徐 俊，翟新獻(xiàn)，杜建鵬

(1.河南理工大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000；2.河南大有能源股份有限公司 楊村煤礦，河南 三門(mén)峽 472300)

楊村煤礦位于河南省澠池縣境內(nèi)，始建于1970年6月，1975年10月投產(chǎn)，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬(wàn)t/a。1985年經(jīng)生產(chǎn)系統(tǒng)改造后礦井生產(chǎn)能力120萬(wàn)t/a，2006年礦井核定生產(chǎn)能力170萬(wàn)t/a。

楊村井田地面為低山丘陵地貌，地面標(biāo)高+540～+645 m，井田采用單水平上、下山采區(qū)式開(kāi)拓，開(kāi)采水平標(biāo)高+420 m。礦井主要開(kāi)采侏羅系煤系地層的4層煤層[1]，自上而下依次為1-1、1-2、2-1和2-3煤層，其中1-2、2-1、2-3煤層屬于普遍可采煤層，煤層傾角8° ～ 12°。1-2煤層(又稱為上層煤)厚度0～6.38 m，平均厚度2.44 m；2-1煤層(又稱為中層煤)位于1-2煤層下方，煤層厚度0.84 ～5.69 m，平均厚度4.75 m；2-3煤層位于煤系地層最下部，煤層厚度5.1～16 m，平均厚度8 m，在井田內(nèi)普遍發(fā)育、分布面積廣，厚度大、儲(chǔ)量大，是井田最主要可采煤層，該煤層儲(chǔ)量約占礦井總儲(chǔ)量的60％以上。根據(jù)煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度不同，采用的采煤方法主要有單一走向長(zhǎng)壁、傾斜分層走向長(zhǎng)壁、傾斜長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤法和綜合機(jī)械化放頂煤采煤法以及爆破采煤法等。礦井采用分區(qū)抽出式通風(fēng)方式。

目前，楊村煤礦已經(jīng)進(jìn)入后期生產(chǎn)階段，礦井剩余煤量適合采用正規(guī)長(zhǎng)壁開(kāi)采的工作面較少，其它煤量為煤柱壓煤，礦井已經(jīng)進(jìn)入衰老報(bào)廢時(shí)期。因此，合理地安排采煤工作面，特別是煤柱工作面和底分層工作面的正常接替工作，保持礦井穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展是目前礦井技術(shù)工作的重點(diǎn)。

1 底分層工作面概況

D11043采煤工作面為D11下山采區(qū)第二區(qū)段第三分層工作面，開(kāi)采2-3煤層的底分層。工作面上部2-3煤層的第一和第二分層工作面以及區(qū)段上、下部三分層工作面均開(kāi)采完畢，所以D11043工作面屬于第三分層工作面的孤島工作面。該工作面走向長(zhǎng)1 222 m，傾向長(zhǎng)147 m，煤層厚度為4.2～9.6 m(平均約5 m)，可采儲(chǔ)量為125萬(wàn)t，采用綜采放頂煤采煤法。工作面主要設(shè)備見(jiàn)表1。

2 加快綜放面設(shè)備安裝與拆除技術(shù)

由于底分層綜放工作面回采巷道圍巖破碎，難以采用錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)，采用梯形棚支護(hù)時(shí)巷道圍巖變形破壞嚴(yán)重，巷道斷面小，巷道高度1.9～2.3 m，嚴(yán)重影響綜放大型設(shè)備，特別是端頭支架和基本支架的正常通過(guò)。此外經(jīng)過(guò)驗(yàn)算分析，楊村煤礦副斜井安裝的2JK-2×1型單繩纏繞式提升機(jī)最大提升能力為11 t；13軌道下山絞車(chē)房安裝的JY-6型運(yùn)輸絞車(chē)最大提升能力也為11 t，無(wú)法滿足ZF5500/18/28型放頂煤支架整架運(yùn)輸?shù)囊骩2, 3]。

表1 工作面設(shè)備配置表

1) 解體綜放面支架。

為了解決上述大型支架在井下運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，將綜放液壓支架進(jìn)行解體處理，將其分解為2個(gè)部分，其中支架頂梁用特制平板車(chē)運(yùn)輸，裝車(chē)后重約11.5 t，整體高度為2.05 m；支架底座用平板車(chē)運(yùn)輸，裝車(chē)后重約5.5 t，整體高度為1.3 m。此方法解決了綜采液壓支架在井下運(yùn)輸過(guò)程中遇到的瓶頸問(wèn)題。

2) 井下進(jìn)行模擬運(yùn)輸。

在正式安裝或拆除放頂煤支架之前，需要根據(jù)解體以后支架的最大外觀尺寸，地面利用3英寸鋼管焊制1個(gè)支架解體模型，裝到材料車(chē)上，運(yùn)到工作面。通過(guò)運(yùn)輸模型現(xiàn)場(chǎng)模擬支架在井下的整個(gè)運(yùn)輸線路，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有運(yùn)輸不暢的地段時(shí)，提前進(jìn)行巷道的擴(kuò)修工作，以確保復(fù)采工作面設(shè)備安裝和拆除時(shí)，井下運(yùn)輸線路的暢通。

3) 設(shè)置起吊硐室，組裝支架和大型設(shè)備。

放頂煤支架解體及支架組件運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅嬉院?，需要重新進(jìn)行組裝。為此需在待安裝或拆除的工作面軌道平巷內(nèi)，選擇支護(hù)條件較好的巷道施工起吊硐室，作為綜放面支架和大型設(shè)備安裝與拆除的工作空間避免在相對(duì)狹小的工作空間，操作大型支架構(gòu)件，誤傷工作人員。

起吊硐室是在原巷道的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)修而成，一般采用12棚12#工字鋼對(duì)子棚進(jìn)行支護(hù)，全長(zhǎng)7.2 m，其中工字鋼梁長(zhǎng)4.5 m，腿長(zhǎng)3.5 m。施工時(shí)由外向里，按照先挑頂后擴(kuò)幫的順序進(jìn)行，挑頂和擴(kuò)幫以后，對(duì)新暴露的圍巖及時(shí)打錨桿、錨索，并對(duì)起吊硐室進(jìn)行噴漿和架棚(棚距0.6 m)，如此一棚一棚循環(huán)進(jìn)行。巷道擴(kuò)幫完成后，為了加強(qiáng)起吊硐室的支護(hù)強(qiáng)度，還需在硐室兩幫梁口下各打設(shè)2根直徑≥200 mm、長(zhǎng)度4 m的圓木雙抬棚。木抬棚采用“一梁四柱”的方法進(jìn)行支護(hù)，支柱為直徑100 mm、長(zhǎng)度2.5 m的單體液壓支柱。起吊硐室支護(hù)方式見(jiàn)圖1。

圖1 起吊硐室支護(hù)方式示意圖

起吊硐室施工完成后，在硐室中間，2棚對(duì)子棚的中間用專用卡子固定1對(duì)1.2 m長(zhǎng)的12#工字鋼，然后在工字鋼上方懸掛1個(gè)20 t的起重滑輪作為主要的起吊裝置，最后在第2#和5#對(duì)子棚的兩側(cè)各安裝1個(gè)7.5 t的水平千斤頂作為輔助的起吊裝置，2個(gè)水平千斤頂?shù)拈g距1.6～1.8 m，排距2.5 m。這樣，綜放液壓支架安裝和拆除的工作空間，即起吊硐室施工完成。

解體的支架組裝時(shí)，需要將解體支架的頂梁運(yùn)到起吊硐室的正中央，通過(guò)起重滑輪將頂梁吊起，并將平板車(chē)?yán)?，再通過(guò)4個(gè)水平千斤頂，調(diào)整頂梁的水平和平衡狀態(tài)，然后再將裝有支架底座的平板車(chē)推到起吊硐室正中央，最后緩慢下放硐室上部的支架頂梁，到位以后，按照組裝順序，進(jìn)行解體支架的組裝。

工作面采完以后，在起吊硐室拆除支架的操作過(guò)程與支架的組裝過(guò)程相反，但組裝和拆除支架起吊硐室的位置不同。組裝支架時(shí)，起吊硐室一般選擇在距開(kāi)切眼20～30 m的回風(fēng)平巷內(nèi)；而拆除支架時(shí)，起吊硐室一般選擇在停采線15～25 m的回風(fēng)平巷內(nèi)較為合適，起吊硐室位置見(jiàn)圖2。

圖2 起吊硐室位置示意圖

3 結(jié) 論

楊村煤礦2-3煤層為易自然發(fā)火煤層，采空區(qū)自然發(fā)火嚴(yán)重，需要實(shí)施綜合防火技術(shù)，同時(shí)必須加快工作面的推進(jìn)速度，才能保證采面的安全生產(chǎn)。在復(fù)采D11043綜放工作面上部回風(fēng)平巷設(shè)置了起吊硐室，101架放頂煤支架，兩側(cè)端頭支架和綜放面大型設(shè)備安裝時(shí)間為12天；回采以后綜放面設(shè)備拆除時(shí)間為15天。起吊硐室的使用，縮短了綜放面設(shè)備的安裝與拆除時(shí)間。設(shè)備安裝和拆除期間工作面沒(méi)有出現(xiàn)火災(zāi)事故，實(shí)現(xiàn)了衰老礦井復(fù)采煤層綜放開(kāi)采，保證了礦井的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]翟新獻(xiàn)，田昌盛．易自燃煤層綜放開(kāi)采理論與技術(shù)[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：31-32．

[2]韓文東，黃艷杰．綜采液壓支架使用與維修[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，2008：41-42．

[3]王國(guó)法.放頂煤液壓支架與綜采放頂煤技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010：16-18．