祁集賢

（山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 046600）

“一礦一面”是安全高效礦井發(fā)展的方向，綜采是煤礦首選開采方法。很多礦井單個(gè)工作面每年搬家2 次以上，有些礦井最高每年達(dá)4 次，綜采工作面配備為“三保二”或“二保一”，設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，并且需要配備人員眾多的生產(chǎn)準(zhǔn)備隊(duì)，影響了煤礦的生產(chǎn)效率。因此，以霍爾辛赫煤礦3603 綜采工作面為工程背景，合理利用勞動(dòng)力，采用了出架導(dǎo)軌、掩護(hù)式出架法等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行了快速搬家技術(shù)的實(shí)踐。

1 工作面概況

山西霍爾辛赫礦位于山西省長子縣丹朱鎮(zhèn)南鮑村境內(nèi)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300 萬t/a，主采3#、4#煤層。3#煤層厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層?；魻栃梁彰旱V3603（沖積層）綜采工作面基本頂為厚8.95m 的淺灰色細(xì)砂巖，上部已風(fēng)化，局部被剝蝕；直接頂為厚5.73m 的灰色粉砂巖，含鋁土質(zhì)較高；直接底為厚1.0m 的深灰色泥質(zhì)粉砂巖。3603 綜采工作面收尾時(shí)支架與設(shè)備見表1 所示。

表1 工作面收尾時(shí)支架與設(shè)備

2 拆除工藝分析

3603（沖積層）工作面從2018 年12 月20 日開始擴(kuò)幫，于2019年1月16 日全部結(jié)束，歷時(shí)27 天。施工中為確保安全生產(chǎn)，全面提高勞動(dòng)效率，采用了錨網(wǎng)支護(hù)與掩護(hù)式支架工藝，合理分配勞動(dòng)力（即擴(kuò)幫與下巷設(shè)備拆除同步，工作面設(shè)備拆除與導(dǎo)軌鋪設(shè)同步，撤架與解體同步），實(shí)現(xiàn)了快速搬家。

2.1 擴(kuò)幫與下巷設(shè)備拆除

為確保下巷設(shè)備拆除中風(fēng)量合理，采用工作面擴(kuò)幫與下巷設(shè)備拆除同步。為給撤架提供合理的空間，出架前要進(jìn)行擴(kuò)幫施工，在液壓支架前梁前端到煤壁的2.6m 空間采用錨網(wǎng)支護(hù)。此工藝改變了過去木棚支護(hù)，又很好地控制了頂板，給出架提供了一個(gè)安全、整潔的空間。擴(kuò)幫施工中采用4 頭平行作業(yè)，以提高擴(kuò)幫速度，爭取出架時(shí)間，減少頂板壓力。

下巷設(shè)備由外向里，拆除—裝車—鋪道同步作業(yè)，正規(guī)循環(huán)，使軌道始終與設(shè)備部件保持在3m以內(nèi)距離。為提高裝車效率，裝車起吊、托拉全部采用JM-14 或JH-5 慢速絞車。在確保安全生產(chǎn)的前提下，利用手拉葫蘆提高3.8 倍的速度。

2.2 工作面設(shè)備拆裝與導(dǎo)軌的鋪設(shè)

工作面擴(kuò)幫支護(hù)完工之后，進(jìn)行工作面設(shè)備拆除。以液壓支架作起吊點(diǎn)，用JH-4 慢速絞車作起吊工具，實(shí)現(xiàn)邊拆除、邊裝車、邊鋪設(shè)出架導(dǎo)軌（圖1），并確保導(dǎo)軌鋪設(shè)緊跟拆除部件，以提高勞動(dòng)效率。完工的出架導(dǎo)軌要達(dá)到平、直、順，最前端距第1臺液壓支架15m。

圖1 出架導(dǎo)軌示意圖

2.3 掩護(hù)支架的使用與撤架

在工作面設(shè)備拆除與導(dǎo)軌鋪設(shè)完工后，就進(jìn)入撤架階段。將工作面第1、第2 臺液壓支架前梁拆除調(diào)頭順工作面布置作掩護(hù)支架（圖2），將滑輪掛到掩護(hù)支架前端做支點(diǎn)導(dǎo)向，絞車?yán)K頭固定到第3 架的過橋上，開動(dòng)絞車將支架前拉2.5m 后，用導(dǎo)架絞車將拉出的支架調(diào)向順工作面，上滑道拉走，用出架或?qū)Ъ芙g車邁步式前拉掩護(hù)架，并接近待出架后升緊，以進(jìn)行下一個(gè)出架循環(huán)。

2.4 解體與裝車

液壓支架拉到拆裝硐室后進(jìn)行解體，用拆裝架四角絞車做起吊工具，通過拆裝架頂部滑輪起吊解體架各部件，由前梁—頂梁—掩護(hù)梁—立柱—后連桿—底座，并由前梁與頂梁一車，掩護(hù)梁與立柱一車，后連桿與前連桿一車，底座一車，共4 車外運(yùn)，然后前拉下一架進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

圖2 掩護(hù)支架

端頭支架的解體：

（1）用2根轉(zhuǎn)載機(jī)拖移千斤頂配合JH-30型絞車，將降下的端頭副架拉出6 ～10m 至頂幫完好的地點(diǎn)；在支架解體地點(diǎn)機(jī)巷打工字鋼棚子，解體端頭副架，端頭副架拉出后，馬上在其原位置切頂線處打井字形木垛，并在梁子下補(bǔ)打1 根單體液壓支柱。

（2）拆除端頭副架，拆卸端頭架處的巷道高度不得低于2.5m，如不夠高度要提前臥底找平，先將端頭副架頂梁下降400 ～500mm，然后用直徑24.5mm 的鋼絲繩扣在頂梁前后各摟一道，并將繩扣用10t 倒鏈拉緊掛在支架上面的工字鋼梁上，然后在端頭架頂梁下打井字形木垛，接實(shí)頂梁。

（3）將副架的前后立柱用5t 倒鏈提出回收，并將副架所有管路拆掉，然后用倒鏈吊住頂梁，一邊拆術(shù)垛，一邊放頂梁，直到頂梁前部著地落實(shí)。

（4）用倒鏈配合單體液壓支柱將頂梁與掩護(hù)梁間的連接銷子取掉，然后用倒鏈將頂梁放平到底板上。

端頭架結(jié)構(gòu)件裝車方法：

先將結(jié)構(gòu)件用JH-30 型絞車拖拉到機(jī)巷軌道上，然后在機(jī)巷架設(shè)的2 個(gè)“一梁四柱”Ⅱ型鋼梁棚子吊掛2 個(gè)10t 倒鏈，配合直徑24.5mm 的鋼絲繩扣將結(jié)構(gòu)件吊起500~600mm，然后將平板車沿軌道推入到結(jié)構(gòu)件正下方，對好重心，將結(jié)構(gòu)件放到平板車上，支穩(wěn)并用2 個(gè)3t 倒鏈配合鋼絲繩與平板車?yán)壚慰俊?/p>

3 快速撤面技術(shù)應(yīng)用與效益

3.1 掩護(hù)支架的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

以往的綜采工作面拆除支架中，由于頂板無法得到有效的控制，經(jīng)常造成出架絞車鋼絲繩拉斷損壞絞車，損傷工作人員。為解決這一問題，在撤架工作面設(shè)置了掩護(hù)支架。 經(jīng)3603 綜采工作面撤架驗(yàn)證，效果突出。

掩護(hù)支架的設(shè)計(jì)應(yīng)用具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）確保了安全生產(chǎn)，在撤架中無任何工傷事故發(fā)生。

（2）有效地控制了設(shè)備損壞，由于出架阻力小，使出架絞車處于輕載運(yùn)行狀態(tài)。

（3）支架的作用除掩護(hù)和隔離作用之外，并兼有移架、推溜及給鋸齒或刨刀加壓力的作用。

（4）提高了出架速度，可提高1.3 倍的速度。

（5）節(jié)約了材料，過去在出架中全部用木材控制頂板，現(xiàn)在使用了掩護(hù)支架后，節(jié)約木材約125 萬元。

3.2 撤架導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

綜采工作面撤架運(yùn)輸中，以前采用在工作面底板上托運(yùn)，使底板凹凸不平，途中還要平整底板、清通通道，運(yùn)輸中損壞設(shè)備、浪費(fèi)人力。設(shè)計(jì)的撤架導(dǎo)軌，通過8 個(gè)綜采工作面撤架驗(yàn)證，效果明顯，在3603 工作面也已部分發(fā)揮了效能。

出架導(dǎo)軌全部采用11 號礦工鋼和18kg/m 軌道制造，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）提高了支架運(yùn)輸?shù)陌踩?。支架在?dǎo)軌上行走與煤中或巖上行走相比，其摩擦系數(shù)減小，減輕了運(yùn)輸設(shè)備的負(fù)載，確保人力和設(shè)備安全。

（2）提高效率。過去一個(gè)班只能運(yùn)輸1.5 個(gè)支架，采用導(dǎo)軌后運(yùn)輸速度提高10 倍。

（3）節(jié)約了材力、物力。導(dǎo)軌的制造加工采用礦已淘汰的11 號鋼和18kg/m 軌道，不用外購，制造出的導(dǎo)軌可重復(fù)使用。

4 結(jié) 語

綜采工作面設(shè)備搬運(yùn)主要采用絞車、軌道平板車等轉(zhuǎn)接運(yùn)輸方式，搬運(yùn)周期一般需25 ～45d，搬家時(shí)間約占正常生產(chǎn)時(shí)間的20%以上，直接影響著煤礦的生產(chǎn)效率。3603 綜采工作面優(yōu)化改進(jìn)搬家工藝，提高搬家工作效率，有效地提高了綜采工作面搬家速度，提高了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。