劉曉東 尹炳合 蘇蘭君
(1.龍礦集團(tuán)盤(pán)道煤業(yè),山西 忻州 034100;2.龍礦集團(tuán)大恒煤業(yè),山西 朔州 036000)
盤(pán)道煤業(yè)位于晉北黃土高原,位于寧武煤田軒崗礦區(qū)的東北部,批準(zhǔn)礦井開(kāi)采2~5號(hào)煤層,現(xiàn)回采煤層為2號(hào)煤,生產(chǎn)規(guī)模為120萬(wàn)t/a,低瓦斯礦井,自燃傾向等級(jí)二級(jí),自燃發(fā)火期4~6個(gè)月,水文地質(zhì)類(lèi)型為中等,井田構(gòu)造類(lèi)型為中等。
3203工作面回采煤層為2#煤,全區(qū)厚度、層位穩(wěn)定。該區(qū)煤層厚3.0~4.5m,平均3.75m。煤層傾角8~18°,平均12°。
3203切眼巷道支護(hù)方式為錨網(wǎng)支護(hù),矩形巷道斷面為4.0×3.5m,擴(kuò)刷后巷道為矩形6.4×3.5m。3203工作面切眼凈長(zhǎng)130m,順槽可推進(jìn)長(zhǎng)度988m,可采儲(chǔ)量72.6萬(wàn)t。設(shè)計(jì)安裝ZYY4410/23/42型掩護(hù)式液壓支架88部。
方案一是采用掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼。采用掘進(jìn)機(jī)刷寬2.4m,切眼全寬達(dá)到6.4m,支護(hù)采用錨網(wǎng)配合W型錨索鋼帶及單體π鋼棚聯(lián)合支護(hù)。存在問(wèn)題:(1)開(kāi)口施工使用的40t溜子、可伸縮膠帶機(jī)等設(shè)備需要反復(fù)撤除安裝兩次;(2)擴(kuò)刷后全巷6.4m寬度只能采用錨索、錨桿支護(hù),頂板破碎時(shí),不能及時(shí)加固支護(hù);(3)由于掘進(jìn)后方二運(yùn)、掘進(jìn)機(jī)等占用空間大,只能使用兩部鉆具,支護(hù)時(shí)間長(zhǎng),擴(kuò)刷周期長(zhǎng),擴(kuò)刷130m切眼,需要13~15d。
方案二是采用采煤機(jī)擴(kuò)刷切眼,即結(jié)合原擴(kuò)刷支護(hù)方法,決定采用先安裝工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī),使用采煤機(jī)擴(kuò)刷切割切眼,切眼內(nèi)刮板輸送機(jī)直接與順槽皮帶搭接運(yùn)輸煤的方法,完成切眼擴(kuò)刷工藝,同時(shí)完成了綜采工作面安裝的部分工程。
為提高效率,綜合分析盤(pán)道礦頂板條件,認(rèn)為方案二較為合理,它充分利用采煤機(jī)擴(kuò)刷速度快的特點(diǎn),使切眼擴(kuò)刷與工作面安裝總工期大大縮短,而且安全,可操作性強(qiáng)。
主要安裝的設(shè)備有:材料巷距切眼約80m處安裝變電列車(chē)(為工作面機(jī)電設(shè)備提供動(dòng)力源),切眼安裝630溜子一部、930采煤機(jī)一臺(tái),運(yùn)輸巷仍然使用掘進(jìn)期間的3部皮帶機(jī),形成擴(kuò)刷期間生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)。
切眼切割深度為2.4m,采煤機(jī)循環(huán)進(jìn)尺0.6m,需累計(jì)切割4個(gè)循環(huán)完成。支護(hù)方式:新擴(kuò)刷部分頂板施打2排錨桿,切眼中部架設(shè)2排單體配鉸接頂梁鋼棚;擴(kuò)刷中,頂板破碎時(shí),隨時(shí)補(bǔ)打錨索或W型鋼帶梁;過(guò)斷層頂板破碎帶,支設(shè)單體π鋼棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。并隨時(shí)優(yōu)化支護(hù)。切眼擴(kuò)刷前支護(hù)及擴(kuò)刷過(guò)程支護(hù)示意圖如下:
圖1 切眼擴(kuò)刷前支護(hù)及擴(kuò)刷過(guò)程支護(hù)示意圖
準(zhǔn)備工作→運(yùn)輸沿線安裝絞車(chē)、調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶機(jī)→安裝切眼630刮板輸送機(jī)、MGTY400/930-1.1D型采煤機(jī)→材料巷安裝變電列車(chē)→試運(yùn)轉(zhuǎn)。
自運(yùn)輸巷端頭采煤機(jī)擴(kuò)刷第一刀→使用移溜單體支柱推移630刮板輸送機(jī)→順切眼軸線方向沿溜槽邊沿支設(shè)第一排單體鋼棚→采煤機(jī)擴(kuò)刷第二刀→推移刮板輸送機(jī)→打設(shè)第一排錨網(wǎng)→采煤機(jī)擴(kuò)刷第三刀→推移刮板輸送機(jī)→順切眼軸線方向支設(shè)第二排單體鋼棚→采煤機(jī)擴(kuò)刷第四刀→推移630刮板輸送機(jī)→打設(shè)第二排錨桿掛網(wǎng)、同時(shí)按5m間距施打一排錨索。
3.4.1 擴(kuò)刷第一刀
自運(yùn)輸巷出口開(kāi)始擴(kuò)刷,向上割煤直至割透溜尾出口,距采煤機(jī)后滾筒10m采用移溜支柱依次推移溜子,推移步距0.6m,推溜單體按3m間距布置;滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m支設(shè)第一排單體鋼棚,鋼棚距遠(yuǎn)面幫3.1m。
3.4.2 擴(kuò)刷第二刀
采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口,開(kāi)始擴(kuò)刷第二刀,向上割煤直至割透溜尾出口,距采煤機(jī)后滾筒10m采用5m單體依次推移溜子,推移步距0.6m;滯后采煤機(jī)后滾筒不大于10m處頂板施打第一排錨桿,錨桿采用Φ18L1800mm金屬錨桿,頂板鋪金屬網(wǎng)。
3.4.3 擴(kuò)刷第三刀
采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口,開(kāi)始擴(kuò)刷第三刀,向上割煤直至割透溜尾出口,推移步距0.6m;滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m處支設(shè)第二排單體鋼棚,與第一排鋼棚棚距1.2m。
3.4.4 擴(kuò)刷第四刀
采煤機(jī)空刀自溜尾出口返回至運(yùn)輸巷出口,開(kāi)始擴(kuò)刷第四刀,向上割煤直至割透溜尾出口,滯后采煤機(jī)后滾筒不大于20m處頂板施打第二排錨桿,同時(shí)沿第二排錨桿按5m間距打設(shè)一排錨索,對(duì)頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。
3.5.1 頂板管理
(1)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度,開(kāi)工前班組長(zhǎng)必須對(duì)工作面及沿線巷道安全情況進(jìn)行全面檢查,確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)后,方準(zhǔn)員工進(jìn)入工作面。施工人員工作前和工作中發(fā)現(xiàn)頂幫圍巖發(fā)生裂隙、有片落現(xiàn)象、支護(hù)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求等情況時(shí),必須首先敲幫問(wèn)頂,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行支護(hù),沒(méi)有妥善處理前,不得進(jìn)行其他工作。施工期間,班長(zhǎng)必須指定專人專門(mén)擔(dān)負(fù)安全監(jiān)護(hù)工作。
(2)找頂工作必須遵守下列規(guī)定: 找頂工作應(yīng)有2名有經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任,一人找頂、一人觀察頂板和退路。找頂人員應(yīng)站在安全地點(diǎn),觀察人員應(yīng)站在找頂人員的側(cè)后面,并保證退路暢通。找頂應(yīng)從有完好支護(hù)的地點(diǎn)開(kāi)始,按由外向里先頂部后兩幫,依次進(jìn)行,找頂范圍內(nèi)嚴(yán)禁其他人員進(jìn)入。找頂人員應(yīng)戴手套,用長(zhǎng)把工具找頂時(shí),應(yīng)防止煤矸順桿而下傷人。
(3)若頂板破碎,巖體松散、片幫時(shí),要加密錨桿,縮小錨桿間排距,錨梁(鋼帶梁)緊跟擴(kuò)刷迎頭,及時(shí)施打錨桿并加掛木錨盤(pán)護(hù)頂,每夠掛設(shè)一張網(wǎng)時(shí)及時(shí)掛網(wǎng)。掛網(wǎng)時(shí),一次只準(zhǔn)撤一根錨桿的錨盤(pán),掛網(wǎng)后上緊錨盤(pán),嚴(yán)禁集中掛網(wǎng)上錨盤(pán)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,同時(shí)支設(shè)單體棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。
(4)切眼擴(kuò)刷進(jìn)程中,若頂板壓力較大,巷道變形較重,設(shè)計(jì)支護(hù)不能滿足要求時(shí),需立即停止施工,及時(shí)采取支設(shè)單體π鋼棚或補(bǔ)打錨索鋼帶梁加強(qiáng)支護(hù)。
(5)支設(shè)單體π鋼棚(鉸接頂梁)時(shí),必須在副班長(zhǎng)或班長(zhǎng)委派的有經(jīng)驗(yàn)的人員監(jiān)護(hù)下,監(jiān)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)必須立即通知施工人員停止施工,并積極處理,處理好后方可繼續(xù)施工。
(6)加強(qiáng)單體液壓支柱管理,防止漏液,嚴(yán)禁出現(xiàn)空載和失效現(xiàn)象。
(7)保證擴(kuò)刷成型質(zhì)量,嚴(yán)格按規(guī)定的工程質(zhì)量要求進(jìn)行施工,保證頂?shù)装甯钇?、兩幫齊整,不得出現(xiàn)臺(tái)階、傘檐。
3.5.2 采煤機(jī)管理
(1)采煤機(jī)開(kāi)機(jī)前,司機(jī)應(yīng)對(duì)其操作的各部件性能進(jìn)行認(rèn)真檢查:各部位螺絲要齊全完整,滾筒截齒要齊全,操作手把、急停手把和按扭靈活可靠,油位正常,冷卻管路要暢通,電纜卡子要連接良好,各種保護(hù)要靈活可靠。
(2)開(kāi)機(jī)前,先發(fā)出信號(hào),讓附近人員撤至安全地點(diǎn)。正常開(kāi)機(jī)時(shí),機(jī)組上、下各10m范圍內(nèi)不得有閑雜無(wú)關(guān)人員停留。開(kāi)機(jī)應(yīng)堅(jiān)持先送水后送電,先斷電后斷水,嚴(yán)禁無(wú)水或水壓不足開(kāi)機(jī)。停機(jī)后要及時(shí)停止噴霧,正常情況下嚴(yán)禁帶負(fù)荷開(kāi)機(jī)或停機(jī)。
(3)采煤機(jī)在工作過(guò)程中,司機(jī)應(yīng)隨時(shí)觀察壓力表、溫度表、真空表的顯示情況,仔細(xì)監(jiān)聽(tīng)采煤機(jī)的聲音,如有不正常應(yīng)立即停機(jī)處理,嚴(yán)禁采煤機(jī)帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。采煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中司機(jī)要跟機(jī)操作。
(4)割煤時(shí),采煤機(jī)司機(jī)要集中精力,觀察滾筒前有無(wú)障礙物。
(5)機(jī)組割煤時(shí),司機(jī)要時(shí)刻注意頂板情況,發(fā)現(xiàn)頂板破碎或掉頂時(shí)應(yīng)立即停機(jī),對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù),防止出現(xiàn)頂板事故。
(6)采煤機(jī)司機(jī)在工作中應(yīng)看好電纜、水管,及時(shí)清除電纜槽內(nèi)雜物, 嚴(yán)防電纜、水管、擠卡和脫離電纜槽。出現(xiàn)電纜卡子受損時(shí)要立即停機(jī)處理。嚴(yán)禁出現(xiàn)電纜、水管受力情況。
(7)采煤機(jī)司機(jī)在離開(kāi)采煤機(jī)機(jī)身時(shí)要停機(jī)并摘掉滾筒離合器。
(8)采煤機(jī)在割兩端頭時(shí),班長(zhǎng)應(yīng)指定專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。只有在端頭頂板維護(hù)完整、電纜、管線吊掛整齊固定牢固,各種雜物清除干凈、人員全部閃開(kāi)5m以外后方可開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)前兩巷不得有人正對(duì)滾筒,以防甩出物品傷人。人員在滾筒周?chē)鳂I(yè)或更換截齒前,采煤機(jī)司機(jī)要先摘掉滾筒離合器并斷電,在班長(zhǎng)安排人員維護(hù)好頂板和煤壁以后,方可操作。
(9)出現(xiàn)下列情況之一應(yīng)及時(shí)停機(jī)處理:無(wú)水;單體(錨網(wǎng))支護(hù)跟不上;刮板輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);頂板事故未處理好;信號(hào)不通;CH4超限時(shí)。
3.5.3 機(jī)電設(shè)備檢修
(1)正常檢修時(shí),采煤機(jī)應(yīng)停在頂板完好、無(wú)淋水的地段并割好機(jī)窩,然后切斷電源,摘下離合器,同時(shí)必須將工作面刮板輸送機(jī)停電閉鎖。
(2)檢修滾筒、減速箱等傳動(dòng)部位時(shí),必須將電機(jī)隔離開(kāi)關(guān)、減速箱隔離手把打至零位,非檢修人員不得擅自操作上述手把。
(3)在煤壁側(cè)、機(jī)身上、機(jī)身兩端檢修時(shí),應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護(hù)頂板及煤壁,不準(zhǔn)單人進(jìn)行檢修。
(4)檢修泵箱、減速箱等精密部位或給采煤機(jī)加油時(shí),要在采煤機(jī)上方搭設(shè)掩護(hù)棚,防止煤塵進(jìn)入液壓系統(tǒng)。
(5)更換采煤機(jī)配件時(shí),各聯(lián)接部位對(duì)口螺絲需上齊,達(dá)到足夠的緊固力。
(6)檢修完畢后,要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),恢復(fù)送電前發(fā)出信號(hào),待人員撤到安全地點(diǎn)后方可送電。啟動(dòng)前要發(fā)出示警信號(hào),在確定機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)無(wú)人員和障礙物后方可啟動(dòng),點(diǎn)動(dòng)1~2次后,方可正式開(kāi)機(jī)。
使用采煤機(jī)擴(kuò)切眼,不占用工作面準(zhǔn)備的時(shí)間,經(jīng)過(guò)2.5d完成130m擴(kuò)刷任務(wù)。而按原掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼,正常需10d,工作面準(zhǔn)備時(shí)間至少7.5d,效果明顯。
采用采煤機(jī)擴(kuò)刷切眼技術(shù),與使用掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)刷切眼比較,在保證安全的前提下,生產(chǎn)效率提高了3倍,對(duì)于礦井提速增效意義重大,具有較廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。