單侯礦5102N綜采工作面大小面對接技術(shù)

張國亭

(開灤集團(tuán)蔚州礦業(yè)公司單侯煤礦，河北 蔚縣 075700)

單侯煤礦是開灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)有限責(zé)任公司所屬的一座大型現(xiàn)代化礦井，井田東西寬約5.0 km，南北長約8.0 km，井田面積約40.0 km2，設(shè)計生產(chǎn)能力年產(chǎn)150萬t，核定生產(chǎn)能力175萬t，礦井機(jī)械化程度達(dá)100%。煤礦在回采工作面設(shè)計時，如果出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造、煤層變薄帶或預(yù)留設(shè)“三下”開采保護(hù)煤柱時，需要提前在設(shè)計圖紙上圈劃出不能采出的煤炭資源，有時候則必須采用大小工作面的對接布置。

1 工作面概況

5102N綜采工作面位于單侯煤礦+650 m水平，首采區(qū)中部，煤層平均厚度為4.0 m，平均傾角為8.5°，近水平煤層，工作面內(nèi)地質(zhì)條件較為簡單，因受崔家寨村保護(hù)煤柱影響，為了多回收煤炭資源，減少巷道開掘工程，經(jīng)研究決定，沿村莊保護(hù)煤柱線設(shè)計，分小工作面(里面)和大工作面(外面)兩個回采階段，采用大小工作面對接工藝進(jìn)行回采布置。

小面(里面)走向長度平均為630.9 m，傾斜長度為103.6 m，安裝73組支架，大面(外面)走向長度平均為1126.5 m，傾斜長度為167.0 m，安裝109組支架;工作面設(shè)備使用MGTY500/1200－3.3D型雙滾筒采煤機(jī)，ZY6400/21/45型掩護(hù)式液壓支架，SGZ1000/1400型刮板輸送機(jī)及SZZ960/375型轉(zhuǎn)載機(jī)，超前支護(hù)采用ZT 2×3200/18/35型超前支護(hù)支架。工作面平面示意圖見圖1。

圖1 5102N綜采工作面平面示意圖

2 系統(tǒng)布置

5102N綜采工作面大小面對接是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對接前需要兼顧倒安裝采面上超前支護(hù)系統(tǒng)、工作面供電系統(tǒng)、遠(yuǎn)程供液系統(tǒng)、軌道巷輔助運(yùn)輸系統(tǒng)和小面安裝工程等附屬單項工程［1－3］。

為實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，該礦根據(jù)工作面推采進(jìn)度，準(zhǔn)確把握每一個單項系統(tǒng)工程工作量和完成時間，制定出了對接工作“時間節(jié)點(diǎn)圖”，每項工作、每個時間必須與回采進(jìn)度相對應(yīng)地推進(jìn)，以保證對接工程按時按質(zhì)完成［4－6］。

1)倒安裝采面上超前支護(hù)系統(tǒng)。

工程安排將工作面30 m上超前支護(hù)倒安裝至新掘軌道巷內(nèi)。5102N工作面超前支護(hù)采用的是替棚式液壓超前支護(hù)支架管理頂板，與單體液壓支柱相比，支護(hù)整體性好、穩(wěn)定性好，支護(hù)強(qiáng)度高，減輕了職工勞動強(qiáng)度，但要提前將超前支護(hù)倒至新軌道巷內(nèi)，需要先開掘1條專用聯(lián)絡(luò)巷道。

該礦根據(jù)現(xiàn)場頂板支護(hù)狀況，確定了距離大小面對接前50 m的位置，待移動變電站進(jìn)入指定地點(diǎn)后，開始倒超前支護(hù)。

倒超前支架時，拆除防倒聯(lián)接裝置，分成上下兩部分，前后支架互為支撐，分別前移，拐彎時改銷軸硬鏈接為軟連接，采用單體支柱防倒通過，根據(jù)現(xiàn)場條件和操作方法編制專項安全技術(shù)措施。

2)倒安裝采面供電系統(tǒng)。

工程安排由舊軌道巷高壓供電系統(tǒng)、皮帶巷低壓供電系統(tǒng)改至新軌道巷內(nèi)高、低壓供電系統(tǒng)上。

移動干變車倒裝可以采用兩種方法:一種是替換法，即預(yù)先在新軌道巷內(nèi)移動干變車位置，設(shè)置1套新移動干變車，鋪設(shè)3趟高壓電纜;另一種是還使用原來的1套干變車。通過分析研究，采用第二種方法不僅少占用設(shè)備，而且減少準(zhǔn)備工程量，所以，決定采用后者，但需要保證軌面以上巷高達(dá)2.4 m，軌道運(yùn)輸采用轉(zhuǎn)盤完成移動干變車調(diào)向問題，通過量測巷道距離和高壓電纜長度，存儲200.0 m電纜量即可實(shí)現(xiàn)1次入位。

3)倒供液系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。

倒供液系統(tǒng)比較簡單，大小面對接前在新軌道巷內(nèi)鋪設(shè)2趟高壓供液管路，提前組織人員完善小面支架完好，形成新的供液系統(tǒng)，但必須將新鋪設(shè)的高壓管路吊掛平、直、順，而且進(jìn)行反復(fù)沖洗和打壓實(shí)驗，及時清理管路內(nèi)雜質(zhì)，處理跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，保證大小面對接供液系統(tǒng)完好;輔助運(yùn)輸系統(tǒng)也比較簡單，只要按照相關(guān)施工技術(shù)管理要求現(xiàn)場落實(shí)即可。

3 對接方法和措施

按照設(shè)計要求，需要安裝36組支架，即第74～109架，第73組支架占巷0.9 m，小面(里面)隨著回采推進(jìn)逐步到達(dá)對接位置。如果大小面對接不精準(zhǔn)，不僅會造成設(shè)備損壞，而且影響采面工程質(zhì)量，采取如下措施進(jìn)行精準(zhǔn)對接:

1)在設(shè)計環(huán)節(jié)，充分考慮回采工作面使用支架架型確定架間中心距作為設(shè)計基礎(chǔ)。

2)在安裝環(huán)節(jié)，施工單位要嚴(yán)格落實(shí)設(shè)計要求，精準(zhǔn)定位第74組支架占巷位置。

3)在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，在距離大小面對接前50.0 m處，用激光打設(shè)1條參照線核實(shí)位置。

4)在回采環(huán)節(jié)，要每天量測對接架，即第73組和第74組支架間間距，直至正式開始對接，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以指導(dǎo)工作面生產(chǎn)，控制工作面輸送機(jī)上竄與下滑。

5)在對接時，還要根據(jù)采面溜子、架子上竄與下滑傾向，確定對接時進(jìn)刀方式，采用加機(jī)頭或機(jī)尾方式將溜子、架子余量向合理方向頂靠，其目的是調(diào)整對接架架間間隙誤差，使輸送機(jī)機(jī)尾能順利通過第74組支架的最窄點(diǎn)，第73組支架能夠準(zhǔn)確入位，將對接時架間間距誤差控制在200 mm以內(nèi)，對接位置示意圖見圖2。

圖2 5102N綜采工作面大小面對接位置示意圖

4 對接應(yīng)注意的問題

1)此次對接工程是個系統(tǒng)性工程，首先將職責(zé)劃分清晰，制定出以回采推進(jìn)速度為中心的時間節(jié)點(diǎn)圖推進(jìn)。

2)精準(zhǔn)對接關(guān)鍵是第73組支架的運(yùn)行軌跡。在小面(里面)推至距中間眼50 m處時，應(yīng)設(shè)定參照線作為第73組支架前移時預(yù)定運(yùn)行軌跡，不出現(xiàn)上竄下滑。

3)倒供電系統(tǒng)后，要安排專業(yè)人員提前送電實(shí)驗，跟蹤運(yùn)行情況調(diào)試運(yùn)行參數(shù)，保證供電線路穩(wěn)定可靠;供液系統(tǒng)要反復(fù)打壓實(shí)驗，杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象;倒完超前支架后，及時支護(hù)到位，保證超前支護(hù)安全。

4)對接后，根據(jù)支架推移千斤頂與中部槽連接位置的偏差方向，在割煤時采用單體支柱輔助移架加以調(diào)整，以便將摘掉的支架連接頭與中部槽全部連接好，防止爬鐵與溜槽不順向，損壞設(shè)備;及時處理對接后輸送機(jī)鏈子松緊度、新舊槽和新舊刮板搭配問題。

5)根據(jù)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，小面(里面)推采距中間眼100.0 m時，考慮中間眼處頂板加強(qiáng)支護(hù)管理，在中探巷處打兩排支護(hù)，單體柱配合3.0 m半圓，一板三柱支護(hù)。

5 總結(jié)

經(jīng)過對整個對接工作進(jìn)行研究分析，選擇合理的控制方法進(jìn)行實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了工作面對接安全、連續(xù)生產(chǎn)，達(dá)到了精準(zhǔn)對接，保證了礦井生產(chǎn)能力，這次對接是單侯礦首次對接，為后續(xù)對接面提供了經(jīng)驗。

實(shí)踐證明，大小面對接工藝成功運(yùn)用，不僅技術(shù)上可行而且經(jīng)濟(jì)上合理。與設(shè)計2個工作面回采相比，可以少開掘1條1000.0 m的巷道工程量，各項費(fèi)用合計可節(jié)省150余萬元，且不影響礦井正常生產(chǎn)，比只布置大工作面(外面)回采，可以多回收煤炭資源約39.5萬t，延長工作面服務(wù)時間約90 d。

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