大采高工作面边掘边安工艺与措施

崔世林

（淄博矿业集团有限责任公司 唐口煤业有限公司，山东 济宁 272100）

边掘边安是在工作面切眼掘进的同时，对工作面液压支架进行安装的一种工艺方式。该技术的应用，可有效解决工作面准备周期长的瓶颈。

1 工作面基本情况

1.1 工作面概况

唐口煤矿5305工作面位于南部回风大巷西北侧，东北7m、157m为5304工作面采空区，西、南部为未开拓的实炭区。本工作面3上煤层沉积较稳定，全部可采，厚度在1.7～5.6m之间，平均厚4.5m。基本顶为细砂岩属稳定顶板，厚度平均8.5m；直接顶为泥岩属不稳定顶板，厚度平均2.44m。直接底为泥岩属不稳定底板，厚度平均3.0m；基本底为粉砂岩属稳定底板，厚度平均6.13m。工作面净面长260m，切眼轨道顺槽侧高，皮带顺槽侧低，坡度为5°，工作面可采走向长度1694m。

1.2 回采设备

本工作面采用大采高综合机械化回采工艺，采用MG750/1800-WD型采煤机落煤，ZY10000/26/55型液压支架支撑顶板，运煤采用SGZ1000/2000型刮板输送机。

1.3 掘进设备

工作面皮带顺槽使用1部GPJ-800型皮带机运输，工作面切眼刷宽使用1台EBZ200A型综掘机截割迎头和1部GPJ-800型皮带机运输。

2 施工方案

工作面切眼先从皮带顺槽侧导硐施工面后，退机再从皮带顺槽侧刷宽面前，切眼刷宽段使用两路单体液压支柱配合铰接顶梁支护，刷宽长度40m后，从轨道顺槽运输支架至切眼安装，回撤的单体液压支护随向前支护控制顶板。

综掘机截割迎头与切眼支架安装施工平行作业，刷宽迎头位置超前支架安装位置不小于40m，保证支架卸车、调整期间不影响综掘机截割。

掘进与支架安装各环节确定后，公司成立安装领导小组，组织各环节责任人，针对现有条件分析、排查掘进及安装环节上的隐患、风险及可能出现的问题，并制定相应安全技术措施，并严格执行。

3 掘进施工

3.1 掘进支护

刷大施工不具备前探梁使用条件时，采用小头直径不小于180mm、高度与巷道高度相适应的优质圆木柱临时支护。具备前探梁使用条件时，采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁采用4（5）条长4.6m、Φ83×5mm钢管按锚杆间排距均匀悬吊于巷道顶部锚杆上，每条前探梁用3个悬吊点。

单体液压支柱采用DW45-22/110XL悬浮式单体液压支柱配合HDJB-800型铰接顶梁进行支护，单体液压支柱支设必须穿鞋，柱鞋规格为Φ400mm的铁鞋，支设2排；单体液压支柱按柱间距0.8m，柱排距2.0m、3.0m支设。导硐断面内支设单体液压支柱超前刷大迎头不小于10m；刷大断面单体液压支柱紧跟带式输送机机尾，距刷大迎头最大拖后距离不得超过20m。切眼导硐施工完毕后支设第一排单体液压支柱。由于刷大断面跨度大，第2排单体液压支柱紧跟带式输送机机尾拖后迎头距离较远；在带式输送机机尾距迎头段支设临时单体液压支柱，临时单体液压支柱按柱间距1m、柱排距1.8m（即临时单体液压支柱距第1排单体液压支柱1.8m）超前迎头10m支设。待紧跟带式输送机机尾支设的单体液压支柱与临时支设单体液压支柱重叠时，将临时单体液压支柱回撤，回柱时严格按照“先支后回”的方法施工。

3.2 开宽前15m段

采用钻爆法施工，正台阶分层掘进，上分层2.6m，下分层1.2m；上下分层拖距不大于5m。施工中，每循环锚杆打设前，及时挂设超前钢编网并用铁丝绑扎牢固垂于迎头煤壁或吊挂至巷道顶板。

3.3 开宽 15m～40m 段

采用EBZ200A综掘机配合GPJ-800mm带式输送机按照1-1断面施工。综掘机刷大施工严格执行一掘一锚，每开够一个循环要及时打设锚杆锚索，开帮循环进尺1.2m。严禁一次大面积开帮，够锚杆（锚索）排距及时打设锚杆（锚索），够柱距及时打设单体液压支柱。该段单体液压支柱按正常方式支设。

3.4 开宽40m～260m段施工方法

开宽40m后，开始进行支架安装作业。为保证开宽与安装相互配合，该段施工期间，将支架安装范围内的支柱进行回撤，回撤单体液压支柱宽度不超7.0m，并执行随调随撤方法，严禁一次性将调整支架范围内的单体液压支柱全部撤回。

4 设备安装

4.1 安装空间尺寸及支护

根据ZY10000/26/55型液压支架的实际结构尺寸，工作面刷宽段安装空间尺寸为：净长30m，净宽8600mm、净高3800mm，采用锚网索支护。切眼未刷宽区间净宽3200mm、净高3800mm，使用2路单体液压支柱配合铰接顶梁加强支护，支护距煤壁1.3m，支护长度10m；综掘机迎头前后10m面后侧，使用钢编网自上而下护住综掘机截割范围，割落煤炭不撒入面后，影响轨道运输。顺切眼导硐中心线布置38kg/m轨道。切眼如图1所示。

图1 切眼刷宽示意图 （单位：mm）

4.2 支架安装绞车型号及作用

为实现边掘边安，在切眼共安装4部绞车，其绞车安装布置如图2所示。

绞车A、C、D型号均为JDHB-30/3.5型回柱绞车，B绞车型号为JDHB-20型回柱绞车，其中A绞车安装在切眼轨道顺槽侧绞车硐室内，用于切眼运输支架。B绞车安装在轨道顺槽迎头绞车硐室内，用于尾轮车场至切眼门口段运输支架。C绞车安装在切眼中部绞车硐室内并随着支架安装向轨道顺槽侧迁移，用于切眼拖拉调架钢板和调整支架。D绞车安装在切眼皮带顺槽侧绞车硐室内，用于切眼支架运输和调整支架。

图2 绞车布置示意图

4.3 支架安装工艺与措施

4.3.1 支架安装定位

为保证支架安装位置定准，现场头4个中间支架前后煤壁标示安装中心距，从5#支架开始每10架液压支架在前后煤壁标示控制线，控制支架安装。端头支架布置在皮带转载机中心线上，第一个中间支架与皮带转载机中心距2250mm，第二个中间支架与第一个中间支架、第三个中间支架与第二个中间支架中心距1800mm，第四个中间支架与第三个中间支架中心距1775mm，其他中间支架中心距1750mm，工作面前部输送机溜槽长度1750mm，采用哑铃连接，考虑输送机使用的溜槽为旧溜槽，溜槽对接后存在间隙，间隙平均15mm，保证支架推移杆能够与输送机正确连接，采取在工作面前后煤壁每10个支架挂设1组控制线，预留出输送机溜槽的对接间隙。支架安装定位如图3所示。

图3 支架安装定位示意图

4.3.2 支架安装顺序

工作面液压支架依次按照下述顺序安装：端头支架(1架)→中间支架(150架)。

4.4 端头支架安装工艺

端头支架使用A、D绞车配合按照掩护梁、底座、顶梁及其附属部件顺序依次运输到位，部件就位后，按照先底座对齐皮带转载机中心线，使用手拉葫芦拖拉就位，再依次组装掩护梁、顶梁(平衡千斤顶)、与转载机拉移座使用鱼口和Φ34×126链条连接，最后升起支架，支撑顶板。

4.5 中部支架安装工艺

支架采用后退式安装法，严格按定位线进行安装。

4.5.1 支架卸车

支架安装前，把调架用的钢板(长×宽=4.2m×2.2m)运到支架安装位置。B绞车运输支架车至切眼门口，再使用A、D绞车运输支架车至卸车位置，拆卸4个固定支架螺栓。发信号启动A绞车下放支架车至轨道末端，支架车受重力作用，前侧轮对掉辙，支架滑向钢板。

4.5.2 支架调整

使用绞车在钢板上牵引支架进行调架。发信号启动D绞车拉移支架(使用葫芦链连接支架与钢板)与已安支架间距1m后停止，拆除支架与钢板连接；使用Φ28mm绳套绕过支架右立柱下端并使用卸扣连接D绞车滑头，发信号启动D绞车将支架向皮带顺槽侧逐步拉移(在将支架调整到距离新安支架1m间距时将主进主回及喷雾管路连接到位)，直至支架与切眼煤壁垂直；新安支架与前一支架间距大时，使用单体液压支柱将支架向皮带顺槽侧调整，直至调整到位。支架调至所需安装位置后，借助C绞车将钢板拖至下一个支架安装位置。

4.5.3 安装收尾

完善支架管路，抽出侧护板、插板定位销，操纵阀升起支架支撑好顶板（必须达到初撑力25.2MPa）。支好调架空顶处单体液压支柱控制好顶板，安装支架回撤的支护材料向外支设控制刷宽段顶板，保证支护长度40m。

4.6 综掘机截割完成回撤

综掘机面前刷宽截割完成，将桥式皮带机、综掘机在切眼轨顺侧解体、装车外运。

4.7 前部输送机安装

支架安装完成，面前铺设轨道，从皮带顺槽侧向轨道顺槽侧，按照机头、过渡槽、右边线调高槽、中部槽、左变线调高槽、机尾的顺序，组装输送机。

5 结语

5305工作面支架采用边掘边安施工方法提前投产将近15d，改变了以往切眼掘进完成才能安装的被动局面，为下步公司其他工作面安装提供了宝贵技术经验。