楊 鵬(山西焦煤霍州煤電集團(tuán)豐峪煤業(yè)安裝分公司， 山西 霍州 031400)

1 前言

綜采設(shè)備搬家是綜采工作面開采過程中必要環(huán)節(jié)，提高綜采設(shè)備搬家速度對(duì)提升礦井煤炭開采效率具有重要意義[1-2]。現(xiàn)階段礦井綜采設(shè)備搬家多是以膠輪車運(yùn)輸為主、軌道運(yùn)輸為輔的搬家方式，液壓支架回撤采用單通道單向回撤方式，采用上述搬家方式設(shè)備搬家效率低下，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響礦井綜采工作面高效生產(chǎn)[3-5]。本文以山西某礦5103綜采面為工程背景，采用無(wú)軌膠輪車結(jié)合單通道雙側(cè)回撤方式實(shí)現(xiàn)了綜采設(shè)備的快速搬家倒面，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得顯著效果。

2 工程概況

山西現(xiàn)開采5號(hào)煤，煤厚2.5m，偽頂為不穩(wěn)定頁(yè)巖隨采隨落，直接頂為砂質(zhì)泥巖，基本頂為中砂巖，直接底為泥巖。5103工作面設(shè)計(jì)走向1 530m、斜長(zhǎng)260m，采用綜采方式開采，5103工作面開采完畢后設(shè)備搬運(yùn)至臨近的5105工作面。在5105工作面內(nèi)共掘進(jìn)有主運(yùn)巷、輔運(yùn)巷及回風(fēng)巷三條回采巷道，在主運(yùn)巷與覆運(yùn)巷間布置6條聯(lián)絡(luò)巷。具體在5103綜采工作面布置的綜采設(shè)備型號(hào)、數(shù)量見表1。

表1 采面綜采設(shè)備型號(hào)

3 綜采設(shè)備搬運(yùn)準(zhǔn)備工作

3.1 綜采設(shè)備搬運(yùn)準(zhǔn)備

5103綜采工作面設(shè)備搬運(yùn)采用的設(shè)備主要為鏟板式搬運(yùn)車、支架搬運(yùn)車，并采用慢速絞車輔助運(yùn)輸。根據(jù)綜采工作面布置的運(yùn)輸巷及輔助運(yùn)輸巷空間面積及工作面綜采設(shè)備布置情況，采用的型號(hào)為L(zhǎng)WC- 50T、MH- 40支架搬運(yùn)車運(yùn)輸工作面支架，該搬運(yùn)車長(zhǎng)×寬×高=5 543mm×3 540mm×1 717mm，轉(zhuǎn)向角最大為46°，轉(zhuǎn)彎半徑最小為2 974mm。采用鏟板車(型號(hào)WC25EJ)運(yùn)輸采煤機(jī)、刮板機(jī)機(jī)頭及機(jī)尾、開關(guān)列車等。在5103工作面主運(yùn)巷、回風(fēng)巷內(nèi)分別布置一臺(tái)功率11.4kW型號(hào)JD- 1慢速絞車，用以托運(yùn)管線、回收單體及溜槽。在臨近的5105工作面主運(yùn)巷聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)布置一臺(tái)功率25kW型號(hào)JD- 2調(diào)度絞車，從而便于調(diào)整開關(guān)列車、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備位置。

對(duì)原有的運(yùn)輸巷進(jìn)行改造從而可以滿足無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸需要，重點(diǎn)改造工作：對(duì)運(yùn)輸巷進(jìn)行擴(kuò)幫，確保無(wú)軌膠輪車兩側(cè)與巷幫間間距在400mm以上；對(duì)5103主運(yùn)巷、回風(fēng)巷進(jìn)行擴(kuò)幫及頂板強(qiáng)化支護(hù)，同時(shí)對(duì)5105主運(yùn)輸5號(hào)、6號(hào)聯(lián)絡(luò)巷以及主運(yùn)巷與切眼交匯處擴(kuò)幫、抹角及頂板強(qiáng)化支護(hù)；對(duì)無(wú)軌膠輪車通過巷道底板進(jìn)行拉底；巷道改造后可以滿足無(wú)軌膠輪車掉頭、轉(zhuǎn)彎需要。

3.2 綜采設(shè)備運(yùn)輸方案

在5103綜采工作面液壓支架回撤采用單通道雙翼回撤方式，具體回撤方案：先將綜采工作面采煤機(jī)、刮板機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備安全回撤完畢后，采用混凝土對(duì)工作面回撤通道底板進(jìn)行硬化。工作面1～70號(hào)向機(jī)頭方向回撤，71～145號(hào)支架向機(jī)尾方向回撤，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)支架同時(shí)回撤，提高支架回撤搬運(yùn)效率，降低設(shè)備搬家耗時(shí)。

工作面設(shè)備回撤之前就對(duì)5103回風(fēng)巷、主運(yùn)輸巷及工作面切眼提前進(jìn)行底板硬化，在5105工作面切眼靠近主運(yùn)輸巷位置開始安裝布置采煤機(jī)。因而在5105工作面施工切眼時(shí)就在靠近主運(yùn)巷30m范圍內(nèi)增加1.5m切眼寬度。

4 綜采設(shè)備拆除及運(yùn)輸

綜采面設(shè)備回撤涉及多個(gè)方面，工作量大同時(shí)設(shè)計(jì)工序繁多，有多個(gè)交叉作業(yè)，因此應(yīng)對(duì)綜采設(shè)備拆除及搬運(yùn)做出系統(tǒng)分析，尋求合理的運(yùn)行線路[6-7]。通過對(duì)綜采面現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)，綜采液壓支架回撤、搬運(yùn)環(huán)節(jié)占據(jù)整個(gè)綜采設(shè)備搬家倒面時(shí)間70%以上，綜采液壓支架搬運(yùn)效率直接影響綜采面搬家效率。

4.1 工作面輔助設(shè)備拆除及運(yùn)輸

工作面輔助設(shè)備有開關(guān)列車、破碎機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)等，應(yīng)根據(jù)設(shè)備自身特點(diǎn)及安裝位置合理的確定拆除及運(yùn)輸線路。

1)開關(guān)列車

首先開關(guān)列車停止供電并列車間連接桿斷開，整理好管路及電纜，用鏟板車按照從里到外順序用開關(guān)列車各節(jié)及配套的設(shè)備依次運(yùn)輸至5105綜采面5號(hào)聯(lián)絡(luò)巷位置，從5103工作面輔運(yùn)巷→5煤輔助運(yùn)輸巷→5105輔運(yùn)巷→5號(hào)聯(lián)絡(luò)巷。

2)破碎機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)

破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)拆除按照下述順序進(jìn)行：先斷開固定設(shè)備鏈條，并拆除減速器、設(shè)備連接的凹凸槽，最后實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)拆除。在設(shè)備拆除過程中依靠絞車、單體對(duì)設(shè)備位置固定或者調(diào)整。采用鏟板車對(duì)設(shè)備進(jìn)行搬運(yùn)，具體路線：5103主運(yùn)巷→5煤輔助運(yùn)輸巷→5105輔助巷→聯(lián)絡(luò)巷→5105主運(yùn)巷。

4.2 刮板機(jī)拆除及運(yùn)輸

刮板機(jī)按下述順序拆除：機(jī)尾電動(dòng)機(jī)減速器→機(jī)尾→中部槽→機(jī)頭電動(dòng)機(jī)減速器→機(jī)頭。在對(duì)5103回撤線路進(jìn)行硬化后在機(jī)頭、機(jī)尾處斷開大鏈，通過液壓絞車將刮板鏈拉至臨近的5105工作面切眼。刮板輸送機(jī)中部槽運(yùn)輸從兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，具體的運(yùn)輸線路：5103切眼→回風(fēng)巷、主運(yùn)巷→5煤輔助運(yùn)輸巷→5105主運(yùn)巷→切眼。

4.3 采煤機(jī)拆除及運(yùn)輸

采煤機(jī)停采位置位于5103工作面機(jī)尾處，采煤機(jī)拆除順序?yàn)椴擅簷C(jī)滾筒→搖臂→機(jī)體。用鏟板車將拆除下的滾筒、搖臂、機(jī)體等通過5103工作面主運(yùn)巷運(yùn)輸至5105工作面切眼，運(yùn)輸線路：5103工作面主運(yùn)巷→5煤輔助運(yùn)輸巷→5105輔運(yùn)巷→5105切眼。

4.4 液壓支架回撤及運(yùn)輸

在5103工作面內(nèi)采用單通道雙翼回撤液壓支架，1～70號(hào)支架從機(jī)頭方向運(yùn)輸、71～145號(hào)支架從機(jī)尾方向運(yùn)輸，從而降低液壓支架回撤、運(yùn)輸耗時(shí)，提升綜采面設(shè)備搬運(yùn)效率。在液壓支架回撤時(shí)將前架當(dāng)做掩護(hù)支架，采用慢速絞車、導(dǎo)向滑輪在前架支架掩護(hù)下將后架拉移至回撤通道，通過支架運(yùn)輸平板車將支架運(yùn)輸至5105工作面切眼。具體支架的運(yùn)輸線路：5103主運(yùn)巷、回風(fēng)巷→5煤輔助運(yùn)輸巷→5105輔運(yùn)巷→6號(hào)聯(lián)絡(luò)巷→切眼。具體液壓支架回撤線路如圖1所示。

圖1 液壓支架回撤線路

5 綜采設(shè)備安裝

5.1 液壓支架安裝

搬運(yùn)至5105工作面切眼內(nèi)的液壓支架安裝順序：機(jī)尾過渡支架(4架)→中部液壓支架(145架)→端頭支架(3架)。采用臨時(shí)乳化液泵為液壓支架供液，及時(shí)安裝推拉銷，液壓支架升架后應(yīng)確保支架頂梁與頂板間接觸密實(shí)，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的初撐力。

5.2 刮板輸送機(jī)安裝

運(yùn)輸至5105切眼內(nèi)拆卸的刮板輸送機(jī)安裝順序?yàn)椋簷C(jī)尾→中部槽→機(jī)頭過渡槽→機(jī)頭。在刮板輸送機(jī)安裝過程中應(yīng)先清理切眼機(jī)尾處的雜物，待刮板輸送機(jī)過渡槽、變線槽以及機(jī)頭待采煤機(jī)安裝完畢后再進(jìn)行連接。安裝完成的刮板輸送機(jī)刮板鏈應(yīng)確保不出現(xiàn)交叉或扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在安裝刮板輸送機(jī)同時(shí)應(yīng)同步安裝主運(yùn)巷內(nèi)的其他設(shè)備。受到輔運(yùn)巷以及切眼空間限制，應(yīng)盡量避免液壓支架、刮板輸送機(jī)同時(shí)在切眼內(nèi)安裝，盡量錯(cuò)開布置。

5.3 采煤機(jī)安裝

用鏟板車將采煤機(jī)機(jī)體、滾筒以及搖臂運(yùn)輸至切眼擴(kuò)幫處，將機(jī)身與已安裝好的刮板機(jī)溜槽對(duì)接，隨后安裝搖臂及滾筒。最后連接采煤機(jī)電源線、水管以及控制線，確保各連接線滿足防爆要求。

5.4 輔助設(shè)備安裝

具體安裝順序：轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾→破碎機(jī)→凹凸槽→轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭→開關(guān)列車。在5105主運(yùn)巷位置組裝轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾，并通過單體、鋼絲繩及鏟板車輔助安裝破碎機(jī)電機(jī)及減速器，轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭與按照相同方式安裝電機(jī)、減速器。設(shè)備安裝完畢后重點(diǎn)應(yīng)檢查減速器、電動(dòng)機(jī)內(nèi)油質(zhì)油位；液壓管路間連接是否準(zhǔn)確，供電線路接頭處防爆措施是否可靠。在開關(guān)列車上安裝的阻車器應(yīng)確保有效，單吊軌安裝必須可靠。

6 效益分析

在5103工作面采取用單通道雙回撤方式，液壓支架回撤耗時(shí)縮短至少1/2，整個(gè)工作面綜采設(shè)備回撤耗時(shí)共計(jì)20d，為5105工作面后續(xù)生產(chǎn)贏取了時(shí)間。在工作面回撤時(shí)了回撤區(qū)頂板支護(hù)材料消耗，整個(gè)綜采設(shè)備回撤可節(jié)省錨桿、錨索分別為800根、400根，降低坑木、金屬網(wǎng)片使用量約58m3、400張。通過提升回撤效率，降低用工量，預(yù)計(jì)可降低人員成本約為30萬(wàn)元。

7 結(jié)論

(1)根據(jù)5103、5105工作面布置情況，提出采用無(wú)軌膠輪車方式進(jìn)行綜采設(shè)備運(yùn)行，提升了設(shè)備運(yùn)行效率；對(duì)于液壓支架回撤采用單通道雙翼回撤方式，并具體給出設(shè)備搬運(yùn)的關(guān)鍵線路及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過制定合理的設(shè)備回撤方案，有效提升了綜采設(shè)備搬家倒面效率。

(2)對(duì)刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架等綜采設(shè)備的拆卸、運(yùn)輸以及安裝方案進(jìn)行了介紹，并明確綜采設(shè)備安裝、運(yùn)輸順序，實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備搬家進(jìn)度的有效控制。

(3)在礦井5103綜采工作面液壓支架采用單通道雙翼回撤工藝后，顯著降低了液壓支架搬運(yùn)耗時(shí)，為后續(xù)工作面生產(chǎn)贏取了時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得顯著效果。