復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面重型裝備安全快速對接技術(shù)

柏發(fā)松 范仕清 范同清 韓 陽

(淮滬煤電有限公司丁集煤礦)

復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面重型裝備安全快速對接技術(shù)

柏發(fā)松 范仕清 范同清 韓 陽

(淮滬煤電有限公司丁集煤礦)

以丁集煤礦1321(3)綜采工作面為例，對該工作面重型裝備的快速對接技術(shù)進(jìn)行了研究。實踐表明:該技術(shù)的成功應(yīng)用有效降低了復(fù)雜地質(zhì)條件對回采工作的影響，提高了資源的回收率，實現(xiàn)了礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。

復(fù)雜地質(zhì)條件 綜采工作面 重型裝備 安全快速對接

由于受地質(zhì)條件因素的制約，常需將綜采工作面設(shè)計成刀把式工作面[1-2]。在回采過程中，有必要解決該類工作面的對接技術(shù)問題。工作面對接主要是液壓支架與刮板輸送機對接，難點在于對接精度要求較高，對接后的支架間距不宜過大，更不允許出現(xiàn)支架重疊。高地壓工作面在對接時增加了對煤層頂?shù)装寮懊罕诘墓芾黼y度，重型裝備在拆除打運中難度亦較大[3-4]。若對接后支架間隙、鏈板機間隙較大，則需調(diào)整支架，支架越多，設(shè)備越重，調(diào)架難度越大，調(diào)架耗時越多。支架調(diào)整工作將大大影響對接工期，并產(chǎn)生較大的安全隱患。為此，本研究以丁集煤礦1321(3)綜采工作面為例，對該工作面的對接技術(shù)進(jìn)行研究并進(jìn)行工程實踐。

1 工作面概述

由于受地質(zhì)構(gòu)造影響，丁集煤礦1321(3)采煤工作面被布置為刀把式工作面，里段切眼長87.6 m，下降通道(外段切眼)長178 m，里段切眼回采長度270 m。該工作面位于丁集煤礦東二采區(qū)13-1#煤層第2個采煤工作面，標(biāo)高-760.7～-711.4 m，可采走向長1 470 m，13-1#煤層平均厚3.4 m，13-2#煤層平均厚0.8 m，夾矸厚0.5～5.8 m，局部13-1#和13-2#煤層聯(lián)合開采，煤層傾角平均5°。13-1#煤層直接頂為泥巖，厚0.5～5.8 m，平均3.2 m，靠近工作面南部含砂質(zhì)，相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖，其上為13-2#煤層，厚0.2～1.3 m，平均0.8 m；13-1#煤層老頂為砂質(zhì)泥巖，厚0.2～8 m，平均4.1 m。再向上發(fā)育14#、15#煤層，14#煤層位于13-1#煤層頂板19 m處，平均厚0.4 m；15#煤層位于13-2#煤層頂板 20.9 m處，平均厚0.4 m。13-1#煤層直接底為砂質(zhì)泥巖，厚1.8 m，其下為2#煤線，煤厚0.2 m；13-1#煤層下7.9 m處發(fā)育12#煤層，厚0.2 m；13-1#煤層老底為砂質(zhì)泥巖，厚5.9 m。1321(3)工作面巷道原始支護(hù)全部采用錨梁網(wǎng)支護(hù)，地應(yīng)力較大，比照已回采的鄰近工作面，頂?shù)装迦找平窟_(dá)100 mm以上，壓力顯現(xiàn)明顯[5-6]。

2 快速對接技術(shù)

當(dāng)里段工作面向前推進(jìn)270 m時，需與下降通道(外段切眼)支架及運輸機對接。若采用傳統(tǒng)對接方法，待工作面回采至對接位置后，再拆除鏈板機機尾，打運至新機尾位置進(jìn)行安裝，拆除并重新布置工作面電纜，將大大延長施工工期。此外，支架對接位置的控制，對工作面的快速、安全對接影響也較大。

2.1 前期準(zhǔn)備工作

①在下降通道安裝運輸機時，提前安裝運輸機機尾、電機、齒箱，對接處的機尾、電機、齒箱撤除后直接從腰巷及措施巷運出；②工作面煤機、運輸機電纜，提前預(yù)留了200 m，預(yù)留的電纜盤放置于開關(guān)列車上，對接前跟車移動；③工作面需增加1臺ZZ6400-22/45型液壓支架，在距下降通道10 m位置，靠措施巷北幫預(yù)留支架；④更換原機尾過渡槽、變線槽，需增加9節(jié)普通溜槽，再新增1臺支架、1節(jié)溜槽，提前準(zhǔn)備10節(jié)溜槽，在措施巷對接位置前方10 m處擺放；⑤提前鋪設(shè)下降通道內(nèi)鏈板機鏈條，到位后直接接鏈條。工作面對接需安裝、拆除的設(shè)備信息見表1。

表1 工作面對接需安裝及拆除的設(shè)備信息

注：輸送機中部槽、輸送機變線抬高槽數(shù)量單位為節(jié)。

2.2 支架間隙控制技術(shù)

1321(3)工作面對接的難點主要是液壓支架和刮板輸送機對接精度要求較高[7]。為此，設(shè)計了61#、62#支架的位置，見圖1。

圖1 1321(3)工作面對接示意

(1)在措施巷距對接位置向外50 m處，安裝了1臺激光發(fā)射器，距巷道中線以南1 150 mm，便于回采期間控制工作面運輸機上竄下滑，確保對接間隙合理。

(2)對接處提前進(jìn)行臥底、清理，測量對接處標(biāo)高，工作面回采過程中應(yīng)嚴(yán)格控制層位，確保對接處底板標(biāo)高一致，位置合理。

(3)當(dāng)工作面回采至預(yù)留支架(61#支架)位置時，將該支架和工作面運輸機尾通過錨鏈進(jìn)行聯(lián)接，與工作面運輸機同步拉移。

(4)62#支架左側(cè)護(hù)距巷道中線600 mm。因支架架寬1 500 mm，考慮合理間隙100～150 mm，在對接位置將60#支架的右側(cè)護(hù)嚴(yán)格控制在距巷道中線以南1 100～1 150 mm，確保支架無間隙對接。

(5)支架到位后，拆除鏈板機機尾，安裝普通溜槽，合茬鏈條。

(6)聯(lián)接支架液壓管路，調(diào)整支架位置。

(7)利用措施巷及腰巷，提前完善打運系統(tǒng)，確保對接、撤除工作同步進(jìn)行。

3 頂板控制技術(shù)

由于丁集礦地壓較大，頂板壓力顯現(xiàn)明顯，為防止頂板下沉影響工作面對接安全，對頂板采取了有效加固措施[8-10]。該工作面巷道原支護(hù)采用錨梁網(wǎng)支護(hù)，頂板使用Ω鋼梁，長4 m，排距0.8 m，頂板每排布置5根φ22 mm、長7.3 m的錨索，頂板鋼帶使用M5鋼帶，長5.4 m，排距0.8 m，每排布置φ22 mm、長2.5 m的螺紋鋼錨桿7根，幫部使用M5鋼帶，錨桿每排亦布置5根。

在工作面對接前，對運順1#支架附近的頂板和措施巷對接位置超前10 m范圍的頂板，采取了錨索工字鋼的方式加固。錨索工字鋼棚沿巷道走向方向布置，布置2排，錨索φ22 mm，長7.3 m，使用長4.5 m 的11#礦用工字鋼，工字鋼間隔1.2 m開一小孔，孔徑26 mm，一根工字鋼開4對孔，布置4根錨索，錨索眼距1.2 m，每根錨索使用3卷Z2360樹脂藥卷。實踐證明，該方式可有效控制頂板，確保工作面對接期間的頂板安全。

4 快速打運技術(shù)

(1)打運設(shè)備的選擇及安裝位置。選擇在措施巷安裝3臺JH-14絞車，最大牽引力14 t，使用φ21.5 mm 鋼絲繩，大件起吊時，根據(jù)起吊物重量，使用1～3臺5 t葫蘆起吊，使用多臺葫蘆起吊時，須確保吊點的選擇能夠保持起吊的平衡。起吊吊點選擇在支架頂梁起吊環(huán)上，其余起吊點選擇在頂板上施工起吊錨索，起吊錨索使用φ22 mm，長6.3 m的錨索，錨索使用錨鏈配合開口環(huán)連接，確保起吊安全。

(2)打運路線選擇。打運路線有2條：從工作面到軌順再通過無極繩絞車打運；從措施巷道軌順打運。由于大型設(shè)備從工作面打運，路線較長，且影響工作面的平行作業(yè)，因而選擇從措施巷打運，即使用3#絞車將拆除件拖到位后，起吊上平板車通過絞車牽引至軌順，使用無極繩絞車打運。

5 結(jié) 語

以丁集煤礦為例，對其1321(3)綜采工作面的對接技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究，實踐表明：①由于前期準(zhǔn)備工作充分，嚴(yán)格按照完善的技術(shù)方案執(zhí)行，提前將工作面調(diào)整至有利于對接的位置，有效控制了運輸機的上竄下滑，對接時支架、運輸機得到了有效控制，支架間距200 mm，溜槽間距1 400 mm，支架僅需利用側(cè)護(hù)進(jìn)行微調(diào)；②溜槽間距略小，由于丁集礦地壓大，下降通道底鼓量較大，對接時預(yù)先鋪設(shè)的溜槽和原鏈板機溜槽存在約200 mm的高差，巷道臥底后，溜槽便順利對接，達(dá)到了預(yù)期的效果，節(jié)省了對接時間，實現(xiàn)了撤除、安裝、打運的平行作業(yè)。

[1] 張 昊.綜采工作面臺階式多切眼快速對接技術(shù)[J].煤礦開采，2006(6)：51-52.

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[3] 杜何辛，陳建本，蔡生龍.復(fù)雜條件下綜采快速對接技術(shù)[J]. 煤炭工程，2014，46(1)：62-65.

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[10] 程 昊，高娜娜，李日富，等.工作面采動穩(wěn)定區(qū)頂板圍巖采動裂隙發(fā)育范圍研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2015，42(4)：17-20．

2015-09-13)

柏發(fā)松(1971—)，男，礦長，教授級高級工程師，碩士，232140 安徽省淮南市鳳臺縣。