劉 勇

(潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

1 工程概況

常村煤礦2311綜放工作面開采3號煤層，煤層厚度平均5.95 m，埋深430～480 m，局部區(qū)域存在有一層厚度0.36 m左右泥巖矸石。2311采面設(shè)計切眼長300 m，膠帶運輸巷長度為2 278.6 m，由于受到區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，工作面開采范圍內(nèi)的煤層傾角由0～7°增加至8.5～18.5°，在采面機尾側(cè)80 m坡度較緩，機頭處傾角較大，具體沿切眼走向軌道巷側(cè)高膠帶運輸巷側(cè)低，累計高差達69.5 m，單軌吊梁兩側(cè)打設(shè)有木點柱。具體切眼剖面見圖1。

圖1 2311大傾角供工作面切眼剖面

2 采面設(shè)備布置及改造

2311工作面為常村煤礦開采3號煤層時遇到的第一個大傾角工作面，為了實現(xiàn)工作面順利開采，礦井依據(jù)生產(chǎn)需要對選擇的采煤機、刮板輸送機、液壓支架以及轉(zhuǎn)載機等設(shè)備進行了改造。

2.1 采煤機

采面選擇的采煤機型號為WG400/930-3.3D，滾筒直徑2.2 m，搖臂長2.6 m，適用工作面傾角0～16°。在綜采車間檢修內(nèi)牽引加裝液壓抱閘，防止采煤機在安裝及回采過程中發(fā)生跑車。

2.2 前后刮板輸送機

采用的刮板輸送機型號為SGZ1000/2000，數(shù)量共2部。其中前刮板輸送機中間槽194節(jié)(根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整)，后刮板輸送機中間槽194節(jié)(根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整)。工作面要求每隔9節(jié)普通槽布置1節(jié)開天窗槽。

為了增加刮板輸送機在傾斜工作面的適應(yīng)能力，進行了以下改進：①每隔10～15節(jié)中間槽打設(shè)戧柱，每隔30節(jié)中間槽兩側(cè)打設(shè)地錨用SGW-40煤溜鏈條配合吊具連接刮板輸送機中間槽；②前溜電纜槽蓋板用廢舊膠帶代替；③履帶液管內(nèi)加敷1趟12 mm鋼絲繩；④前后溜定位時，以采煤機滾筒剛能割透煤墻為止(前刮板輸送機機頭距離巷道5 mm左右)。

2.3 液壓支架

在切眼安裝ZF8000/20/38型中間架198組，ZFG9600/23/38型排頭(尾)架各4組，其中30組中間架在地面綜采車間進行改制，安裝防倒、防滑支撐頂。改制支架安裝時統(tǒng)一安裝至機頭部分，防止工作面剩余支架安裝過程中因坡度過大發(fā)生傾倒，安裝剩余20組支架時，由業(yè)務(wù)科室組織調(diào)研確定支架安裝數(shù)量。

液壓支架具體改造措施為：①支架踏板加焊條紋，防止人員行走時路滑；②每組改造支架增加3個頂(支架底座后端增加千斤頂連接耳、支架底座過橋焊制連接耳、支架頂梁焊制連接耳)；③支架側(cè)護幫改為左向(下坡側(cè))，以便調(diào)整支架。

2.4 轉(zhuǎn)載機

選用的轉(zhuǎn)載機型號為SZZ1200/400型，由于膠帶運輸巷內(nèi)落差大(里幫和外幫落差達到1.5 m),由掘進隊組對膠帶運輸巷進行硬化，硬化范圍前煤墻往外630 m，硬化時保證巷道高度3.1 m，從而為轉(zhuǎn)載機安裝及使用提高足夠空間。轉(zhuǎn)載機采用的改造措施為：轉(zhuǎn)載機地面配套時外幫焊制戧柱底座。

3 大傾角工作面設(shè)備安裝技術(shù)

3.1 安裝前技術(shù)準備

1) 切眼設(shè)備安裝前，在軌道巷超前棚段和切眼分別敷設(shè)一趟揚聲器系統(tǒng)和一套對講系統(tǒng)，設(shè)備運輸至軌道巷時，由泵站司機(跟車工)通過揚聲器通知切眼內(nèi)作業(yè)人員避讓單軌吊機車；運輸時，單軌吊司機和輔助運輸?shù)慕g車司機通過對講機進行溝通，對講機必須每班交接并保證完好[1-3]。

2) 支架安裝時，緊靠第一組排頭架安裝位置打設(shè)5根單體柱，單體柱距離前煤墻、單體柱間距均為1 m，防1號排頭架就位時倒架。

3) 切眼內(nèi)單軌吊道倒數(shù)第1根、第2根單軌吊道分別安裝阻車器，阻車器螺栓選用高強度螺栓并擰緊，嚴禁提前回撤單軌吊道，阻車器隨安架進度逐根外移。

當安全聯(lián)鎖邏輯關(guān)系確定后，為實施聯(lián)鎖保護功能需要確定實施該功能的安全儀表功能(SIF)，即通過選擇測量儀表、邏輯控制器、最終元件及相關(guān)軟件等組成安全儀表系統(tǒng)(SIS)來實現(xiàn)具有安全等級的SIF。SIS的設(shè)計應(yīng)兼顧可靠性、可用性、可維護性、可追溯性和經(jīng)濟性，既要防止設(shè)計不足，也要防止過度設(shè)計。

4) 在單軌吊道末端兩道阻車器中間垂直切眼前煤墻安設(shè)鋼絲繩攔車裝置，鋼絲繩兩頭打設(shè)繩卡通過吊具與頂角錨桿連接牢固，鋼絲繩必須在單軌吊梁下方以便單軌吊跑車時達到彈性阻車的作用，防止事故擴大，隨支架安裝進度外移。

3.2 安裝期間的防倒技術(shù)

設(shè)備運輸前，在緊靠后溜位置面朝大溜機頭每隔60 m固定1部絞車，從而便于液壓支架、刮板輸送機運輸[4]。

3.2.1 前后刮板輸送機防倒、滑措施

將刮板輸送機由軌道巷運輸至切眼后，用絞車拴掛單軌吊(單軌吊駕駛室由運搬隊改造，有拴護位置)，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸刮板輸送機，運輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力，防止跑車。

刮板輸送機從坡下往坡上安裝，第一節(jié)溜槽中間部定位后在溜槽上打設(shè)戧柱，每隔30 m(約20節(jié)溜槽)，在溜槽兩端打設(shè)地錨利用吊具配合40錨鏈拴掛，每隔10節(jié)溜槽打設(shè)戧柱，防止溜槽下竄。

3.2.2 液壓支架運輸及安裝防滑措施

支架運輸：支架由軌道巷運輸至切眼后，適當調(diào)整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車拴掛支架底座，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸支架，支架運輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力[5-6]。

圖2 綜放液壓支架安裝流程

3.2.3 采煤機安裝防倒技術(shù)

采煤機在機尾側(cè)87 m范圍安裝時，切眼內(nèi)最大坡度為9.5°，采煤機地面檢修期間加裝液壓抱閘裝置，安裝結(jié)束后及時將抱閘鎖死，同時在上坡側(cè)使用40型煤溜鏈與前刮板輸送機連接牢固或在下坡側(cè)靠近機尾處用銷進行卡絆防止采煤機溜車下滑，試機前進行拆除。

3.3 大傾角工作面設(shè)備安裝主要特點

1) 切眼內(nèi)支架安裝完成后，立即完成退錨接頂、木垛打設(shè)工作。退錨作業(yè)前，在支架安裝位置沿切眼走向布置4根大板(大板規(guī)格4.5 m×0.2 m×0.15 m)，距前煤墻最近的大板距離為1.2 m，大板間距均為1.2 m；在距離大板兩端0.3 m左右和大板中部位置處用雙股10號鉛絲與頂板錨網(wǎng)連接牢固，大板拴掛位置不得影響正常退錨作業(yè)；支架退錨完成后，在支架頂梁上垂直切眼方向布置2根大板(大板規(guī)格4.8 m×0.2 m×0.15 m)，大板一端與支架頂梁后切頂線對齊，大板兩端距離頂梁兩端約300 mm左右，操作支架前后柱升架，保證木垛充分接頂，木垛打設(shè)2層，切眼內(nèi)局部巷道頂板不平整時采用加墊道板的方式接頂。如圖3。

圖3 2311切眼支架接頂木垛示意(mm)

2) 工作面設(shè)備小件必須隨安裝進度完善，盡量減小重復(fù)投工，降低設(shè)備抬運頻率，減少作業(yè)風險；因支架需從2206工作面回撤后進行倒運，倒運的支架存在壞頂、壞立柱時需在2206工作面更換完成后方可進行倒運。

3) 支架安裝就位時采用2個絞車相互配合，后溜側(cè)絞車主要負責支架的防倒及支架安裝期間時的防滑。

4) 后溜側(cè)絞車輔助設(shè)備單軌吊運輸溜槽、支架。支架運輸時，支架由軌道巷運輸至切眼變坡點前，適當調(diào)整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車鋼絲繩拴掛支架底座，開動單軌吊和絞車松繩配合運輸支架，單軌吊司機根據(jù)機車運輸情況用對講機和小絞車司機協(xié)調(diào)配合，必須確保支架運輸期間鋼絲繩始終保持張力，當單軌吊運輸至下部絞車運行范圍時，停止單軌吊機車運行并閘緊絞車手把，將下部絞車的鋼絲繩拴掛在支架底座上，開動下部絞車收繩鋼絲繩受力后閘緊手把，防止出現(xiàn)跑車現(xiàn)象，開動上部絞車松繩后拆除鋼絲繩繩頭，開動單軌吊和絞車松繩繼續(xù)運輸支架，采用絞車接力的方式將支架運輸?shù)轿弧?/p>

3.4 安全管控措施

1) 個人防護方面，切眼作業(yè)期間，必須更換新膠鞋，防止滑倒。

2) 易滾動、滑落的設(shè)備、部件(水管、頂?shù)?如需在切眼內(nèi)放置時，必須用鉛絲與煤墻或者已安裝設(shè)備拴牢固。

3) 支架安裝、就位，電纜槽安裝等作業(yè)時，人員嚴禁站立在下坡側(cè)；如確因作業(yè)要求需觀察安裝情況時，必須站在上坡側(cè)或側(cè)上位。

4) 切眼內(nèi)嚴禁在下坡側(cè)人工拖運設(shè)備或由設(shè)備自由滑動，防止傷害自己和他人。

5) 在切眼內(nèi)嚴禁單人、兩人抬物料，需抬運設(shè)備需多人進行扛抬，采用“工”字型抬杠，多人抬運物料，抬杠上掛設(shè)點用鉛絲拴牢固，長度以滑倒時不至傷人為宜。

6) 切眼內(nèi)盡量減少臨時放置設(shè)備，放置東西滑落傷人。

7) 重物超過3 t時不得使用現(xiàn)場支護錨桿起吊，超過3 t時必須打設(shè)專用錨桿；超過5 t時使用錨索起吊，錨索外漏長度不小于150 mm，否則打設(shè)專用錨索起吊。

8) 膠帶運輸巷使用單軌吊放電纜時，專人負責喊話、專人負責看護、專人指揮，作業(yè)區(qū)域兩端拉設(shè)警戒，無關(guān)人員嚴禁入內(nèi)。

9) 排頭架組裝前尾梁、頂蓋，中間架安裝前尾梁頂銷時必須保證后溜側(cè)絞車鋼絲繩保持張力并閘緊絞車手把，防止出現(xiàn)跑車。

10) 地面制作方凳、梯子時，必須加焊防倒鏈(與頂網(wǎng)連接)，方凳四條腿可以調(diào)節(jié)高度，確保在切眼使用時可以支平、支穩(wěn)。

4 結(jié) 語

根據(jù)2311大傾角工作面實際情況，通過對綜放開采設(shè)備進行針對性技術(shù)改造，并制定詳細的安裝技術(shù)措施及安全防護措施，確保了設(shè)備的安全、快速安裝，保障了工作面的順利開采。