王莊煤礦超大型工作面設(shè)備安裝相關(guān)問(wèn)題探討

楊 陽(yáng)

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦，山西 長(zhǎng)治 046031)

王莊煤礦是潞安環(huán)能股份公司下屬的一座特大型現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井，是山西省第一家通過(guò)國(guó)家一級(jí)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收礦井。近年來(lái)，隨著采煤活動(dòng)的不斷進(jìn)行，采煤重心逐步向+540 m水平延伸。為了提升煤炭開(kāi)采效率和煤炭資源回收率，極大發(fā)揮機(jī)械化優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)礦井的增產(chǎn)增效，超大型工作面的布置成為王莊煤礦的發(fā)展方向。綜采工作面設(shè)備安裝質(zhì)量是工作面回采能力的體現(xiàn)，直接關(guān)系到煤礦的安全管理和經(jīng)濟(jì)效益。8110工作面作為王莊煤礦乃至潞安集團(tuán)首個(gè)超大型工作面，煤炭?jī)?chǔ)量達(dá)到1 200萬(wàn)t，是王莊礦未來(lái)2～3 a生產(chǎn)銜接的有效保證，如何保證8110工作面高標(biāo)準(zhǔn)、高效率地完成綜采設(shè)備的安裝工作，直接關(guān)系到王莊煤礦的發(fā)展。

1 工作面概況

8110工作面位于王莊井田81采區(qū)，該工作面開(kāi)采賦存二疊系山西組3號(hào)煤層，煤層底板標(biāo)高+377～+522 m，平均煤厚6.5 m，煤層傾角1～11°。該工作面為潞安礦區(qū)首個(gè)超長(zhǎng)工作面，工作面運(yùn)巷長(zhǎng)度為3 650 m，風(fēng)巷長(zhǎng)度為3 580 m，切眼長(zhǎng)度340 m，可采儲(chǔ)量約1 060萬(wàn)t，決定著王莊煤礦未來(lái)2～3 a的生產(chǎn)銜接。該工作面整體為一個(gè)由東向西傾斜的單斜構(gòu)造，局部有起伏，屬于高瓦斯工作面，瓦斯含量7.34～4.4 m3/t，主要充水源為3號(hào)煤層上部頂板含水層和K8、K10號(hào)砂巖含水層，正常涌水量為25～30 m3/h，最大涌水量為50 m3/h，除此之外，該工作面東為水庫(kù)禁采區(qū)，回采前應(yīng)進(jìn)行頂板水探放。巷道頂板采用樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固HRB335高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿及錨索加強(qiáng)支護(hù)，鋪設(shè)金屬網(wǎng)、雙抗網(wǎng)和鋼筋梯子梁。工作面采用傾斜長(zhǎng)壁、后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。

2 工作面主要設(shè)備安裝及布置

工作面主要安裝設(shè)備包括采煤機(jī)、液壓支架、排頭(尾)架、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、膠帶輸送機(jī)、乳化和噴霧泵等，見(jiàn)表1。為了確保設(shè)備安裝的質(zhì)量，必須遵循相關(guān)的安裝標(biāo)準(zhǔn)及要求。

1) 液壓支架安裝整齊，50 m拉線(xiàn)其偏差不得超過(guò)±50 mm；安裝架間隙不大于100 mm，切眼支架要有效接頂，支架逼幫必須及時(shí)打出逼幫板，支架管路安裝符合要求，不得出現(xiàn)液壓管路受力或者過(guò)長(zhǎng)現(xiàn)象。

2) 刮板輸送機(jī)搭接合理，與采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)閉鎖，機(jī)頭傳動(dòng)平穩(wěn)。

3) 轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)與膠帶機(jī)尾硬架搭接有效長(zhǎng)度≥12 m。

4) 膠帶輸送機(jī)機(jī)頭、尾及中間部分鋪平隨直，所有緊固件必須齊全緊固、不得有任何松動(dòng)現(xiàn)象，漲緊車(chē)鋼絲繩繩徑不小于22 mm，安裝膠帶機(jī)要與上位膠帶聯(lián)鎖。各滾筒中心線(xiàn)與膠帶中心線(xiàn)的垂直公差≤1/1 000，傳動(dòng)滾筒中心線(xiàn)與減速器輸出軸中心線(xiàn)的同軸度公差≤0.1 mm，驅(qū)動(dòng)裝置各滾筒中心線(xiàn)與膠帶機(jī)中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)度≤1/500，機(jī)架兩側(cè)槽面高低差≤1.5 m，膠帶接頭連接效率≥85%，清帶器與膠帶接觸面積≥85%。

5) 安裝人員必須熟悉所安設(shè)備的說(shuō)明書(shū)、圖紙及技術(shù)參數(shù)，掌握所安設(shè)備的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，特別是連接和傳動(dòng)部位的標(biāo)準(zhǔn)和要求，知道設(shè)備的重量、尺寸等關(guān)鍵參數(shù)。

表1 8110工作面主要設(shè)備統(tǒng)計(jì)

3 工作面設(shè)備安裝相關(guān)問(wèn)題解決

8110工作面作為潞安首個(gè)超大型工作面，由于巷道長(zhǎng)度長(zhǎng)、地質(zhì)條件復(fù)雜、瓦斯含量高、初次使用單軌吊設(shè)備運(yùn)輸?shù)龋瑸榱颂嵘O(shè)備運(yùn)輸和安裝的安全系數(shù)，確保工作面的順利安裝，用標(biāo)準(zhǔn)化要求完成綜采工作面，必須對(duì)設(shè)備運(yùn)輸和安裝整個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解決。

1) 設(shè)備安裝前的超前支護(hù)和頂板管理。對(duì)切眼及巷道內(nèi)頂板、煤墻狀況及起吊點(diǎn)周?chē)捻敯迩闆r認(rèn)真檢查，要特別加強(qiáng)頂板觀(guān)察，以便采取相應(yīng)措施維護(hù)頂板。分別在運(yùn)巷和風(fēng)巷打設(shè)超前棚對(duì)頂部進(jìn)行支護(hù)，確保初采前對(duì)頂部的有效維護(hù)，對(duì)排頭架幫及前煤墻往外至少30 m的頂板進(jìn)行超前維護(hù)，采用大板下架π型鋼抬棚方式進(jìn)行支護(hù)，見(jiàn)圖1。材料規(guī)格為：大板長(zhǎng)4.8 m，大頭為D190～215 mm，小頭為D190±10 mm，大頭剖面高度為150～170 mm；小頭剖面高度為150～160 mm，加工方式為一面平，打設(shè)時(shí)要平面朝上；π型鋼長(zhǎng)度為4 m。

圖1 設(shè)備安裝的巷道超前支護(hù)

2) 滿(mǎn)足單軌吊運(yùn)輸條件。單軌吊的安裝，應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下條件：?jiǎn)诬壍醪荚O(shè)基本平行于巷道中心線(xiàn)布設(shè)，單軌吊支護(hù)應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足所有設(shè)備的安全起重與運(yùn)輸，單軌吊布設(shè)位置不能對(duì)其他設(shè)備的安裝造成影響。

按照設(shè)計(jì)要求，單軌吊按照中心線(xiàn)距離巷道中心線(xiàn)(1 200±100)mm布置，距離膠帶設(shè)計(jì)中心線(xiàn)2 400 mm，見(jiàn)圖2。長(zhǎng)時(shí)間懸掛>0.5 t或有頻繁振動(dòng)性或沖擊性的物件時(shí)(>24 h)，不允許使用支護(hù)錨桿固定，需要打設(shè)專(zhuān)用懸吊錨桿固定，在臨時(shí)性起吊物件(設(shè)備)時(shí)(<24 h)，可以使用支護(hù)錨桿固定，單根錨桿承載重量≤3 t，起吊點(diǎn)10 m范圍內(nèi)支護(hù)完好、頂板無(wú)離層現(xiàn)象。單軌吊軌道高度不滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)輸要求處需進(jìn)行拉底，其中風(fēng)運(yùn)巷和切眼必須保證單軌吊軌道底平面距底板高度不小于2.8 m，不滿(mǎn)足要求處需進(jìn)行拉底，膠帶機(jī)頭及工作面及其他不滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)輸和安裝要求處也需進(jìn)行拉底，以滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)輸和安裝要求。

圖2 運(yùn)巷設(shè)備斷面示意(mm)

3) 針對(duì)長(zhǎng)巷道，兩部近2 000 m的膠帶機(jī)安裝、兩部膠帶的啟動(dòng)問(wèn)題。膠帶機(jī)的安裝按三部分進(jìn)行，分別為機(jī)頭部分、中間部分、機(jī)尾部分。三部分可獨(dú)立進(jìn)行安裝，但必須前后呈一條直線(xiàn)與巷道中線(xiàn)保持間距相同。為了防止兩部膠帶安裝走偏，按照膠帶安裝設(shè)計(jì)，提前申請(qǐng)地測(cè)科放運(yùn)巷巷道中線(xiàn)，膠帶中線(xiàn)與巷道中線(xiàn)關(guān)系為(1 200±100)mm(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整)，膠帶機(jī)頭適當(dāng)增加中線(xiàn)點(diǎn)密度，若局部單軌吊與膠帶間距不滿(mǎn)足行人要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行甩軌，見(jiàn)圖2。針對(duì)長(zhǎng)巷道，兩部接近2 000 m的膠帶機(jī)的調(diào)試，采用慢啟動(dòng)、慢運(yùn)行、快響應(yīng)的“兩慢一快”調(diào)試法，將作業(yè)人員每隔150 m放置1個(gè)，發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)進(jìn)行處理，有效杜絕了調(diào)試膠帶期間的劃傷膠帶情況發(fā)生。

4) 風(fēng)運(yùn)巷多處積水、出水量大的問(wèn)題。通過(guò)繪制出水點(diǎn)巷道分布圖，積極與地測(cè)科溝通協(xié)調(diào)，將原有獨(dú)立向大巷排水的出水點(diǎn)進(jìn)行合理合并，減少了大功率水泵的數(shù)量，采用小潛水泵和風(fēng)泵將就近的來(lái)水統(tǒng)一抽到“U”型水倉(cāng)，再由大水泵排出。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)完善技術(shù)措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，確保了工作面設(shè)備安全高效安裝。截至目前，8110工作面已經(jīng)完成了各設(shè)備的安裝和調(diào)試工作，并且已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)安全回采近1 000余m，保證了王莊煤礦的生產(chǎn)銜接，為王莊煤礦后續(xù)超大工作面的布置提供了經(jīng)驗(yàn)，也為潞安集團(tuán)未來(lái)的集約高效發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。