張海波等

摘要： 21201工作面為綜放工作面，在端頭作業(yè)過程中存在著安全系數(shù)低、耗費支護材料較大、占用生產(chǎn)時間較長、投入人員較多、勞動強度較大等問題。結(jié)合現(xiàn)場頂板特點，對端頭支護工藝提出了三方面的改進，并對技術(shù)參數(shù)進行了分析、優(yōu)化和校核。經(jīng)過實際應(yīng)用解決了上述問題，并取得了一定的經(jīng)濟效益。

Abstract： 21201 working face is a fully mechanized caving face. There are many problems in buttock working such as low security coefficient， large consumption of supporting material， long working time， many personnel involved and large labor intensity. Based on the characteristics of roof plate in the site， three aspects of improvement for the buttock supporting technology are put forward. And the technical parameters are analyzed， optimized and checked. The problems above are solved through practical application of the improved technology and certain economic benefit has been achieved.

關(guān)鍵詞： 頂板；綜放工作面；端頭支護；采煤機

Key words： roof plate；fully mechanized caving face；buttock supporting；coal cutter

中圖分類號：TD355 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）22-0096-02

1 工作面概況

21201工作面安裝120架，采煤工藝為低位放頂煤開采。低位支架對工作面兩端頭頂板要求較高，由于該工作面為“孤島”工作面，在日常生產(chǎn)中端頭作業(yè)難度較大，頂板比較破碎，支架支護長度、運輸機推移行程、采煤機向上行走行程決定了端頭支護必須在設(shè)備外另用人工進行扒支護、清理機道浮煤作業(yè)，此種方式是在頂板未完全支護條件下作業(yè)，安全系數(shù)極低，之前曾發(fā)生一起端頭作業(yè)頂板冒落傷人事故。目前21201工作面屬首個“孤島”工作面回采，端頭作業(yè)難度主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

①采煤機每過一門之前必須在兩頭穿梁做超前支護作業(yè)，如：過機尾時，由于頂板較為破碎，過渡架推桿行程推完的情況下，支架拉滿行程，但是伸縮梁支護長度無法滿足支護頂板片幫冒落范圍，故每過一門機尾前，必須人工抬運4m坑木一根、小徑木6-8根、荊笆3-5捆，從機尾切口煤壁外自119架上斜插入至116架，使用單體柱支撐，然后人工在前方未能支護煤壁側(cè)掏梁窩穿入徑木鋪上荊笆，此項作業(yè)勞動強度大，占用時間長（條件不好時甚至浪費3-4個小時），安全系數(shù)低，且此種方式支護效果差過門時極易片幫冒頂；

②工作面安裝SZZ800-800前部運輸機、MG250/600-WD型采煤機，過機尾時運行軌跡未能足夠到機尾架邊緣，導致滾筒未能割到運輸機200-300mm底煤，致使無法正常推移運輸機，使用單體柱幫力導致運輸機起高，破壞工程質(zhì)量。故推移運輸機前必須人工在機道側(cè)清理底煤，每次需3-4人，耗時半個多小時方可正常推滿運輸機行程，但人工清煤時，頂板沒有強有力的支護，安全系數(shù)較低，若頂板冒落則會發(fā)生砸人事故。

總結(jié)以上幾點，“孤島”工作面回采端頭作業(yè)安全系數(shù)低[1]、工作面端頭支護液壓支架的研究、耗費支護材料較大、占用生產(chǎn)時間較長、投入人員較多、勞動強度較大，故若要保證工作面安全、高效、快速回采，節(jié)省材料支出，解決端頭支護難題起著尤為重要的作用。

2 工藝改進方向

地質(zhì)條件不可變，只能在設(shè)備上進行改進，針對低位放頂煤“孤島”工作面設(shè)備特點，結(jié)合現(xiàn)場頂板特點，對端頭支護工藝做了針對性改進，有以下三點：

①增加運輸機推移行程，增加支架支護行程；

②增加支架掩護范圍，彌補過渡支架缺陷；

③延伸采煤機運行軌跡，最大限度利用采煤機滾筒作業(yè)，減少人工清煤作業(yè)。

3 設(shè)備技術(shù)參數(shù)分析及優(yōu)化

3.1 增加運輸機推移行程 支架推桿、推移梁尺寸均無法改變，故制作特制連接裝置，縮短116-119架與運輸機之間的距離，從而增加推移行程。

①連接裝置長為200mm時，支架拉移行程能較原來多出500mm，對煤壁支護效果更好，但由于過渡支架后有減速器、電機，若一味考慮增加支架行程，職工操作不善會導致支架后尾梁擠壞電機、減速器，故此種尺寸不合理[2]；

②連接裝置長為400mm時，支架拉移行程能較原來多出200mm，該尺寸能夠有效保護好后部運輸機電機、減速器，但由于支架前移行程不多，對煤壁支護效果不理想；

經(jīng)反復試用，最終確定推桿與推移梁連接裝置尺寸為300mm，既能有效保護電機、減速器不被損壞，又能夠有效增加支架行程，更好支護煤壁。

3.2 增加支架掩護范圍 改變低位過渡支架前伸縮梁長度，梁頭處焊制高強度鋼，進而增加支護范圍。

①前梁前沿焊制寬1305mm，長1m鋼板，此種方法對煤壁支護效果極好，過渡架增加該裝置后能在原先支護長度的基礎(chǔ)上增加1.305m2面積，但是經(jīng)過試驗，1m長度鋼板上方承載重量大于焊接承重量，若遇頂板含碴段，會造成裝置開焊無法正常使用，此裝置更換需半班時間，故該種方案不合理；

②前梁前沿焊制寬1305mm，長300m鋼板，此種方法對裝置保護性較好，但是僅增加0.4㎡支護面積，未能夠達到支護效果；

經(jīng)比較，最終確定制成1305mm，長450mm鋼板焊接，既能有效裝置不被損壞，又能夠有效增加支架掩護面積。

3.3 增加采煤機行走軌跡 更換工作面機尾末端齒軌，放置特制齒軌，在不保證采煤機掉道的基礎(chǔ)上增加行走軌跡。

①末端齒軌加長300mm，元寶座連接處不易損壞，但是采煤機向上行走軌跡未能達到規(guī)定行程，不合理；

②末端齒軌加長600-700mm，采煤機向上行走軌跡能足夠達到規(guī)定行程，但是元寶座連接處不易損壞，不合理。

經(jīng)反復試用確定加長500mm，以上兩點可以兼顧。

4 操作方法

端頭支護工藝的改進是從回采工藝流程中進行的，采煤機割煤時，向上行走至機尾，由于特制齒軌可向上多行走200mm，上滾筒落到底割機尾架前底煤，從上向下割底煤至110架左右；割煤工藝結(jié)束后，開始推移機尾運輸機并拉機尾架，由于特制推移裝置，支架能超前拉移400mm，同時特殊前梁也可使支架多支護450mm，共計超前支護850mm。

5 操作注意事項[3]

①采煤機割機尾煤時，滾筒割機尾底煤向下返機拾煤時，至118架向下時，滾筒要緩慢上提，防止?jié)L筒割到運輸機鏟煤板損壞行星頭；

②采煤機向上割煤時，不可行走超過規(guī)定行程，防止采煤機掉道；

③推移運輸機時，機尾口支架要同時推移，防止推移裝置受力不均被拉斷；

④若運輸機上竄下滑，要及時更換連接孔，防止拉架時別壞推移裝置；

⑤拉架前必須將柱腳前浮煤、雜物清理干凈，減少支架拉移阻力；

⑥嚴禁使用特制前梁拱機尾切口處U型鋼梁；

⑦拉架時盡量貼頂拉架，防止頂板冒落砸壞特制前梁；

⑧支架工拉移前，要先檢查此推移裝置銷子有無插到位，保證推移裝置受力均勻；

⑨拉移支架時要注意先確認支架周圍無障礙物，保證推移裝置受力正常，防止拉力過大，拉壞推移裝置；

⑩支架維修工要經(jīng)常檢查維護，保證裝置連接牢固可靠。

6 效益評價

6.1 經(jīng)濟效益

端頭支護工藝的改進，省去工作面端頭支護耗費時間、物料及人員，現(xiàn)分類計算：

①特殊前梁及推移裝置。

人工節(jié)?。簷C尾每過一門省去4名支護人員及大約1小時支護時間，每個生產(chǎn)工平均280元，一班兩刀煤，省去2240元/班；

材料節(jié)?。簷C頭或機尾每過一門需花費4m坑木一根、荊笆、小徑木若干，按每天7刀煤計算，省去物料耗費310元/天；

創(chuàng)造效益共計2550元/班；

②特制齒軌。

人工節(jié)?。和埔七\輸機省去3人清理機道浮煤，每個生產(chǎn)工平均280元，一班兩刀煤，省去1680元/班；

以上總計創(chuàng)造效益：4230元/班。

6.2 社會效益

端頭支護工藝的改進，首先最重要的是安全[4]，由于支架前梁掩護長度增加了450mm，運輸機推移行程增加了400mm，使得端頭過門不但節(jié)省物料、人員（3名扒支護人員），且端頭作業(yè)更加安全、高效，杜絕再次發(fā)生端頭作業(yè)傷人事件，這是此項工藝改進最尤為突出的地方。

另外采煤機行走軌跡增加了200mm，此項改進讓采煤機過機尾時滾筒落前部機尾能夠多割200mm，增加200mm軌跡能夠節(jié)省3名清機尾煤人員1名觀山人員，大大減少了端頭人員投入，更大大降低了人工勞動強度。

7 結(jié)束語

低位放頂煤端頭支護工藝的改進與應(yīng)用，徹底解決了低位放頂煤“孤島”回采工作面兩端支護難且危險問題，大大提升了端頭作業(yè)安全系數(shù)，降低了端頭作業(yè)時間，降低了勞動強度，也增強了端頭支護效果，減少了端頭人員投入，大大提升了生產(chǎn)效率。

參考文獻：

[1]金太.鮑店煤礦綜放工作面端頭放頂煤實踐[J].煤炭科學技術(shù)，1998，26（3）：38-40.

[2]韓淑珍.放頂煤過渡支架與端頭支架的設(shè)計研究[J].煤炭機械，2005（8）：27-28.

[3]樊運策，康立軍.綜合機械化放頂煤開采技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[4]張鎖江.工作面端頭支護液壓支架的研究[J].水力采煤與管道運輸，2002（6）：22-23.