18104综采面切眼扩安一体化工艺实践

宋益城

（山西洪洞西山光道煤业有限公司，山西 洪洞 041000）

传统综采工作面切眼安装方法是，在切眼贯通、扩帮后才进行安装工作，不仅工期较长，而且需要增加临时支护，耗费大量人力物力［1-2］。而采用综采工作面扩安一体化工艺，不仅可以缩短工期，还可以节省大量人力、物力，助力煤矿企业向高产、高效方向转型［3-5］。本文以斜沟煤矿18104 工作面为工程背景，对切眼扩安一体化工艺施工技术进行详细探讨。

1 工程背景

斜沟煤矿18104 工作面主采8#煤层，平均厚度6.38 m，直接顶为泥岩，灰黑色，泥质结构，局部尖灭，厚0.00～3.20 m，平均1.18 m。老顶为粗中细粒砂岩，巨厚层状，成分以石英石为主，厚4.17～25.23 m，平均13.15 m。直接底为泥岩，黑色，厚0.00～7.39 m，平均1.42 m。老底为中细砂岩，灰黑色，泥质结构，局部尖灭，厚0.00～9.63 m，平均4.18 m。煤层柱状图见图1。

图1 煤层柱状图

2 扩帮安装工艺

传统扩帮安装工艺，在切眼贯通后，大约需1个月时间进行扩帮，扩帮后切眼断面尺寸为宽×高=7 869 mm×2 800 mm，然后再进行设备的安装工作。为保证切眼扩帮后的安全，需要对其采用单体+铰接梁进行支护，见图2。

图2 切眼扩帮后支护

该工艺不仅工程量大，耗费工期，而且顶板管理难度大，有时为保证扩帮后切眼的安全，还需补打锚杆进行临时支护，所使用的临时支护材料无法回收，额外的增加了材料的成本投入。

3 扩安一体化工艺

3.1 施工准备

在切眼扩安一体化工艺施工时，前期需要进行以下准备工作，见图3。

图3 扩安一体化安装施工准备

（1）在准备安装的工作面先掘进一条尺寸为宽×高=4.5 m×2.8 m 的导向巷道。

（2）在皮带巷一侧掘出尺寸为宽×高×长=4.0 m×2.8 m×15 m 的设备安装硐室。

（3）掘进设备的转运，包括综掘机、刮板输送机、皮带机等。

3.2 工艺设备

（1）滑移式临时支护装置

滑移式临时支护装置是扩安一体化的核心设备。滑移式临时支护装置分前架、后架两个部分，见图4。

图4 滑移式临时支护装置

滑移式临时支护装置的前架横梁与后架后横梁之间设置两根推移千斤顶，用于前后两架的相对移动，是对扩帮后顶板的临时支护。

（2）机组

机组是由两种装备：综掘机、桥式转载机组合而成的一种多用途的设备，既能截割，又能装载、运输，见图5。

图5 机组

（3）电牵引安装叉车

电牵引安装叉车是由电牵引车、多功能安装叉车及模块化轨道组成，见图6、图7。

图6 电牵引安装叉车

图7 电牵引安装叉车铺设模块化轨道

（4）矿用液压起重机

矿用液压起重机主要由起吊臂、伸缩臂、起吊千斤顶、起吊链钩、电控箱、回转台、行走部、上下支撑装置等组成，可完成转载机，综掘机，电牵引安装叉车、800 带式输送机、40T溜子等安装及回撤工作，见图8。

图8 履带式起重机

3.3 安装施工

（1）在回采巷道铺设轨距为600 的轨道，在工作面机尾处铺设1.5 m 轨距模块化轨道，一直铺设到运输机头处；

（2）在皮带巷内安装皮带机机尾，依次安装转载机机头、转载机起桥部、破碎机、转载机中部槽、机尾架；

（3）在工作面皮带巷三角点处安装端头支架，在轨道巷三角点处安装卸车机构；

（4）将设备按照先里后外、先下后上的顺序安装就位，包括滑移式临时支护装置、桥式转载机及其推移装置、综掘机等，其中临时支护一定要达到初撑力，见图9。

图9 在扩帮硐室内安装设备

（5）将液压支架运输到扩帮硐室，从端头支架开始依次安装到临时支护的后架伸缩梁处；

（6）综掘机进行截割煤壁工作，截割出的煤经装载机、桥式转载机转运到皮带机上运出，见图10。综掘机截割煤壁起到扩帮作用，然后利用支顶装置和推移千斤顶推动综掘机和桥式转载机，之后推移滑移式临时支护装置对切眼进行支护。

图10 扩安一体化局部设备布置

（7）利用电牵引安装叉车将液压支架安装到滑移式临时支护装置后伸缩梁的下边，然后将后伸缩梁缩回，将液压支架顶梁接顶并达到初撑力，即完成一组支架的扩帮安装。

（8）当安装完一组液压支架时，将电牵引安装叉车拉回到回风三角点处，将平板车上的另一组液压支架通过卸车机构转运到安装叉车上，再运送到安装地点，重复步骤（7），如此循环边扩帮边安装支架直到安装完毕，见图11。

图11 扩安一体化设备布置工艺

（9）支架安装完毕后，收回电牵引安装叉车，再用起重机将掘进机、工作面内的皮带机拆除，并在拆除的皮带机位置用电牵引安装叉车铺设1.5 m模块化轨道，使用起重机安装前部刮板机机头和过渡槽。

（10）用起重机将运输机中部槽吊装到电牵引安装叉车上，并运到安装位置进行安装，用起重机安装采煤机，然后安装前部刮板机过渡槽、机尾。最后安装电气设备、电缆接线，综采工作面设备安装完毕。

4 结论

斜沟矿煤矿18104 工作面切眼采用扩安一体化施工工艺实践表明，与传统工艺相比，有如下优点：

1）节约工期。传统的工艺在切眼贯通后需一个月时间先行扩帮，然后进行安装工作，而新工艺是在切眼贯通后边扩帮边进行安装工作，明显缩短了工期。

2）节约材料。在液压支架支护工作面前由滑移式临时支护装置进行临时支护，节省了传统工艺中单体、铰接梁及锚杆等临时支护材料。

3）节约人力。新工艺工序简单，节省了传统工艺中扩帮、打锚杆、单体及铰接梁安装及回收等工序的人力。

4）安全可靠。在综掘机掘进后和液压支架安装前使用滑移式临时支护装置进行顶板支护，取消了传统工艺中液压支架安装过程中的回收、搬运单体支柱和铰接梁等工作环节，更加安全。