梯形綜采工作面邊采邊延車接架技術(shù)

郭曉亮

(皖北煤電集團(tuán)公司，安徽 宿州 234000)

梯形綜采工作面邊采邊延車接架技術(shù)

郭曉亮

(皖北煤電集團(tuán)公司，安徽 宿州 234000)

現(xiàn)代化煤礦開采過程中，在復(fù)雜地質(zhì)條件下為多回收煤炭資源，工作面越來越長(zhǎng)，因此需要在回采過程中延運(yùn)輸機(jī)對(duì)接支架，確保工作面的連續(xù)生產(chǎn)。

梯形綜采工作面； 延運(yùn)輸機(jī)； 對(duì)接支架

1 工程概況

恒源煤礦Ⅱ627工作面位于Ⅱ62采區(qū)中下部，設(shè)計(jì)為傾斜長(zhǎng)壁綜采工作面。工作面傾斜長(zhǎng)985～1 000m，平均954.4m，走向?qū)挒?47～217m，平均工作面機(jī)巷標(biāo)高為-591.0～-487.8m，風(fēng)巷標(biāo)高為-481.1～-506.6m，切眼標(biāo)高為-506.6～-487.8m。

Ⅱ627工作面周圍的地質(zhì)情況是東部為尚未布置采掘工程的塊段；南部為正在回采的Ⅱ624工作面；西部為2011年12月回采結(jié)束的Ⅱ628工作面和火成巖嚴(yán)重侵蝕區(qū)；北部為尚未布置采掘工程的Ⅱ62下采區(qū)。

Ⅱ627工作面地表范圍內(nèi)情況：對(duì)應(yīng)地表主要為農(nóng)田、溝渠、池塘以及鄉(xiāng)村小路等，另有一條季節(jié)性河流王引河由西北向東南徑流。對(duì)應(yīng)地表標(biāo)高為+31.5～+32.3m。預(yù)計(jì)工作面回采將進(jìn)一步加劇地表沉陷。

在掘進(jìn)成巷過程中，由于受Ⅱ627- 13(H=10m)斷層的影響，做斜風(fēng)巷盡可能地回收煤炭資源。在斜風(fēng)巷準(zhǔn)備48架支架，隨著回采工作面越來越長(zhǎng)，需要延運(yùn)輸機(jī)并把工作面支架與斜風(fēng)巷支架對(duì)接，確保綜采工作面的連續(xù)性，如圖1。

2 施工前準(zhǔn)備

(1)施工人員組織及培訓(xùn)。①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及設(shè)備安裝技術(shù)要求編制施工安全技術(shù)措施，并在工作面施工前完成審批工作。②在施工前，所有施工人員必須學(xué)習(xí)《Ⅱ627綜采工作面機(jī)尾段接架延車安全技術(shù)措施》，做到熟悉各項(xiàng)安全技術(shù)措施，掌握施工工序、安裝工藝。③參加施工的所有作業(yè)人員必須持證上崗。

(2)工作面延車前檢修班需將所有電纜(運(yùn)輸機(jī)兩根、轉(zhuǎn)載機(jī)兩根、破碎機(jī)一根、煤機(jī)一根共計(jì)6根)搗夠3.2m(在運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾處)。

圖1 綜采工作面示意圖

(3)檢修班提前準(zhǔn)備所需備件材料。

3 接架延車

3.1 對(duì)接前準(zhǔn)備工作

(1)對(duì)接前控制好工作面的偽傾斜防止上竄，保證上隅角寬度，確保有足夠的對(duì)接空間。

(2)工作面接架延車期間斜風(fēng)巷頂板及上幫嚴(yán)禁退錨。

(3)對(duì)接支架架前架襠內(nèi)浮煤清理干凈并加強(qiáng)巷道支護(hù)。

(4)接架前對(duì)待接支架進(jìn)行全面檢修，保證完好。

(5)待接支架放置于風(fēng)巷上幫，必須支撐有力，接實(shí)頂板。

(6)接架延車期間風(fēng)巷不退錨。

(7)技術(shù)員根據(jù)工作面風(fēng)巷側(cè)第一架支架位置放支架對(duì)接線并在頂板用白漆畫出。

3.2 施工方法

(1)隨著工作面的推進(jìn)，支架前移，待98架支架頂梁與99架支架頂梁對(duì)齊時(shí)停止拉架，開始用單體液壓支柱靠99架，直至與98架對(duì)接。若工作面支架與對(duì)接支架頂梁對(duì)齊時(shí)，煤機(jī)不能割通硐，必須人工炮采超前施工。

(2)待支架對(duì)接完畢后，開始延運(yùn)輸機(jī)，延車前工作面機(jī)尾段多割500mm，不抵車并支護(hù)好幫頂，留夠延運(yùn)輸機(jī)的空間。

(3)拉運(yùn)輸機(jī)尾前，90架至延長(zhǎng)段底板必須清理到矸石底板，并確保底板平整，然后用運(yùn)輸機(jī)鏈條配合10T的回頭滑子固定在下次接架的大立柱上，之后用JDHB-14慢速絞車與回頭滑子配合拉運(yùn)輸機(jī)尾，確保拉夠2節(jié)溜槽的空間，若拉不到位或者與工作面運(yùn)輸機(jī)中心線不一致，必須用單體支柱調(diào)整一致，見圖2和圖3。

圖2 拉運(yùn)輸機(jī)尾示意圖

圖3 拉運(yùn)輸機(jī)尾就位示意圖

(4)延車施工工藝：掐鏈→拉運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾至風(fēng)巷口→鋪設(shè)中部槽→穿底鏈→鋪設(shè)上鏈→運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾電機(jī)供電→運(yùn)輸機(jī)對(duì)接調(diào)試→安裝銷排→安裝電纜槽及夾板→電纜入槽。

(5)使用單體支柱配合就位時(shí)，單體支柱實(shí)行遠(yuǎn)程控制，距離不少于5m，并拴好防倒繩，防止單體支柱事故傷人。

(6)接架延車完畢后，將支架拉線調(diào)整，使支架、運(yùn)輸機(jī)平直。

(7)其余支架接架延車按上述方法依次進(jìn)行。

4 安全技術(shù)措施

4.1 絞車使用安全技術(shù)措施

(1)絞車安裝在頂板穩(wěn)定支架合適地點(diǎn)，采用地錨全長(zhǎng)錨固固定，壓戧柱牢靠，接實(shí)頂板，絞車安裝牢固。

(2)絞車?yán)K使用φ26mm，且完好，信號(hào)設(shè)施齊全。

(3)絞車司機(jī)持證上崗，按操作規(guī)程作業(yè)，注意力集中，確保開停及時(shí)。

(4)開車時(shí)，繩道嚴(yán)禁站人或有行人通過，專人站在安全地點(diǎn)觀察大件運(yùn)行情況，及時(shí)傳遞開、停車信號(hào)，及時(shí)調(diào)整大件運(yùn)行方向，防止大件碰撞支架及周圍設(shè)備。

(5)使用回頭滑子時(shí)，固定回頭滑子的支架必須升足勁，用大鏈纏繞在大立柱上必須使用配套螺栓和連接環(huán)接合牢固,并且掛輪時(shí)的繩道三角區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁站人。

(6)回柱絞車運(yùn)輸大件時(shí)，司機(jī)及觀察大件運(yùn)行人員必須站在有可靠防護(hù)的安全地點(diǎn)，絞車前方設(shè)護(hù)身柱并掛網(wǎng)。

4.2 絞車?yán)馨踩夹g(shù)措施

由于機(jī)尾最后一架液壓支架無法與運(yùn)輸機(jī)尾連接，需要用慢速絞車向前拉，見圖4。

圖4 支架就位示意圖

(1)拉移支架前，沿途要巡查一遍，把支架通道內(nèi)的雜物清理干凈。

(2)絞車牽引支架前必須仔細(xì)檢查連接是否牢固。

(3)拉移支架過程中，整個(gè)支架通道禁止有人，且應(yīng)安設(shè)警戒，嚴(yán)禁人員進(jìn)入。絞車司機(jī)在有護(hù)身柱和護(hù)身金屬網(wǎng)的安全地點(diǎn)操作絞車。

(4)每次拉移支架前，絞車司機(jī)都必須仔細(xì)檢查絞車基礎(chǔ)及地錨、護(hù)身柱、對(duì)輪銷、鋼絲繩及鉤頭的連接等是否牢固可靠，檢查絞車的安全制動(dòng)裝置及切眼運(yùn)輸路線是否符合要求，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，否則不準(zhǔn)拉架。

(5)拉移支架過程中，如發(fā)現(xiàn)歪架、刮棚、拉不動(dòng)及繩松等異常情況，應(yīng)及時(shí)停車處理，處理時(shí)絞車必須有專人切斷電源，以防誤動(dòng)作，并有區(qū)隊(duì)長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)指揮。

4.3 靠架安全技術(shù)措施

由于機(jī)尾最后一架支架頂梁與斜風(fēng)巷支架頂梁對(duì)齊后，兩架間距離較大，需要用單體靠架對(duì)接。

(1)操作前必須加固好斜風(fēng)巷原支架位置的頂板，并確保支柱強(qiáng)度、防倒可靠。

(2)收所靠支架的伸縮梁及護(hù)幫，確保支架的空間最小。

(4)片閥供液時(shí)緩慢供液，若支架歪斜時(shí)必須停止供液，重新固定單體支柱位置。

(5)至少3人配合作業(yè)，一人監(jiān)護(hù)，跟班人員及隊(duì)長(zhǎng)要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

(6)支架就位后，必須升足勁，伸出前梁，打好護(hù)幫板。

4.4 延運(yùn)輸機(jī)尾安全技術(shù)措施

(1)延車前，機(jī)尾8架多移500mm，并伸出支架伸縮梁，打好護(hù)幫板，斷面距≥340mm時(shí)應(yīng)超前管理，采用人工打穿插梁方法管理頂板。采用φ200mm×1 800mm的半圓木作插梁，配DWX- 35、31.5型單體支柱，每架二棚，棚距750mm；過頂采用φ200mm×1 800mm半園木或搪柴捆；煤幫采用1.2m雙搪柴間距500mm及雙大笆滿幫背幫，支柱初撐力≥90kN。

(2)延運(yùn)輸機(jī)前，首先停電、掛牌、閉鎖運(yùn)輸機(jī)開關(guān)。

(3)先將運(yùn)輸機(jī)溜槽及電纜槽等運(yùn)到外段切眼口，使用回柱絞車掛回頭滑拉到位，溜槽靠煤幫立放好，電纜槽放在支架底座上。

(4)使用回柱絞車將機(jī)尾及過渡槽拉到對(duì)接的支架前，再用絞車將偏轉(zhuǎn)槽拉至機(jī)尾過渡槽處。

(5)使用6分鋼絲繩配合繩卡卡緊底鏈條，穿溜槽，用回柱絞車?yán)B接底鏈的鋼絲繩以達(dá)到拉底鏈目的，最后將溜槽與偏轉(zhuǎn)槽及機(jī)尾對(duì)接，將底鏈拉出機(jī)尾后接上鏈，鏈條對(duì)接并緊鏈適宜，保證運(yùn)輸機(jī)鏈條松緊適當(dāng)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

研究組采用多排的CT螺旋機(jī)檢查，對(duì)于掃描范圍，將胸廓進(jìn)入，直到肺底部，再次進(jìn)行連續(xù)掃描[2]。用多排預(yù)設(shè)的螺旋掃描每圈四十毫安，即1.5螺距， 每圈0.75秒，非多排螺旋的預(yù)設(shè)掃描四十毫安，每圈三十毫米的床進(jìn)即(層距=層厚) ，每圈0.48秒，層厚重建為五毫米。在工作站顯示屏中，用縱隔窗以及肺窗對(duì)CT的圖像進(jìn)行觀察，對(duì)肺血管的支氣管及其正常的肺組織進(jìn)行縱隔解剖，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，對(duì)不安的患病的部分布形態(tài)、及其大小、病變的位置、密度等進(jìn)行觀察。

(6)電器設(shè)備拆除時(shí)，要掛停電牌，并安排專人看管。

(7)拆除的零部件全部回收以備安裝。

(8)設(shè)備拆除時(shí)嚴(yán)禁破壞性拆除，回收要安排專人清點(diǎn)，隨拆隨運(yùn)，小件交井下家具房并出票核對(duì)，嚴(yán)防丟失。

(9)延車應(yīng)按技術(shù)措施的要求及其施工工藝進(jìn)行。

(10)運(yùn)輸機(jī)延車要保證平直穩(wěn)，刮板均勻布置。

(11)延車后將運(yùn)輸機(jī)段電纜放入電纜槽托架內(nèi)。

(12)延車完畢后，將運(yùn)輸機(jī)找平找直，確保初級(jí)支架不掉斜。

4.5 大件起吊安全技術(shù)措施

(1)凡需起吊大件的地點(diǎn)，每次起吊前應(yīng)合理確定大件的起吊點(diǎn)，并視具體情況采用打點(diǎn)柱或挑棚等方式加強(qiáng)起吊點(diǎn)及周圍的棚子，待加固安全后方可起吊；起吊運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾大件必須架“井”型組合梁作為起吊棚起吊，起吊棚使用長(zhǎng)鋼梁或工字鋼配合單體一梁四柱架設(shè)。

(2)起吊梁必須采用一梁三柱進(jìn)行加固，單體初撐力不低于90kN，確保起吊棚牢固。

(3)起吊時(shí)必須掛牢、掛穩(wěn)物件，起吊固定繩必須位于起吊物正上方，先試吊，經(jīng)確認(rèn)無誤后，方可正式起吊。

(4)用長(zhǎng)釬子輔助支撐起吊物，嚴(yán)禁用手托或用腳蹬。

(5)先用手拉緊起吊繩，然后逐漸纏緊起吊繩。

(6)起吊大件時(shí)，必須安排一名有經(jīng)驗(yàn)的人員專門看護(hù)起吊物、起吊棚，認(rèn)真觀察頂板變化情況。

(7)起吊大件時(shí)，人員必須站在起吊地點(diǎn)的斜上方，嚴(yán)禁站在大件下方，無關(guān)人員嚴(yán)禁在起吊點(diǎn)5m以內(nèi)停留或通行，操作人員應(yīng)集中注意力操作，嚴(yán)防甩鉤傷人。起吊過程中，操作人員與大件保持一定距離，操作人員應(yīng)遠(yuǎn)離大件波及地點(diǎn)，嚴(yán)禁將身體任何部位伸入大件下方，站在起吊大件斜上方支護(hù)安全地點(diǎn)起吊，嚴(yán)禁站在起吊棚以下起吊及做與起吊無關(guān)的工作。

(8)工作面檢修更換物件時(shí)，嚴(yán)禁單人作業(yè)施工。

(9)使用手拉葫蘆起吊運(yùn)輸機(jī)、支架等設(shè)備大件時(shí)，使用5t的手拉葫蘆，超過5t設(shè)備必須根據(jù)設(shè)備重量使用多臺(tái)手拉葫蘆配合起吊。

(10)所使用手拉葫蘆必須完好，每次起吊前應(yīng)仔細(xì)檢查手拉葫蘆是否有故障，嚴(yán)禁使用不完好手拉葫蘆起吊大件。

(11)起吊繩環(huán)使用φ15.5mm以上鋼絲繩做成，插接不低于21扣，雙頭雙股連接，或使用運(yùn)輸機(jī)鏈條起吊，每次起吊前應(yīng)仔細(xì)檢查繩頭是否有斷絲、斷股等現(xiàn)象，鏈條是否有損傷，如有上述情況之一都禁止使用。

(12)使用鏈條捆綁大件起吊時(shí)，鏈條的挽繩處要用配套螺絲緊合。

(13)手拉葫蘆起吊重物時(shí)，要雙手均勻用力拉小鏈，不得過快過猛，起吊重物懸空停留時(shí)，要將手拉小鏈栓牢在大鏈上。

(14)起吊地點(diǎn)應(yīng)保證支護(hù)完好，退路暢通，無安全隱患。

(15)起吊工具額定起重量必須大于大件重量，起吊過程中大件別卡時(shí)不要強(qiáng)拉，要采取措施處理好后再起吊。

(16)起吊工具可采用錨桿、錨索、梁進(jìn)行固定，強(qiáng)度必須與額定起重量相匹配。

采用起吊梁固定的，挖梁窩固定時(shí)梁端深入巷幫有效長(zhǎng)度不低于500mm，并進(jìn)行澆注；支護(hù)棚梁作起吊梁時(shí)，必須對(duì)棚梁采取加固措施。

(17)設(shè)備大件起吊前應(yīng)在距起吊地點(diǎn)一定距離處設(shè)置警戒牌，并明確標(biāo)識(shí)。起吊作業(yè)前，除操作人員外的其他人員必須撤至警戒范圍以外。平巷起吊時(shí)，起吊點(diǎn)前后警戒距離不小于10m。

(18)起吊前必須仔細(xì)檢查起吊工具及固定設(shè)施的完好狀況，如有失效嚴(yán)禁起吊。

(19)設(shè)備大件起吊時(shí)，捆綁必須牢固可靠，嚴(yán)禁使用鐵絲捆綁設(shè)備大件。

(20)設(shè)備大件起吊時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)站在安全地點(diǎn)進(jìn)行操作。

(21)設(shè)備大件起吊操作應(yīng)遵守下列規(guī)定。①起吊前應(yīng)先試吊，試吊高度為100～200mm。②設(shè)備大件應(yīng)垂直起吊，嚴(yán)禁斜拉、斜吊。③設(shè)備大件起吊應(yīng)連續(xù)作業(yè)。④嚴(yán)禁使用人體重量來平衡被吊設(shè)備大件。嚴(yán)禁操作人員站在被吊設(shè)備大件上起吊。嚴(yán)禁用手直接校正已漲緊的起吊工具。⑤采用手拉葫蘆起吊設(shè)備大件時(shí)，拉小鏈應(yīng)雙手均勻用力，不得過快過猛，起吊設(shè)備大件懸空停留時(shí)，應(yīng)將手拉葫蘆的小鏈固定在大鏈上。⑥采用風(fēng)動(dòng)葫蘆及液壓馬達(dá)起吊時(shí)，壓風(fēng)及供液壓力應(yīng)滿足起吊工具額定壓力要求。⑦采用回柱絞車起吊時(shí)，必須保證鋼絲繩處于拉緊狀態(tài)，平穩(wěn)起吊，嚴(yán)禁強(qiáng)拉強(qiáng)拽。

4.6 煤幫人工超前安全技術(shù)措施

(1)采取放震動(dòng)炮配合人工鎬刨超前施工。

(2)每次開工前和各工序作業(yè)前，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，敲幫問頂工作要貫穿于作業(yè)全過程，特別是各工序前要進(jìn)行細(xì)致的敲幫問頂工作，及時(shí)處理危巖活石。對(duì)工作區(qū)域安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)安全后方可作業(yè)。

(3)準(zhǔn)備好所需單體液壓支柱、塘柴、小笆、大笆、半圓木等應(yīng)用物料和工具。

(4)準(zhǔn)備好風(fēng)鎬和風(fēng)帶、撬棍。

(5)每次開工前要認(rèn)真檢查施工地點(diǎn)及附近20m范圍內(nèi)的瓦斯情況，只有瓦斯?jié)舛仍?.8%以下時(shí)方可施工。

(6)開工前必須將附近的電纜、風(fēng)水管路等進(jìn)行有效保護(hù)，防止挑頂時(shí)被破壞。

(7)機(jī)尾人工超前寬度以不影響支架對(duì)接為原則，支護(hù)采用支架、單體配合半圓木支護(hù)，并采用塘柴配合大小笆片將頂幫過嚴(yán)背實(shí)，棚距為750mm，且單體活柱伸出量不小于200mm，初撐力不小于90kN，并有可靠的防倒措施。

(8)超前結(jié)束后，必須將作業(yè)地點(diǎn)余煤及雜物清理干凈，用大笆將煤壁自上而下背嚴(yán)，防止煤壁片幫。貼幫支柱要緊貼煤壁支設(shè)。

(9)支柱要成排對(duì)齊，防倒繩齊全、完好、牢固，三用閥要平行于人行道。

5 驗(yàn)算

5.1 φ30mm×108mm鏈條驗(yàn)算

起吊大件重量按5t計(jì)算，F(xiàn)max=49kN(單股)；φ30mm×108mm級(jí)性能鏈條最小破斷力：Qp=1 130kN。安全系數(shù)Ma=Qp/Fmax=1 130/49=8.4>6.5，所以該鏈條滿足要求。

5.2 絞車布置及校驗(yàn)

運(yùn)輸機(jī)伸縮機(jī)尾重量9 860kg，動(dòng)力部件6 180kg，共計(jì)16 040kg。

外段切眼上口靠風(fēng)巷上幫安裝JDHB- 14/1.7型回柱絞車1臺(tái)，鋼絲繩選用φ26mm。牽引最重物體重量17t，繩長(zhǎng)70m，最大傾角β=6°，沿底板牽引。

絞車提升能力校核。①根據(jù)絞車使用說明書，可知JDHB- 14/1.7型回柱絞車技術(shù)參數(shù)為：電機(jī)功率22kW；絞車平均繩速0.13m/s；絞車容繩量180m；絞車平均靜拉力140kN。②斜長(zhǎng)70m、坡度6°。③選用鋼絲繩直徑26mm，鋼絲繩破斷力總和為473kN。④根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第400條規(guī)定：?jiǎn)卫K纏繞式絞車提升裝置鋼絲繩安全系數(shù)的最小值6.5。⑤JDHB- 14/1.7型回柱絞車?yán)蠹?yàn)算。絞車?yán)蠹膶?shí)際牽引力：

Fmax=Mg(sinβ+ω1cosβ)+gMpLp(sinβ+ω′kcosβ)

=60 315.5N<140kN

式中：Fmax——絞車需要的實(shí)際牽引力，kN；

M——絞車所拉大件重量，17 000kg；

g——重力加速度，9.8m/s2；

ω1——大件沿底板運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.25；

Mp——鋼絲繩的每米質(zhì)量，2.54kg/m；

Lp——鋼絲繩沿軌道全長(zhǎng)，70m；

β——巷道線路傾角，6°；

ω′k——鋼絲繩移動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)，為0.3。

鋼絲繩的安全系數(shù)校核：

Ma=Qp/Fmax=473÷60.315 5=7.8>6.5

式中：Ma——鋼絲繩安全系數(shù)。

由以上計(jì)算可知鋼絲繩在破斷力總和上符合《煤礦安全規(guī)程》第400條規(guī)定的要求。

根據(jù)以上驗(yàn)算可知，斜巷坡度為6°、斜長(zhǎng)70m時(shí)，JDHB- 14/1.7型回柱絞車滿足拉大件的要求。

6 結(jié)語

梯形綜采工作面能否順利安全回采，關(guān)鍵在于運(yùn)輸機(jī)尾能否安全順利拉移夠延車位置、支架就位的安全措施，只有處理好上述兩大因素，才能實(shí)現(xiàn)順利安全生產(chǎn)。

Conveyor and support advancing technique during mining on trapezoidal fully mechanized working face

In modern coal mining the working face becomes longer in order to recover more resource under complicated geological condition. So it needs to extend the conveyor and support, which can ensure the continuous production of working face.

trapezoidal fully mechanized working face; conveyor advancing; butt joint support

TD822+.1

B

2017-05-16

郭曉亮(1982 -)，男，安徽淮北人，工程師，主要從事礦井地質(zhì)資源開發(fā)與管理技術(shù)工作。