综采工作面快速回撤及安装一体化施工研究

魏永东 魏永龙

（1.山东泉兴矿业集团有限责任公司，山东 枣庄 277099；2.枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 济宁 277605）

在工作面走向长度较短的情况下，工作面需频繁回撤及安装，占用了大量时间，严重影响经济效益。在现阶段生产情况下，为保证生产时间，一般是引进一套新综采工作面设备，一边进行回采完毕工作面的回撤，一边进行新工作面的安装，这样容易出现回撤工作面设备使用时间较短，没必要进行大修的情况下，也需要回撤上井闲置的现象。如果等待回采工作面撤除设备，再运输到新工作面进行安装，如果没有合理的施工方法，就会耽误大量的准备时间，经济效益差。泉兴公司在采区设计中提前考虑这个问题，创造出一种综采工作面快速搬家的方法。

1 概况

山东泉兴矿业集团有限责任公司12507综采工作面位于125采区，走向长140 m，倾斜长760 m。因受杜庙断层和丛屯向斜影响，工作面内为褶曲发育，地质构造较复杂，煤层倾角为0～16°。12509工作面位于125采区，走向长140 m，倾斜长843 m，总面积为108 797 m2，煤层厚度0.99 m。采用倾斜长壁后退式采煤法，双滚筒采煤机割煤，滚筒截深600 mm，见底破伪顶，一次采全高，机械落煤、刮板运输机运煤，全部垮落法管理顶板的综合机械化采煤工艺。12507回撤工作面与12509安装工作面位置关系示意图如图1。

图1 12507回撤工作面与12509安装工作面位置关系图

2 回撤前的准备工作

（1）预先确定工作面停采线。由于受断层影响，工作面需提前进行回撤，为最大限度地回采资源，减少工作面回撤期间因断层处压力对工作面支架回撤产生的影响，需留设不少于3 m的煤柱，同时还要考虑工作面机头处的装车平台位置，选择水平巷道或近水平巷道较为适宜。

（2）沿空留巷准备运输路线。为赢得生产时间，12507工作面回采期间，提前采用沿空留巷留出运输巷，作为12509工作面的运输巷。12507、12509工作面综采设备回撤、运输、安装期间，大型设备的运输均通过12507运输巷进行运输。为确保工作面采至停采线后回撤的设备能够及时运输，需提前对该运输巷进行恢复整改，结合综采支架及配套设备的尺寸，确定巷道净高度不低于2.5 m，净宽度不少于3 m，并整改轨道，确保运输路线安全可靠。

（3）稳车硐室的施工。工作面停采线确定后，需在机头对过施工稳车硐室（深4.0 m×宽3.0 m×高2.2 m），硐室中线依据支架架脚到煤壁中线施工，用于将支架牵引到运输巷内。在距正对机头稳车硐室向里4.0 m处开始刷帮，每米刷帮深度增加0.21 m，刷帮长度为9 m，最深刷帮1.89 m，形成绞车硐室用于支架装车、调架。

（4）工作面末采造条件。工作面人工挂菱形网前，在工作面每5 m施工一棵生根，生根长0.6 m，眼深0.5 m，用来固定菱形网，待菱形网固定在生根上时，再逐架移架。工作面推采到位后，顶板由传统的方木配合单体支柱进行支护，全部换为18 kg旧轨道配合单体支柱进行支护。旧轨道长度为2.4 m，每个支架上使用两根，垂直煤壁使用，老塘侧放到支架顶梁上部，煤帮侧使用2.2 m单体支柱贴帮支设，支架上的旧轨道间距为1.3 m。这样不仅节约了木料，而且现场施工过程中便于操作，同时还能够回收利用。结合之前回撤过程中顶板压力大、支架卸压时顶板下落快的实际情况，采用煤壁侧补打锚杆和增加锚索进行加强支护。

3 回撤工序

3.1 稳车布置

根据工作面设备回撤要求，回撤时共安装三部绞车，绞车布置如下：

1#绞车：安装于工作面回撤支架通道内距回撤支架15～25 m，随支架回撤不断向外移，用于将支架牵引到回撤通道内。

2#绞车：安装于工作面机头对过绞车硐室内，用于将支架牵引出工作面。

3#绞车：安装于运输巷装车平台向里10 m处，用于支架装车。

3.2 工作面设备的回撤顺序

回撤设备列车→拆除煤机（前、后滚筒→前截割部→电控箱→后截割部）→回撤630T溜子（刮板大链→机头部→机尾部→挡煤板齿轨→中部槽）→液压支架。

（1）工作面撤面准备工作结束后，回撤材料道设备列车、电缆车及工作面煤机、溜子负荷线。

（2）解体采煤机各部件，并使用JSDB-15绞车将各部件牵引至材料道装车运出。

（3）回撤工作面SGZ-630/264型刮板输送机链条，可根据现场情况使用JSDB-15绞车回撤，待链条回撤结束后，开始从机尾向机头，依次撤除剩余SGZ-630/264型刮板输送机中部槽及机头电机、减速箱、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ节变线槽，使用JSDB-15绞车逐件牵引至材料道装车运出。

（4）将工作面刮板输送机回撤完毕后，将93#、94#端头架依次抽出运至指定地点。

（5）调掩护架：将92#基本架作为掩护架。

（6）调架完毕后，依次按顺序回撤剩余的91个支架。最后，剩下1#架与掩护架时，进入关门时期，回撤顺序为：掩护架、1#支架。

4 设备运输

综采设备从回撤工作面运输到安装工作面，需使用多台JSDB-15（22KW）型双速多用绞车接力式配合。绞车接力配合提升运输代替之前的无极绳绞车运输，减少了运输巷外段皮带及无极绳绞车的重复回撤、安装，节省了施工时间。在实际使用期间，每班重点加强检查各部绞车，做好日常的巡回检查，严格执行好提升运输管理制度，确保设备运输安全。

5 设备的安装

综采设备运输到12509工作面后，采用与12507工作面同样的方法，施工绞车硐室、安装绞车，为工作面安装提前造条件。安装条件具备后，经12507运输巷运来综采设备，依次安装综采支架、煤机、刮板输送机等设备。

5.1 综采支架的安装

（1）支架安装顺序

液压支架的安装从机尾第一架开始依次向机头方向安装。支架排列：机头、机尾端头支架（4架）、基本架（90架），共94架。

（2）安装方法

① 支架检修后，在12507工作面回撤装车，经12509运输巷、工作面切眼运至安装地点，安装第一架时，要确定第一架具体位置，沿着工作面切眼提升到指定地点。支架运到位后，使用JH-20回柱绞车钩头与支架连接牢固，并带紧钢丝绳，将固定支架的绳扣松开，人员全部躲到安全地点，回柱绞车慢慢下放使支架自动下滑，卸车后将平板车提走，开始使用单体支护、回柱绞车配合将支架调正，安装到指定地点，升起支架接实顶板。② 用上述同样的方法依次安装工作面端头支架、基本支架并连接好架间各种液压管路。③ 当工作面支架安装完毕后，调整工作面全部支架将刮板输送机拉直、支架调正，并达到规定的初撑力。

5.2 煤机的安装

（1）安装顺序

先安装采煤机电控箱→前行走部→后行走部→前后摇臂→前后滚筒。

（2）安装方法

① 在切眼距机尾5～25 m处安装采煤机。提前将采煤机各部件运到煤机安装地点，靠煤壁侧按前后顺序摆放好，并加可靠的固定装置。② 利用起吊装置、两台10 t手拉葫芦配合Ф18×64-C高强度链子，吊起前摇臂滚筒，并在滚筒下方打好可靠的木垛，利用千斤顶、手拉葫芦等配合，进行摇臂安装，并用同样的方法安装另一个摇臂。③ 调整好电缆、水管长度，并将各水管、油管正确连接好，安装煤机电缆夹。④ 根据煤机技术参数标准、注油及润滑要求，按照规定的油质、油量给各注油部位加注油脂。⑤ 安装好其他附属小件，清理采煤机周围的杂物，打扫采煤机的卫生，使之清洁干净，然后经安装负责人检查确认无误后方可准备试机。

5.3 刮板输送机的安装

（1）安装顺序

将刮板输送机机头电机、减速箱、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ节变线槽运到材料道切眼门口处，从第三节开始向刮板输送机机头方向安装。

（2）安装方法

① 刮板输机安装前，首先将施工地点的杂物清理干净，浮煤清到实底，刮板输送机的安装超前于支架的安装（机头电机、减速箱、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ节变线槽根据现场情况安装）。刮板输送机机头安装时，需要技术人员对设备安装定位尺寸进行校定，以保证安装质量。② 待刮板输送机机头第三节固定后，按照上述安装顺序逐节进行安装连接哑铃销及其他附件，变线槽后安装1节天窗槽，然后每隔10节安装一节天窗槽。③ 安装链条，在安装溜槽期间，每铺设一节溜槽将底链穿引至溜槽内，待底链铺设完后，再铺设上链，最后在刮板输送机机头接链，安装电缆槽固定齿轨，用倒车使底、上链预拉紧、拉直，防止出现链条打折、拧劲、上翻等现象出现。④ 刮板输送机的紧链工作在机头进行，紧链前事先与控制台联系好并说明注意事项，紧链前，停掉机尾电机负荷开关，只用机头电机紧链。⑤ 链条接头、连接环均安成立环，环销上齐，砸紧、砸实，连接环、刮板前后方向要正确，齿顶线与运行方向之间的夹角成锐角向后。

6 结论

在矿井生产过程中，综采工作面安装和回撤是一个往复循环的工程，针对不同的现场条件，回撤与安装之间也不完全相同，但是通过综采工作面的多次回撤、安装，从中不断完善并吸取经验和教训，找出各工程之间的关联性，从而制定出一套关于综采工作面设备安装和回撤工程中切实可行的方案，为下一步综采工作面的快速搬家打下了坚实的基础。