大采高工作面邊掘邊安工藝與措施

崔世林

（淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 唐口煤業(yè)有限公司，山東 濟(jì)寧 272100）

邊掘邊安是在工作面切眼掘進(jìn)的同時(shí)，對(duì)工作面液壓支架進(jìn)行安裝的一種工藝方式。該技術(shù)的應(yīng)用，可有效解決工作面準(zhǔn)備周期長(zhǎng)的瓶頸。

1 工作面基本情況

1.1 工作面概況

唐口煤礦5305工作面位于南部回風(fēng)大巷西北側(cè)，東北7m、157m為5304工作面采空區(qū)，西、南部為未開拓的實(shí)炭區(qū)。本工作面3上煤層沉積較穩(wěn)定，全部可采，厚度在1.7～5.6m之間，平均厚4.5m?；卷敒榧?xì)砂巖屬穩(wěn)定頂板，厚度平均8.5m；直接頂為泥巖屬不穩(wěn)定頂板，厚度平均2.44m。直接底為泥巖屬不穩(wěn)定底板，厚度平均3.0m；基本底為粉砂巖屬穩(wěn)定底板，厚度平均6.13m。工作面凈面長(zhǎng)260m，切眼軌道順槽側(cè)高，皮帶順槽側(cè)低，坡度為5°，工作面可采走向長(zhǎng)度1694m。

1.2 回采設(shè)備

本工作面采用大采高綜合機(jī)械化回采工藝，采用MG750/1800-WD型采煤機(jī)落煤，ZY10000/26/55型液壓支架支撐頂板，運(yùn)煤采用SGZ1000/2000型刮板輸送機(jī)。

1.3 掘進(jìn)設(shè)備

工作面皮帶順槽使用1部GPJ-800型皮帶機(jī)運(yùn)輸，工作面切眼刷寬使用1臺(tái)EBZ200A型綜掘機(jī)截割迎頭和1部GPJ-800型皮帶機(jī)運(yùn)輸。

2 施工方案

工作面切眼先從皮帶順槽側(cè)導(dǎo)硐施工面后，退機(jī)再?gòu)钠ы槻蹅?cè)刷寬面前，切眼刷寬段使用兩路單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)，刷寬長(zhǎng)度40m后，從軌道順槽運(yùn)輸支架至切眼安裝，回撤的單體液壓支護(hù)隨向前支護(hù)控制頂板。

綜掘機(jī)截割迎頭與切眼支架安裝施工平行作業(yè)，刷寬迎頭位置超前支架安裝位置不小于40m，保證支架卸車、調(diào)整期間不影響綜掘機(jī)截割。

掘進(jìn)與支架安裝各環(huán)節(jié)確定后，公司成立安裝領(lǐng)導(dǎo)小組，組織各環(huán)節(jié)責(zé)任人，針對(duì)現(xiàn)有條件分析、排查掘進(jìn)及安裝環(huán)節(jié)上的隱患、風(fēng)險(xiǎn)及可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并制定相應(yīng)安全技術(shù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。

3 掘進(jìn)施工

3.1 掘進(jìn)支護(hù)

刷大施工不具備前探梁使用條件時(shí)，采用小頭直徑不小于180mm、高度與巷道高度相適應(yīng)的優(yōu)質(zhì)圓木柱臨時(shí)支護(hù)。具備前探梁使用條件時(shí)，采用吊掛前探梁作為臨時(shí)支護(hù)，前探梁采用4（5）條長(zhǎng)4.6m、Φ83×5mm鋼管按錨桿間排距均勻懸吊于巷道頂部錨桿上，每條前探梁用3個(gè)懸吊點(diǎn)。

單體液壓支柱采用DW45-22/110XL懸浮式單體液壓支柱配合HDJB-800型鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)，單體液壓支柱支設(shè)必須穿鞋，柱鞋規(guī)格為Φ400mm的鐵鞋，支設(shè)2排；單體液壓支柱按柱間距0.8m，柱排距2.0m、3.0m支設(shè)。導(dǎo)硐斷面內(nèi)支設(shè)單體液壓支柱超前刷大迎頭不小于10m；刷大斷面單體液壓支柱緊跟帶式輸送機(jī)機(jī)尾，距刷大迎頭最大拖后距離不得超過(guò)20m。切眼導(dǎo)硐施工完畢后支設(shè)第一排單體液壓支柱。由于刷大斷面跨度大，第2排單體液壓支柱緊跟帶式輸送機(jī)機(jī)尾拖后迎頭距離較遠(yuǎn)；在帶式輸送機(jī)機(jī)尾距迎頭段支設(shè)臨時(shí)單體液壓支柱，臨時(shí)單體液壓支柱按柱間距1m、柱排距1.8m（即臨時(shí)單體液壓支柱距第1排單體液壓支柱1.8m）超前迎頭10m支設(shè)。待緊跟帶式輸送機(jī)機(jī)尾支設(shè)的單體液壓支柱與臨時(shí)支設(shè)單體液壓支柱重疊時(shí)，將臨時(shí)單體液壓支柱回撤，回柱時(shí)嚴(yán)格按照“先支后回”的方法施工。

3.2 開寬前15m段

采用鉆爆法施工，正臺(tái)階分層掘進(jìn)，上分層2.6m，下分層1.2m；上下分層拖距不大于5m。施工中，每循環(huán)錨桿打設(shè)前，及時(shí)掛設(shè)超前鋼編網(wǎng)并用鐵絲綁扎牢固垂于迎頭煤壁或吊掛至巷道頂板。

3.3 開寬 15m～40m 段

采用EBZ200A綜掘機(jī)配合GPJ-800mm帶式輸送機(jī)按照1-1斷面施工。綜掘機(jī)刷大施工嚴(yán)格執(zhí)行一掘一錨，每開夠一個(gè)循環(huán)要及時(shí)打設(shè)錨桿錨索，開幫循環(huán)進(jìn)尺1.2m。嚴(yán)禁一次大面積開幫，夠錨桿（錨索）排距及時(shí)打設(shè)錨桿（錨索），夠柱距及時(shí)打設(shè)單體液壓支柱。該段單體液壓支柱按正常方式支設(shè)。

3.4 開寬40m～260m段施工方法

開寬40m后，開始進(jìn)行支架安裝作業(yè)。為保證開寬與安裝相互配合，該段施工期間，將支架安裝范圍內(nèi)的支柱進(jìn)行回撤，回撤單體液壓支柱寬度不超7.0m，并執(zhí)行隨調(diào)隨撤方法，嚴(yán)禁一次性將調(diào)整支架范圍內(nèi)的單體液壓支柱全部撤回。

4 設(shè)備安裝

4.1 安裝空間尺寸及支護(hù)

根據(jù)ZY10000/26/55型液壓支架的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸，工作面刷寬段安裝空間尺寸為：凈長(zhǎng)30m，凈寬8600mm、凈高3800mm，采用錨網(wǎng)索支護(hù)。切眼未刷寬區(qū)間凈寬3200mm、凈高3800mm，使用2路單體液壓支柱配合鉸接頂梁加強(qiáng)支護(hù)，支護(hù)距煤壁1.3m，支護(hù)長(zhǎng)度10m；綜掘機(jī)迎頭前后10m面后側(cè)，使用鋼編網(wǎng)自上而下護(hù)住綜掘機(jī)截割范圍，割落煤炭不撒入面后，影響軌道運(yùn)輸。順切眼導(dǎo)硐中心線布置38kg/m軌道。切眼如圖1所示。

圖1 切眼刷寬示意圖 （單位：mm）

4.2 支架安裝絞車型號(hào)及作用

為實(shí)現(xiàn)邊掘邊安，在切眼共安裝4部絞車，其絞車安裝布置如圖2所示。

絞車A、C、D型號(hào)均為JDHB-30/3.5型回柱絞車，B絞車型號(hào)為JDHB-20型回柱絞車，其中A絞車安裝在切眼軌道順槽側(cè)絞車硐室內(nèi)，用于切眼運(yùn)輸支架。B絞車安裝在軌道順槽迎頭絞車硐室內(nèi)，用于尾輪車場(chǎng)至切眼門口段運(yùn)輸支架。C絞車安裝在切眼中部絞車硐室內(nèi)并隨著支架安裝向軌道順槽側(cè)遷移，用于切眼拖拉調(diào)架鋼板和調(diào)整支架。D絞車安裝在切眼皮帶順槽側(cè)絞車硐室內(nèi)，用于切眼支架運(yùn)輸和調(diào)整支架。

圖2 絞車布置示意圖

4.3 支架安裝工藝與措施

4.3.1 支架安裝定位

為保證支架安裝位置定準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)頭4個(gè)中間支架前后煤壁標(biāo)示安裝中心距，從5#支架開始每10架液壓支架在前后煤壁標(biāo)示控制線，控制支架安裝。端頭支架布置在皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)中心線上，第一個(gè)中間支架與皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)中心距2250mm，第二個(gè)中間支架與第一個(gè)中間支架、第三個(gè)中間支架與第二個(gè)中間支架中心距1800mm，第四個(gè)中間支架與第三個(gè)中間支架中心距1775mm，其他中間支架中心距1750mm，工作面前部輸送機(jī)溜槽長(zhǎng)度1750mm，采用啞鈴連接，考慮輸送機(jī)使用的溜槽為舊溜槽，溜槽對(duì)接后存在間隙，間隙平均15mm，保證支架推移桿能夠與輸送機(jī)正確連接，采取在工作面前后煤壁每10個(gè)支架掛設(shè)1組控制線，預(yù)留出輸送機(jī)溜槽的對(duì)接間隙。支架安裝定位如圖3所示。

圖3 支架安裝定位示意圖

4.3.2 支架安裝順序

工作面液壓支架依次按照下述順序安裝：端頭支架(1架)→中間支架(150架)。

4.4 端頭支架安裝工藝

端頭支架使用A、D絞車配合按照掩護(hù)梁、底座、頂梁及其附屬部件順序依次運(yùn)輸?shù)轿唬考臀缓?，按照先底座?duì)齊皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)中心線，使用手拉葫蘆拖拉就位，再依次組裝掩護(hù)梁、頂梁(平衡千斤頂)、與轉(zhuǎn)載機(jī)拉移座使用魚口和Φ34×126鏈條連接，最后升起支架，支撐頂板。

4.5 中部支架安裝工藝

支架采用后退式安裝法，嚴(yán)格按定位線進(jìn)行安裝。

4.5.1 支架卸車

支架安裝前，把調(diào)架用的鋼板(長(zhǎng)×寬=4.2m×2.2m)運(yùn)到支架安裝位置。B絞車運(yùn)輸支架車至切眼門口，再使用A、D絞車運(yùn)輸支架車至卸車位置，拆卸4個(gè)固定支架螺栓。發(fā)信號(hào)啟動(dòng)A絞車下放支架車至軌道末端，支架車受重力作用，前側(cè)輪對(duì)掉轍，支架滑向鋼板。

4.5.2 支架調(diào)整

使用絞車在鋼板上牽引支架進(jìn)行調(diào)架。發(fā)信號(hào)啟動(dòng)D絞車?yán)浦Ъ?使用葫蘆鏈連接支架與鋼板)與已安支架間距1m后停止，拆除支架與鋼板連接；使用Φ28mm繩套繞過(guò)支架右立柱下端并使用卸扣連接D絞車滑頭，發(fā)信號(hào)啟動(dòng)D絞車將支架向皮帶順槽側(cè)逐步拉移(在將支架調(diào)整到距離新安支架1m間距時(shí)將主進(jìn)主回及噴霧管路連接到位)，直至支架與切眼煤壁垂直；新安支架與前一支架間距大時(shí)，使用單體液壓支柱將支架向皮帶順槽側(cè)調(diào)整，直至調(diào)整到位。支架調(diào)至所需安裝位置后，借助C絞車將鋼板拖至下一個(gè)支架安裝位置。

4.5.3 安裝收尾

完善支架管路，抽出側(cè)護(hù)板、插板定位銷，操縱閥升起支架支撐好頂板（必須達(dá)到初撐力25.2MPa）。支好調(diào)架空頂處單體液壓支柱控制好頂板，安裝支架回撤的支護(hù)材料向外支設(shè)控制刷寬段頂板，保證支護(hù)長(zhǎng)度40m。

4.6 綜掘機(jī)截割完成回撤

綜掘機(jī)面前刷寬截割完成，將橋式皮帶機(jī)、綜掘機(jī)在切眼軌順側(cè)解體、裝車外運(yùn)。

4.7 前部輸送機(jī)安裝

支架安裝完成，面前鋪設(shè)軌道，從皮帶順槽側(cè)向軌道順槽側(cè)，按照機(jī)頭、過(guò)渡槽、右邊線調(diào)高槽、中部槽、左變線調(diào)高槽、機(jī)尾的順序，組裝輸送機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

5305工作面支架采用邊掘邊安施工方法提前投產(chǎn)將近15d，改變了以往切眼掘進(jìn)完成才能安裝的被動(dòng)局面，為下步公司其他工作面安裝提供了寶貴技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。