大采高綜采工作面快速安裝工藝研究

李國友

（中煤新集能源股份有限公司 板集煤礦，安徽 利辛 236744）

1 概況

（1）工作面情況。中煤阜陽礦業(yè)有限公司設計年產(chǎn)量5Mt，該礦121304工作面切眼位于西翼13-1采區(qū)內(nèi)，采用綜放工藝，回采的13-1煤層直接頂主要為泥巖層和細砂巖層，泥巖層裂隙發(fā)育，局部較松軟，煤層厚約4.5m，煤層傾角3～10°，此工作面為刀把工作面。工作面設備明細見表1。

（2）巷道及切眼布置。121304工作面風巷長972m（里切眼中到停采線），機巷長937m（里切眼中到停采線），切眼長度為兩巷中對中350m，里切眼254m，外切眼96m，兩切眼聯(lián)巷281m，切眼最大坡度11°，最小坡度6°。風機巷均錨網(wǎng)索聯(lián)合支護。

工作面安裝ZZ13000/27/60D型號的支架需要切眼凈寬9.5 m（設計切眼掘進寬度5.0m，刷擴寬度4.5m），凈高4.8m，斷面45.6m2，如此大的斷面對于支護來說是非常困難的，特別是阜陽礦業(yè)有限公司屬于千米深井開采，地壓大，大斷面巷道施工將是需要首要解決的難題。

2 工作面切眼刷擴技術

經(jīng)研究，采取合理的支護方式，同時進行切眼刷擴與綜采設備安裝工作，不但保證了安裝工期與施工進度，而且解決了支護困難問題。先使用綜掘機在切眼進行刷擴，刷擴到40m時開始安裝支架。

（1）出貨系統(tǒng)選擇。刷擴過程中需要將綜掘機刷擴煤運出工作面，同時工作面里面出貨系統(tǒng)還不能影響工作面支架、運輸機的安裝。根據(jù)現(xiàn)場實踐，工作面刷擴出貨采用40T鏈板機在刷擴后30m范圍內(nèi)將運輸機適當向煤壁側(cè)彎曲，彎曲后切眼空間能夠滿足安裝支架和運輸機的需要。鏈板機及運輸機安裝示意見圖1。

（2）刷擴期間支護。工作面刷擴采用錨網(wǎng)索+M鋼帶聯(lián)合支護方式，即采用錨桿、錨網(wǎng)、鋼帶、錨索+M型鋼帶（縱向鋪設）支護方式，錨網(wǎng)采用單層網(wǎng)。幫部采用錨桿支護，頂板采用錨索支護。根據(jù)實踐經(jīng)驗，工作面刷擴期間刷擴迎頭距離安裝支架之間距離控制在30～40m之間，刷擴與安裝支架之間不會相互影響，同時30～40m距離可以保證40T鏈板機能夠在設備彎曲程度范圍內(nèi)向煤壁側(cè)挪移。由于切眼刷擴后斷面較大，在安裝支架與刷擴迎頭支架打設一個木垛支護頂板。

圖1 工作面出貨系統(tǒng)布置圖

3 支架運輸

3.1 運輸設備的選擇

采用單軌吊運輸方式運輸支架。

3.2 巷道高度的確定

為便于支架安裝時的頂板控制，同時方便在切眼的單軌吊運輸支架，設計切眼掘進寬度5.0m，刷擴寬度4.5m，切眼高度的確定參照如下公式：

H=（L+S）×γ=（2.8+1.4）×1.2=5.0m

其中：

H-末采采高及撤架通道高度，m；

L-支架最低高度，取2.8m（端頭支架）；

S-單軌吊高度，取1.4m；

γ-安全系數(shù)，取1.2。

經(jīng)計算，設計切眼高度不低于5.0m。

3.3 單軌吊參數(shù)及校核

運輸解體支架采用八驅(qū)單軌吊，運輸整體支架采用十驅(qū)單軌吊，單軌吊參數(shù)見表2，工作面設備解體后重量明細見表3。經(jīng)驗算，單軌吊機車牽引力、單軌吊軌道承載能力與單軌吊連接件承載能力均滿足需要。

表2 單軌吊參數(shù)表

表3 綜采設備分解后重量明細

4 支架組裝

傳統(tǒng)的支架組裝工藝采用風動葫蘆組裝，操作繁雜，且不能充分利用解體間車場。采用液壓支架組裝裝置簡化的解體工藝。液壓支架組裝裝置為框架結(jié)構(gòu)（見圖2），由底座、支撐缸、支撐缸套筒、跑車架、跑車構(gòu)成。跑車架由四根橫梁、四組支撐缸套筒通過銷軸、小斜拉撐連接而成。支撐缸活柱插入支撐缸套筒，外缸坐入底座，并通過兩邊的大斜拉撐形成整體框架。

圖2 液壓支架組裝裝置示意圖

跑車為兩半結(jié)構(gòu)，通過四塊連接板、若干螺栓、螺母連成整體，跑車含四件行走輪，整體坐于跑車架上方，通過兩根控制油缸實現(xiàn)跑車的左右移動。跑車上含四組上層控制油缸，兩組下層控制油缸及六組固定鏈輪座。其中上層控制油缸由兩根ZZ7600伸縮千斤頂改制后串聯(lián)而成，由其驅(qū)動鏈輪（其中鏈輪軸兩端安裝有自潤滑軸套）在預定軌道中行走，以控制起吊鏈的升降。下層控制油缸（對應軌道上安裝有自潤滑滑板）也是由一根ZZ7600伸縮千斤頂改制而成，該油缸的作用是調(diào)節(jié)兩組起吊鏈之間的距離，以適應不同的起吊要求。每組固定鏈輪座分別對應不同的起吊鏈位置，可根據(jù)實際使用情況進行選擇。支撐缸由ZZ9200立柱改制而成，二級行程作廢，即活柱伸出來后將不能收回。

4.1 流水線組裝支架

由于組裝支架工序繁瑣，需要將組裝支架工序分解形成流水線作業(yè)。

由于安裝支架四個立柱所需要的高度不高，在組裝間車場位置的高度足夠組裝四個立柱高度，因此在吊裝硐室前大約10m位置組裝四個立柱，采用兩個10T的風動葫蘆組裝四個立柱，然后利用車場的小8T絞車導入吊裝間支架起組裝置下方，再利用支架起組裝置組裝支架。

4.2 使用液壓支架組裝裝置組裝支架

采用液壓支架組裝裝置能夠充分利用組裝間地軌主道、副道，將底座放在主道上，需要組裝的尾梁、前梁等放在副道上，通過支架組裝裝置將立柱、尾梁、前梁按照組裝先后順序吊到底座上組裝，避免了使用風動葫蘆反復使用慢絞倒車的現(xiàn)象，提高了組裝效率。

4.3 支架組裝工序

組裝前準備（檢查設備完好情況、準備專用工具等）→在吊裝硐室前使用風動葫蘆將四個立柱組裝→將組裝好立柱的支架底座平板車用小8T絞車導入吊裝間支架組裝裝置下方→操作控制閥將放在副道上的支架尾梁和頂梁吊到主道上組裝→組裝各種支架管路→使用小8T絞車導入單軌吊起吊平臺。支架組裝流程示意見圖3。

圖3 支架組裝流程示意圖

5 結(jié)語

121304綜采工作面采用切眼刷擴與設備安裝同步化、單軌吊運輸支架、流水線組裝支架、使用支架組裝裝置組裝支架，提高了勞動效率，使得千米深井大采高工作面設備快速安裝得以實現(xiàn)。