支架技術(shù)在綜采工作面搬家中的應(yīng)用［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2003(5)：15－16.

Research and Application on Equipment Rapid Moving Technology in Fully Mechanized Working Face

Ma Zhong－liang

With the application of high power coal mining equipment，mining frequently replacement，equipment installation and retracement of fully mechanized working face became the weak link of restricting the mine production.Combines with production experience in Xinyang coal mine，introduces the organization and the construction scheme of the links such as hydraulic support withdrawal，equipment transportation，hydraulic support installation and so on in the process of installation and retracement of fully mechanized mining face，has a wide application value to promote the high yield and high efficiency mine construction.

Equipment installation and retracement in fully mechanized mining face;Temporary support;Key link

TD82

A

1672－0652(2012)02－0033－03

2011－12－27

馬中良(1966—)，男，山西臨縣人，1993年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)方面的組織管理工作(E －mail)hyzfmkj@sina.com