摘 要：現(xiàn)在的煤礦開采過程中，由于地質(zhì)構(gòu)造、保護(hù)煤柱、井田邊界等各方面的因素可能導(dǎo)致走向長(zhǎng)壁工作面面長(zhǎng)的延長(zhǎng)或縮短，這就出現(xiàn)了“刀把式”工作面。現(xiàn)以山西西山晉興公司斜溝煤礦18105工作面為例，介紹了大采高綜采工作面延長(zhǎng)時(shí)的技術(shù)應(yīng)用，并對(duì)此進(jìn)行了研究。對(duì)大采高綜采工作面如何安全、快速、有效的完成延長(zhǎng)工作具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：刀把式；大采高；綜采；工作面；延長(zhǎng)；

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-08-00-02

一、西山晉興能源公司斜溝煤礦18105綜采工作面簡(jiǎn)介

18105綜采工作面為國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)目——“年產(chǎn)千萬噸級(jí)礦井大采高綜采成套設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)”科研試驗(yàn)面，回采8#煤層。

工作面位于11采區(qū)回風(fēng)上山北部，東側(cè)北半部為18103工作面采空區(qū)，南半部為實(shí)煤區(qū)，西為18107采空區(qū)，北為集中材料下山。該工作面地表山梁均為黃土覆蓋，山坡較陡，尤其皮帶巷上覆的黃家溝兩側(cè)山坡，局部山坡傾角可達(dá)85°以上，蓋山厚度：134～268m。地面標(biāo)高：+990～+1185m，工作面標(biāo)高+855～+914m。煤層總厚5.0～6.4m，平均6.0 m，煤層傾角6～10°，平均8°，煤體較硬，f=2～3。可采儲(chǔ)量9.755Mt，年產(chǎn)量達(dá)到1000萬t。

工作面總體呈“刀把式”，走向可采長(zhǎng)度3417m、工作面傾向長(zhǎng)度212/294.9m（平距幫-幫）。在距工作面切割2063m處，工作面長(zhǎng)度由212m延長(zhǎng)至294.9m，工作面支架數(shù)量由127架增加至176架。

二、“刀把式”工作面延長(zhǎng)工藝概述

首先應(yīng)制定好工作面延長(zhǎng)段延長(zhǎng)、設(shè)備拆除及安裝和控制列車?yán)频鹊陌踩夹g(shù)措施。做好準(zhǔn)備工作，備好單體液壓支柱、工字鋼、螺紋鋼錨桿、玻璃鋼錨桿以及金屬網(wǎng)。當(dāng)工作面推進(jìn)到與切割延長(zhǎng)段剩余100m時(shí)，在原材料巷段及輔運(yùn)斜巷內(nèi)補(bǔ)打錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)控制列車移動(dòng)到輔運(yùn)斜巷坡下時(shí)開始將控制列車?yán)浦敛牧舷铩．?dāng)工作面回采到距輔運(yùn)斜巷50m時(shí)，在輔運(yùn)斜巷內(nèi)加打三排單體支柱加強(qiáng)支護(hù)，并根據(jù)工作面現(xiàn)場(chǎng)情況采取多拉機(jī)頭或機(jī)尾的方法保證回采到切割延長(zhǎng)段交叉口處時(shí)機(jī)尾127#支架底座與128#支架間距為1.8m左右。當(dāng)工作面回采到與切割延長(zhǎng)段交接口剩余6個(gè)循環(huán)時(shí)，從117#支架到127#支架鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)，以免安裝過程中發(fā)生掉渣傷人事故。順利回采到交接口后，停止工作面的推進(jìn)，進(jìn)行工作面機(jī)尾的拆、移、安裝以及刮板輸送機(jī)的對(duì)接工作。設(shè)備安裝完成后進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常后開始進(jìn)行回采工作。

三、工作面延長(zhǎng)工藝施工方法

（一）準(zhǔn)備工作

1、加強(qiáng)支護(hù)

當(dāng)工作面推進(jìn)到與切割延長(zhǎng)段剩余100m時(shí)，原材料巷及輔運(yùn)斜巷內(nèi)提前補(bǔ)打錨索進(jìn)行維護(hù)。

（1）原材料巷內(nèi)維護(hù)時(shí)共補(bǔ)打三排錨索，花型布置。兩邊兩排錨索距巷道幫300mm，排距2000mm；沿巷道中線處補(bǔ)打一排錨索，間距2000mm。三排錨索布置方式如圖二。

（2）輔運(yùn)斜巷段維護(hù)時(shí)共補(bǔ)打三排錨索，矩形布置。沿巷道中線處補(bǔ)打一排，中線兩邊各補(bǔ)打一排，均距巷道幫300mm，排距2000mm，三排錨索布置方式如圖三。

（3）原材料巷與輔運(yùn)斜巷段交接口前后10m范圍內(nèi)加打三排錨索，矩形布置，沿巷道中線處補(bǔ)打一排錨索，排距1500mm，兩邊各補(bǔ)打兩排錨索，距巷道幫300mm。

（4）錨索均使用φ17.8×5500mm的鋼絞線，錨索托盤為200×200×16mm的鋼托盤。

2、材料準(zhǔn)備

（1）備好單體液壓支柱：DZ-3.8、DZ-4.2、DZ-4.5各40根，并確保完好。

（2）備好長(zhǎng)度為4m的11#礦用工字鋼20根。

（3）備好型號(hào)為7200×1000mm菱形金屬網(wǎng)50卷，型號(hào)為φ18×1800mm螺紋鋼錨桿30根，型號(hào)為φ20×2100mm玻璃鋼錨桿40根及其配套托盤及藥卷，木托盤規(guī)格為600×200×80mm。

（二）施工方法

1、控制臺(tái)拉移

當(dāng)工作面控制臺(tái)拉移到輔運(yùn)斜巷坡下時(shí)，進(jìn)行控制臺(tái)的拉移工作。拉移控制臺(tái)前必須制定專項(xiàng)措施，嚴(yán)格按照措施施工。

（1）拉移前準(zhǔn)備

①、檢查拉移絞車和機(jī)尾絞車的鋼絲繩是否完好，若有斷股、單股現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行更換。②、絞車必須設(shè)雙繩套并用φ22mm錨鏈滿扣與設(shè)備列車平板車銷子聯(lián)接，否則不得進(jìn)行拉移。③、檢查各語(yǔ)音信號(hào)，確保拉移時(shí)其清晰、可靠。④、檢查各列車之間的連接桿、銷子及平板車車輪是否完好可靠，否則不得拉移。

（2）拉移順序

①、對(duì)接單軌吊。每根單軌吊必須有兩處懸吊點(diǎn)，單軌吊懸吊在頂錨桿上，頂錨桿上先擰上加工好的吊環(huán)，吊環(huán)上的螺母必須在頂錨桿上擰滿扣，然后通過OC型花籃螺絲把單軌吊吊掛在頂錨桿上，單軌吊帶行走輪，每2.5m一組，每組行走輪帶一組八鉤的電纜架；單軌吊和電纜吊掛牢固并成一直線，確保拉移過程中的安全可靠。②、打戧柱固定機(jī)尾絞車（JH2-14）。分別使用六根長(zhǎng)3.6m、φ220mm的紅松圓木打在機(jī)尾絞車底座上，戧柱與頂、底板夾角（銳角）為（60o-70 o），確保“四壓兩戧”。③、打穿鞋戧柱。使用長(zhǎng)4.0m、φ220mm的紅松圓木，戧柱打在距控制臺(tái)外拉移絞車（JH-30）前20m處，然后在柱鞋銷子上連接一動(dòng)滑輪。④、將機(jī)尾上電纜松開、放下，后部電纜拆開松放在地面，以及風(fēng)速傳感器、激光線放在地面（長(zhǎng)度要大于拉移設(shè)備列車長(zhǎng)度）。⑤、啟動(dòng)絞車進(jìn)行拉移。拉移時(shí)要緩慢進(jìn)行，拉移時(shí)前后絞車要配合協(xié)調(diào)好，絞車信號(hào)要清晰、統(tǒng)一，按一聲停、二聲拉、三聲松繩的信號(hào)進(jìn)行拉移。⑥、拉移到位后，所有設(shè)備列車安設(shè)阻車器，并將電纜盤好放在專用電纜車上。

2、 頂幫支護(hù)

（1）施工規(guī)格

①、當(dāng)工作面回采到與切割延長(zhǎng)段交接口剩余20m時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取多拉機(jī)頭或機(jī)尾的方法保證回采到交接口時(shí)127#支架機(jī)尾底座與128#支架間距為1.8m左右。②、當(dāng)工作面回采到與延長(zhǎng)段交接口剩余6個(gè)循環(huán)時(shí)，從117#—127#支架段頂板鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)，以免安裝過程中發(fā)生掉渣傷人事故。第1刀和第6刀金屬網(wǎng)下加打錨桿，間距1.75m。每根錨桿配兩個(gè)樹脂藥卷并戴一個(gè)錨桿托片，錨桿打在兩支架之間的空隙處。③、第6刀施工完后從117#—127#支架段煤幫側(cè)掛菱形金屬網(wǎng)并加打三排幫錨桿，幫網(wǎng)與頂網(wǎng)連接到一起，三排幫錨桿矩形布置，間距1.75m，排距1.5m，最上排幫錨桿距頂板0.5m。每根錨桿配一個(gè)樹脂藥卷并戴一個(gè)木托盤，木托盤豎放，錨桿打在兩支架片幫之間的空隙處。

（2）質(zhì)量要求

①、所有金屬網(wǎng)采用搭接方式，網(wǎng)與網(wǎng)之間搭接100mm；采用單側(cè)聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)間距150mm，聯(lián)網(wǎng)用的12#雙股鐵絲擰圈且不少于3圈，網(wǎng)要鋪得平展，不能出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象，并且相鄰兩刀網(wǎng)的短邊連接口要錯(cuò)開。 ②、頂錨桿的外露長(zhǎng)度不能超過50mm，緊固力不得小于180N·m，錨固力不得小于90KN。幫錨桿的外露長(zhǎng)度控制在30～50mm，緊固力在70N·m，錨固力不得小于50KN。

（3）施工工藝

采煤機(jī)割煤→停機(jī)閉鎖→鋪網(wǎng)→移架→支護(hù)錨桿→推溜

①、割煤：采煤機(jī)每次割煤長(zhǎng)度為11個(gè)架。②、鋪網(wǎng)方法：人員站在采煤機(jī)機(jī)身上，四人配合好，一人觀察頂板，兩人扶網(wǎng)，一人聯(lián)網(wǎng)。③、移架：割煤后，停機(jī)閉鎖，由機(jī)頭向機(jī)尾方向（或機(jī)尾向機(jī)頭方向）順序逐架拉移。移架時(shí)，將所移支架兩側(cè)的護(hù)幫板打出，挑起金屬網(wǎng)，支架下降約300mm，在保證不損壞金屬網(wǎng)的前提下將支架拉出。④、支護(hù)錨桿：移出支架后，及時(shí)將護(hù)幫板打出，之后在其下打設(shè)錨桿。⑤、推溜：將溜子頂出。

（4）超前單體支護(hù)

①、設(shè)備安裝過程中，原材料巷段超前支護(hù)取消中間一排，等工作面安裝好開始回采時(shí)，原材料巷和輔運(yùn)斜巷內(nèi)在中線處支護(hù)一排單體支柱進(jìn)行支護(hù)，柱距2.0m，超前支護(hù)30m。②、當(dāng)工作面回采到距輔運(yùn)斜巷與材料巷交叉口50m時(shí)，在輔運(yùn)斜巷內(nèi)加打三排單體支柱加強(qiáng)支護(hù)，排距1.0m，柱距1.2m。

3、 工作面設(shè)備拆、移、安裝

順利回采到切割延長(zhǎng)面交接口后，停止工作面的推進(jìn)，進(jìn)行工作面機(jī)尾的拆、移、安裝工作。施工順序：拆移機(jī)尾大件→對(duì)接機(jī)尾大件→對(duì)接溜槽→連接溜子大鏈。

（1） 在原機(jī)尾處首先取掉連接環(huán)，拆開溜子大鏈，對(duì)機(jī)尾大件進(jìn)行分解等工作，然后依次拆除機(jī)尾端頭處的支架與溜子大件及過渡溜槽的連接裝置，再拆除齒軌及其他連接小件。利用安設(shè)好的拉移絞車將機(jī)尾拆卸下的大件、過渡溜槽等部件拖運(yùn)至切割延長(zhǎng)段的新機(jī)尾位置。

（2）將溜子的底鏈穿過新機(jī)尾，安裝機(jī)尾與溜槽的連接小件。利用鋼絲繩繩套一端與底鏈連接，一端與手拉葫蘆導(dǎo)鏈連接，然后操作手拉葫蘆，將底鏈拉出。將底鏈繞過機(jī)尾傳動(dòng)部保留3-5m，留在機(jī)尾上方。

（3）利用絞車和使用手拉葫蘆將對(duì)接處的支架拉至指定位置，然后將準(zhǔn)備好的溜槽運(yùn)至對(duì)接處，連接好底鏈，與延長(zhǎng)段的溜槽進(jìn)行對(duì)接。

（4）對(duì)接好后，開始鋪設(shè)上鏈，用絞車?yán)湘?。使用錨鏈、連接環(huán)與絞車鋼絲繩連接好上鏈，逐段將上鏈拉到機(jī)尾多余出的大鏈處，鋪全上鏈，利用連接環(huán)將上鏈鏈成一體。

（5）溜子上鏈鋪設(shè)完畢后，上齊溜槽之間的連接裝置，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（6）待工作面溜子正常運(yùn)轉(zhuǎn)2～3圈后，再將溜槽與支架的連接裝置上齊。

（7）拆開溜子大鏈時(shí)，施工方法如下：

①、在合適的拆鏈位置處兩端靠近刮板位置各支設(shè)一根朝向機(jī)頭或機(jī)尾的液壓?jiǎn)误w支柱。②、單體支柱的底部必須固定牢固，并用防倒繩套拴牢單體支柱。③、單體支柱底部頂住刮板，另一端頂住支架頂部凹槽，支柱底部與刮板之間加墊防滑木楔。④、將注液槍接至支架操作閥備用接口上，當(dāng)支柱受力后注液槍停止供液，然后將操作閥手把打至零位，把注液槍扳機(jī)固定至“供液”狀態(tài)，利用支架操作閥進(jìn)行“遠(yuǎn)程操作”，操作人員距離所支設(shè)的支柱不能低于5m，躲離單體支柱滑脫所波及的范圍，并嚴(yán)禁人員在此范圍行走。⑤、待拆鏈位置處連接環(huán)兩側(cè)的鏈條有余量時(shí)，停止供液，將操作閥手把打至零位，打好閉鎖，施工人員拆開上鏈。

（8）調(diào)整支架

①、工作面溜槽對(duì)接完畢后，可能會(huì)出現(xiàn)支架與溜槽不能正常連接，為保證支架與溜槽的連接，需對(duì)工作面?zhèn)€別支架進(jìn)行調(diào)整。②、可使用支架側(cè)護(hù)板和底調(diào)配合進(jìn)行調(diào)架。③、調(diào)整支架過程中出現(xiàn)支架架間隙超過規(guī)定時(shí)，必須及時(shí)伸出側(cè)護(hù)板；若伸出側(cè)護(hù)板后不能滿足要求時(shí)，必須及時(shí)將相鄰支架上（下）調(diào)至合適位置，保證架間隙不超規(guī)定；因調(diào)整支架需降架時(shí)，以不超過相鄰支架側(cè)護(hù)板高度的2/3為準(zhǔn)，按照此方法直至將出現(xiàn)與溜槽不能正常連接的支架調(diào)整完畢。

4、過延長(zhǎng)段

當(dāng)工作面安裝正常后，按正規(guī)循環(huán)進(jìn)行推進(jìn)，原材料巷約3-4個(gè)支架貫通，輔運(yùn)斜巷段約8-9個(gè)支架貫通。每個(gè)循環(huán)必須提前拉出貫通點(diǎn)的支架，并打出片幫支撐頂板。如果貫通點(diǎn)頂板有跨落現(xiàn)象時(shí)，必須及時(shí)在支架頂梁上插梁支護(hù)空頂，插梁的另一端支護(hù)單體液壓支柱，保證順利通過延長(zhǎng)段。

四、結(jié)束語(yǔ)

大采高綜采工作面切割延長(zhǎng)工藝的重點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：

①、延長(zhǎng)前的巷道頂板加固維護(hù)；

②、延長(zhǎng)對(duì)接前工作面機(jī)尾尺寸的控制；

③、機(jī)尾設(shè)備的拆移、安裝，溜槽的對(duì)接；

④、回采延長(zhǎng)段時(shí)的初采初放。

其中的難點(diǎn)就在于巷道頂板的維護(hù)以及延長(zhǎng)對(duì)接前工作面機(jī)尾尺寸的控制。對(duì)于大采高綜采工作面，頂板壓力大，更應(yīng)注意加強(qiáng)頂板的維護(hù)。而決定延長(zhǎng)對(duì)接的成功與否，機(jī)尾尺寸的控制就顯得尤為重要。18105大采高綜采工作面全部采用了國(guó)產(chǎn)裝備，該面的順利延長(zhǎng)對(duì)我國(guó)大采高綜采工作面具有一定的研究和指導(dǎo)意義。