西曲矿28306工作面“快速安拆”工艺应用

冯琦勇

（西山煤电（集团）有限责任公司西曲矿，山西 古交 030200）

0 引言

西曲矿28306工作面掘进副巷期间揭露一风氧化带（走向63 m），经钻探验证，发现工作面中部还存在一个走向长度为80 m的风氧化带异常区。根据以往工程经验，工作面过风氧化带期间对设备运行影响较大，且选煤困难，为保证安全高效生产，故施工了外切眼，甩掉此区域，将工作面一分为二，即28306（1）工作面、28306（2）工作面。

28306（2）工作面切眼中部受风氧化带影响，有48 m顶板较破碎，巷道采用锚棚支护，切眼扩帮期间，该范围顶板难以管控，且费工费时，故暂未扩帮。

28306（1）工作面于2020年1月2日开始安装，3月4日安装完毕，3月7日开始回采，6月底回采结束。根据生产衔接安排，28306（2）工作面须在2020年9月下旬安装完毕并达到试采条件。28306（2）工作面安装时，需将28306（1）工作面切眼的液压支架、采机等设备拆除并倒入28306（2）工作面切眼内，且切眼内还有48 m需同时扩帮。由于西曲矿安拆工作面多、安拆队伍少。为保证在有限的时间内安全高效完成以上工程，需引入“快速安拆”工艺。

1 工作面概况

28306（1）工作面可采走向长度为197 m，面长240 m，储量为21万t；28306（2）工作面可采走向长度为554/134 m（主要考虑甩掉落差为7 m的断层），面长240/120 m，储量为66万t。

28306工作面主要设备参数如下：液压支架型号：ZY5600/21/46，数量161台，采机型号：MG400/920WD，刮板输送机型号：SGZ-800/800，皮带型号：D SJ120/2×315，转载机型号：SZZ-800/315，破碎机型号：PCM-200。

图1 西曲矿28306工作面平面布置图

2 快速安拆工艺

“快速安拆”工艺：综采工作面设备机械化快速安装、回撤工艺，是利用专业的安装回撤设备对工作面设备进行机械化快速安拆作业的方法和过程。

快速安拆工艺[1-5]又分为快速回撤工艺、快速安装工艺、扩安一体化工艺3种。

快速回撤工艺过程：是利用回撤平台实现抽架并向回撤叉车转载，绞车牵引回撤叉车（或使用电牵引自行走回撤叉车）将支架运输至转载点，再利用装车装置将支架转载至平板车运输出井；抽架后的扇形区利用自移式扇形区掩护支架进行支护；切眼通道后部落山区采用自移式专用掩护式支架进行支护（也可采用工作面支架作为掩护架），刮板输送机、采煤机、转载机等设备则采用液压起重机辅助拆除。

快速安装工艺的主要过程，是利用液压支架卸车装置将支架从平板车转载至液压支架安装叉车，绞车牵引安装叉车（或使用电牵引自行走安装叉车）将支架运输至安装地点并卸架安装；刮板输送机、采煤机、转载机等设备则采用液压起重机辅助安装。

扩安一体化工艺的主要过程，是在切眼内预先施工完成的设备安装硐室内安装铣掘机、滑移式临时支护装置、桥式转载机等设备，利用铣掘机掘进一个循环步距，滑移式临时支护装置进行顶板临时支护，液压支架则利用装车装置转载至安装叉车，再利用安装叉车运输至安装地点，利用安装叉车实现支架调向并安装，以此循环推进，实现边扩帮边安装的目的。

由于西曲矿28306（2）工作面切眼内仅有48 m未扩帮，经矿领导研究决定，此扩安段采用炮扩工艺，取消安装铣掘机、滑移式临时支护装置等设备。

3 液压支架的安拆工艺

3.1 液压支架的回撤工艺

工作面铺设轨道至10号架处→稳固临时平台→30架处稳设临时拆架①绞车→组装回撤叉车→安装装车装置→回撤机头端头支架→形成掩护架→组装回撤调向平台→回撤6-136号液压支架→重设回撤叉车→重设回撤调向平台→回撤144-161号支架→回收137-141号支架→回撤两端掩护架→回撤装车装置、支架回撤平台和叉车→回撤最后2台（142号、143号）液压支架

回撤液压支架前，在工作面正、副巷口各打1个“号”字型包角木垛（3 m×3 m，ϕ200 mm，红松圆木），并打设中心柱，高度保证接顶严实并配合支木对转载机尾处顶板进行支护，在机头和机尾3台支架顶梁挑根5 m工字钢加强支护，工作面2号支架降柱顺出，然后将其调向、拖出。再将1号架降柱顺出，作为掩护架。依次前移掩护架拆除其他支架。将撤除空间（三角区）板梁或工字钢下打好木柱与斜撑柱，保证每根板梁或工字钢下打设2根点柱，迎山有力，间距0.7 m，点柱使用ϕ200 mm红松圆木，长度根据现场实际所需高度而定。打设点柱时，点柱下部必须打在硬底上，点柱上部迎落山打设加扒钉加固。

3.2 液压支架的安装工艺

补切眼铺设2 m轨道，在探巷口处铺设四角道，组装安装叉车后，将安装叉车停放于探巷口靠机尾侧，并阻设好。

液压支架运至补切眼口安装叉车一侧，通过安装叉车自牵引支架至安装叉车上后，利用安装叉车防倒油缸配合叉车两侧推拉头将支架调向至与工作面平行，调向后用叉车防倒油缸把支架与叉车锁牢、抱紧，再进行运输。

3.2.1 1-108号支架安装工艺

液压支架运输到安装地点后，调整转盘至水平，利用转盘将液压支架旋转至垂直于切眼，将安装叉车靠机尾端升起，形成缓坡，利用安装叉车两端推拉头将液压支架卸车至安装位置，然后利用机头处⑦绞车和单体配合将支架靠紧、调正，最后升起液压支架，并保证初撑力达到24 MPa。

工作面扩安段为110～141号架，共48 m，当支架安装至劈帮段时，将运输机安装好并搭接40T溜子1部，用于扩安段出渣。40T溜子和工作面运输机搭接爬坡段，必须打设木垛支撑。每扩1个循环为1.5 m，安设1台支架，40T溜子对槽子接链完成1台支架的扩安，直至扩安段支架全部安装完成。而后从机尾侧开始安装支架，安装工艺同1～108号支架的安装，剩最后142号和143号架时，先回撤工作面安装设备和绞车，最后用机尾绞车配合导向滑轮用ϕ26 mm×92 mm圆环链固定支架进行安装。

3.2.2 扩安段支护工艺

当工作面108架安装完成时，先由机头向机尾方向扩帮1.5 m，放炮后采用4 m工字钢梁铺经纬网加单体临时支护，而后由老山侧向煤壁出渣，每清出0.8m棚梁下打设一根单体，直至煤渣全部清理完，形成永久支护，此时为一梁五柱，且108架至扩安段的距离为3 m，当距离不足3 m时必须补眼扩循环至净宽3 m，并按上述方法打好临时支护。再开始安装109架，而后每扩1个循环进度为1.5 m，垂直于工作面架设2根4 m的工字钢并铺设经纬网，工字钢间距为800 mm。最后将待安架使用机头绞车和安装叉车辅助进行安设，当扩循环过程中遇顶板破碎时，需补打锚杆联合支护，锚杆间、排距和已扩补切眼相同。安架过程中原有架棚支护段，需每隔3 m打1组4 m抬棚梁（工字钢）联合支护，防止安架时原有架棚支护形成单腿支护倾倒，同时在梁下补打点柱或单体加强支护，防止扩安放炮时崩倒棚子。安架时必须保证抬棚梁靠机头侧插入已安支架顶梁中，且长度不低于500 mm，同时抬棚梁机尾侧必须最少有1根点柱或单体，距端头不低于200 mm，即保证抬棚梁两端头都支护可靠有效，不会造成原有架棚支护的失效。扩安段工字钢视顶板情况逐架回收，遇顶板破碎、压力大时严禁降架回收。

3.2.3 扩安段炮扩循环工艺

1）打眼使用风煤钻及配套钻杆，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用毫秒延时电雷管。使用的爆破器材必须取得煤矿许用产品安全标志，严禁使用失效的支护材料。

2）使用炮扩循环时，沿倾向扩循环，从机头侧向机尾方向打眼，眼深1.8 m，有效进度1.5 m，一次装药，一次成形爆破。并按间距0.8 m，垂直于工作面打设2根工字钢，临时维护顶板，同时靠煤壁侧打好贴帮柱。

3）放炮后人工使用大锹和小铁锹将放落的煤攉入40 T刮板运输机运出。

4 工作面安拆进度

安拆队伍于2020年7月2日入驻西曲矿，准入培训和矿属工种培训合格后，于7月18日正式入井。开始进行28306工作面安拆作业，8月21日丙班开始拆架，8月21-8月23日每班拆、安、运1架，8月24-8月27日早班每班拆、安、运2架，8月27日二班-8月29日早班，每班拆、安、运3架，8月29日二班-9月4日每班拆、安、运4架，扩安前共安111架；9月7日二班-9月18日早班扩安支架共30架；9月20日二班-9月24日早班机尾段支架全部拆完共22架；9月27日回移设备列车，工作面调架，所有设备铺设电缆接电试运转，回收两巷道设备、小件，搞标准化完毕准备验收。

5 施工现场不足及今后计划

1）由于第1次使用安拆设备，通常需要5～7 d的时间才能熟练掌握和使用。

2）外切眼2 m轨道铺设为切眼中心，后期支架运输到位转向后靠前，卸车后还需要调整，由于支架底座位于支架靠后部，因此，今后铺设轨道时应在巷道中心偏向老山侧。

3）使用双掩护架后三角区域维护工艺随工程进度一直在优化，在老山侧掩护架上方每隔1 m垂直于工作面上1根3 m圆木并在下方加打点柱工艺，能有效控制三角区域顶板，加快拆架进度。

4）炮扩循环工艺前期工序没有排好，影响进度。

5）回撤平台拆架对通道高度要求更高，由于铺网收尾时，回撤通道净宽为2.8 m，ZY5600型支架以通道为3.2 m最佳，同时工作面高度为3.15 m最佳。

6）探巷内有1组风门，对设备进出有影响，造成安拆进度慢。因此，今后安拆工作面如支架装车运输需过风门时，以富余200～300 mm余量为宜。

7）安架过程中严格执行先铺运输机后安架工艺（扩安工艺除外）。

6 效益分析

1）经济效益：采用快速安拆工艺后，节省工期约15 d，释放了劳动力，按照每天3个班组织，每班15人，每人每天支付工资300元计算，总计可节约人工成本约202 500元；采用边扩边安工艺后，保证了破碎顶板及时支护，节省了顶板维护所需的耗材，保守估算，可节省耗材30万元。综合分析，工作面采用快速安拆工艺后，可产生约502 500元的经济效益。

2）社会效益：从降低工人劳动强度角度分析，快速安拆工艺比传统普通安拆工艺优势明显，具有较好的社会效益。

3）安全效益：采用双掩护架，作业环境更安全；撤架通道内采用打设工字钢吊梁的方式保护插梁，保证了撤架期间的顶板安全；快速安拆设备的起吊、装卸等动力均使用液压系统，减少了导链、绞车、千斤等设备的使用，减轻了工人劳动强度；快速安拆设备有一套完整的固定、提升系统，人员可在相对安全的距离进行操作，有效保障了施工人员的人身安全。