综采工作面设备快速搬家技术的研究与应用

马中良

综采工作面设备快速搬家技术的研究与应用

马中良

(汾西矿业集团公司正太煤业，山西 左权 032600)

随着矿井大功率采煤设备的应用，采场接替频繁，综采工作面设备的安装、回撤成了制约矿井生产的薄弱环节。结合新阳煤矿生产实践经验，介绍了综采工作面安装、回撤过程中液压支架撤出、设备运输、液压支架安装等环节的组织及施工方案，对推进高产高效矿井建设具有广泛的推广价值。

综采面设备安装、回撤;临时支护;关键环节

现代化大型矿井主要依靠综合机械化采煤工作面的高产、高效来保证获得较好的经济效益。随着矿井大功率采煤设备的应用，采场接替频繁，综采工作面设备的安装、回撤成了制约矿井生产的薄弱环节。本文以汾西矿业集团公司新阳煤矿S1101工作面设备撤出及S1102工作面设备安装工作为例，介绍了设备撤出及安装工作关键环节的组织施工方法和要求。

1 矿井概况

新阳煤矿是汾西矿业集团目前最大的主焦煤生产矿井，总面积为53.285 1 km2。目前开采太原组9 －10 －11#煤，煤层平均厚度9.18 m，直接顶为0.8 ～2.04 m的灰色石灰岩夹燧石，老顶为4～7.39 m深灰色石灰岩;9－10－11#煤采用综合机械化放顶煤开采，采高2.7 m，全部垮落化管理顶板。

S1101工作面为矿井新一采区第一个综采工作面，设备配套情况见表1。S1102工作面为S1101的接替工作面，推进长度为1 000 m，两顺槽沿煤层底板布置。运输顺槽(宽×高)为5 000 mm×2 800 mm，采用锚网支护，锚杆规格为d22 mm×2 400 mm螺纹钢，排间距为1 000 mm×900 mm;轨道顺槽(宽 ×高)为4 200 mm×2 800 mm，支护形式与运输顺槽相同;切眼(宽×高)为8 000 mm×2 800 mm，采用锚网支护(支护规格同运输顺槽)，并用锚索进行补强支护。轨道顺槽铺设600 mm轨距轨道，选用30 kg/m钢轨，利用JWB－75J型无极绳绞车运输。

表1 S1101工作面设备配套情况

2 工作面设备回撤

在工作面设备撤出中，液压支架的撤出是影响工作面设备撤出进度及安全的关键环节。其受停采线位置的确定、末采施工及回撤过程顶板支护等因素影响，为保证支架顺利撤出需进行以下工作。

2.1 停采线位置确定

停采线的确定应避开周期来压，避开地质构造带，使顶煤、顶板处于压力平稳区，以利于撤架空间的稳定性;尽量缩小撤架空间的空顶距离，提高通道利用率。

2.2 工作面末采施工方法

为便于支架撤出时的顶板控制，在工作面末采施工时需要降低采高，末采采高根据支架的实际支撑高度范围确定，一般控制在保证液压支架活柱的伸出量不小于400 mm(矿压较大的工作面可适当调高)，既便于临时支护又可以防止支架被压死。根据ZF5800/17/32型液压支架工作参数情况，S1101工作面末采时采高控制在2.5 m左右。当工作面采到距停采线位置20 m停止放顶煤，16 m进入收尾阶段，开始在工作面支架上铺设单层顶网，金属顶网采用16#联网丝连接;距停采线位置12 m处改为铺双层网并铺设第一根钢丝绳，钢丝绳铺设间距要均匀，要与金属网联接好，并且保证张紧力要求，必须要与两巷联合支护，成为一体，当工作面顶板比较破碎时需补打锚杆或锚索进行支护;当双层网全部拖到采空区并压住两道以上时，支架停移开始最后4刀煤，采用π梁加单体支柱管理顶板。

2.3 工作面临时支护方法

为保证支架顺利撤出，必须延迟顶板垮落为回撤支架创造空间，所以必须在支架撤出位置加打临时支护。

支架自运输机机尾向机头方向顺次回撤。首先，在机尾支架与非采帮之间以1 m×0.6 m间排距加打单体支柱。利用工作面机头安置的双速绞车将1#支架抽出，调整至平行于回撤通道非采帮煤壁后升架接顶，作为其余支架回撤的掩护支架，其余支架利用绞车及1#掩护支架顺次拉出，每拉出一部支架及时用液压单体支柱配合π梁进行临时支护。随着其余支架的撤出，作为掩护支架的1#架不断前移，同时及时回撤该支架两侧的单体支柱及π梁。在支架回撤区域总保留3～4排单体支护顶板，为撤架创造空间，同时必须向老空区打戗柱，防止碎矸石涌入回撤空间，影响支架回撤;拉出的支架利用绞车配合装车平台装车，进入运输系统，运至工作面。支架回撤时支护示意图见图1。

图1 S1101工作面支架回撤支护示意图

3 设备的运输

目前，矿井综采工作面推进长度不断加长，对于采用轨道运输的矿井，运输重型或大型设备极易发生掉道跑车事故，而且复道非常困难，巷道若有上下起伏，运输将更加困难，运输是影响安装进度的一个重要环节。为保证顺利和安全运输，在严格执行规程措施的基础上还需要进行以下工作：

3.1 严把轨道铺设质量关

一方面，要保证运输路线巷道高度、宽度满足最高及最宽运输件通过要求;另一方面，要严格要求轨道铺设质量。在工作面机尾必须做好抹角，并修好弯道，其抹角的支护要按规程措施执行，所修轨道的曲率半径要满足运输设备要求，转弯处外轨道略高于内轨，并铺好道木，保证轴距最大的平板车顺利通过;根据最重运输件重量及轨道规格确定合适的枕木间距，两段铁轨接头距枕木间距不能过大，避免运输大件时将铁轨压弯、翻车;必须将巷道浮煤清理干净，保证枕木铺设在巷道硬底上，提前用过渡支架模拟车在线路上进行试验，对存在的问题及时处理，做好设备运输线路的提前验收工作。

3.2 确定绞车的型号及安设位置

轨道运输系统比较复杂，为保证运输安全，绞车及钢丝绳的选择至关重要，可以按以下公式确定绞车的型号：

绞车的选择：

式中：

F—绞车工作时最大牵引力;

Z—每次牵引的重车数;

G—提升最大重量;

Go—平板车重量;

β—运输路线最大倾角;

q1—钢丝绳单位长度的质量;

L—运输距离;

G—重力加速度;

W1—矿车运行阻力系数，取0.05;

W2—钢丝绳运行时与托辊和底板间的阻力系数其值，取 0.4。

钢丝绳的选择：钢丝绳安全系数不应小于6。

新阳煤矿运输系统复杂，根据绞车及钢丝绳选型要求，运输及安装系统共选设绞车7台(布置示意图见图2)，其中SDJB－13型双速多用绞车3台，选用d24 mm钢丝绳;DJ－2.5型调度绞车3台，选用d14 mm钢丝绳;JWB－75J型无极绳绞车1台，选用d24 mm钢丝绳。

图2 S1102工作面设备安装运输系统图

4 工作面设备安装

工作面的设备安装工作量大，任务繁琐，要科学组织、合理安排，抓重点环节，以确保安全、快速完成安装。

4.1 平行作业，充分准备

设备安装过程中要科学合理地施工组织，充分协调好人力、物力，尽量实现设备运输与已到位设备的安装工作平行作业，做到互不影响。设备安装前要做充分的准备工作，在切眼附近安设临时液压泵站、在工作面铺设临时供回液管路、铺设轨道等。

4.2 液压支架的安装

液压支架的安装是整个安装工作的重点环节，其安装速度将直接影响整体安装进程。

S1102工作面液压支架安装过程如下：提前拆除安装支架位置附近轨道，利用机头机尾绞车对拉，将支架车拉至轨道末端，拆掉支架封车件，在支架车前方两侧各打好2根液压单体支柱防止倒架，之后缓慢拉动机头绞车使支架车两前轮同时掉道，拉动机头绞车将支架完全从平板车上托下来，接通支架液压管路，利用两绞车及支架自身推拉油缸调整支架方向直至完全到位。重复以上工作完成液压支架的安装。

在摆放支架的过程中同时可以进行运输机机头电机对接，运输机电缆槽、齿轮等零部件安装，运输顺槽胶带安装，液压支架各管路连接及调整等工作，直至完成整个工作面的安装。

5 结语

综采工作面的快速搬家技术极大地缩短了设备安装、回撤时间，保证了生产的正常衔接，是保证综采工作面的稳产、高效的有效途径，对推进高产高效矿井建设具有广泛的推广价值。

［1］肖 江，马良慧，董卫锋.掩护法撤出支架技术在综采工作面搬家中的应用［J］.煤炭科学技术，2003(5)：15－16.

Research and Application on Equipment Rapid Moving Technology in Fully Mechanized Working Face

Ma Zhong－liang

With the application of high power coal mining equipment，mining frequently replacement，equipment installation and retracement of fully mechanized working face became the weak link of restricting the mine production.Combines with production experience in Xinyang coal mine，introduces the organization and the construction scheme of the links such as hydraulic support withdrawal，equipment transportation，hydraulic support installation and so on in the process of installation and retracement of fully mechanized mining face，has a wide application value to promote the high yield and high efficiency mine construction.

Equipment installation and retracement in fully mechanized mining face;Temporary support;Key link

TD82

A

1672－0652(2012)02－0033－03

2011－12－27

马中良(1966—)，男，山西临县人，1993年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事煤矿生产方面的组织管理工作(E －mail)hyzfmkj@sina.com