綜放工作面端頭支架與轉(zhuǎn)載機(jī)配套設(shè)備的優(yōu)化與應(yīng)用

李文皓

（中煤平朔集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 朔州 036006)

隨著工作面機(jī)械化程度的提高，支架支撐能力的增大，工作面頂板事故逐漸減少，但端頭支護(hù)設(shè)備落后，設(shè)備操作復(fù)雜，仍然耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。

1 工作面概況

1.1 地質(zhì)概況

49202工作面地面位于露天開(kāi)采西北部，工作面上覆東部為露天礦排土場(chǎng)所覆蓋。工作面位于平朔礦區(qū)9號(hào)煤層，平均埋藏深度200m，上覆4號(hào)煤層已采空，工作面北部為49203工作面采空區(qū)，西部為井田邊界保護(hù)煤柱，南部為49201工作面未采區(qū)，東部為中央輔運(yùn)大巷。

49202工作面長(zhǎng)240.5m，可采長(zhǎng)度1431.6m，煤層平均厚度10.95m，屬近水平煤層。工作面構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。直接頂為灰黑色泥巖，厚2.92m，老頂為中粗砂巖，厚9.3m；直接底為泥巖，厚3.85m，老底為細(xì)粒砂巖，厚5.8m。

1.2 工作面設(shè)備配置

普通支架采用ZFS10000-23/37型放頂煤液壓支架，過(guò)渡支架采用ZFG10000-23/37型過(guò)渡液壓支架，主運(yùn)端頭支護(hù)采用ZT27600-23/40D，工作面前部為SGZ1000/2×700型刮板運(yùn)輸機(jī)，后部為SGZ1200/2×700型刮板運(yùn)輸機(jī)，主運(yùn)順槽為SZZ1200/525型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)與S1600型膠帶輸送機(jī)，工作面采用艾克夫750型雙滾筒采煤機(jī)。

1.3 采煤工藝及系統(tǒng)

49202工作面采用走向長(zhǎng)壁綜采放頂采煤法，工作面兩條順槽及切眼均沿煤層底板布置，兩條順槽相互平行，輔運(yùn)順槽兼作進(jìn)風(fēng)巷，與井東區(qū)輔運(yùn)大巷相聯(lián)，構(gòu)成工作面的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)；主運(yùn)順槽兼作回風(fēng)巷，與井東區(qū)回風(fēng)大巷相聯(lián)，構(gòu)成工作面的主運(yùn)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)，頂板管理采用全部垮落法。工作面沿底板推進(jìn)，端頭斜切進(jìn)刀，單向割煤，循環(huán)進(jìn)尺0.8m，雙輪順序放煤，一采一放。勞動(dòng)組織采用三八工作制，兩班半采煤、半班準(zhǔn)備。

2 工作面設(shè)備改造情況

2.1 主運(yùn)端頭支護(hù)

原綜采放頂煤工作面主運(yùn)端頭采用單體支柱配合花邊鋼梁支護(hù)方式，排距1m。超前支護(hù)30m，使用DZ-3500型單體液壓支柱，4.5m花邊鋼梁，一梁三柱，破碎機(jī)電機(jī)處為一梁兩柱（頂板破碎時(shí)使用跨電機(jī)邁步抬棚）。端頭支護(hù)頂板采用花邊鋼梁，煤柱側(cè)采用DZ-3500型單體液壓支柱，工作面?zhèn)仁褂每缜昂罅镱^的5.5m抬棚與1#液壓支架邁步支護(hù)。在主運(yùn)順槽放頂線處用4.5m花邊鋼梁作梁，沿工作面方向布置，梁下支設(shè)3根單體做切頂支柱，并在每根切頂支柱旁支設(shè)戧柱或加扶戧棚。

49202工作面主運(yùn)端頭使用ZT27600-23/40D型端頭支架，分體、轉(zhuǎn)載機(jī)中置式，兩架一組，支護(hù)長(zhǎng)度20200mm，支護(hù)寬度5000mm（主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1）。端頭支架采用液壓千斤頂與轉(zhuǎn)載機(jī)調(diào)節(jié)槽相連接，通過(guò)液壓千斤頂?shù)氖湛s實(shí)現(xiàn)支架前移。移架時(shí)，左、右兩臺(tái)支架交替前移，先移的支架到位支護(hù)好頂板后，另一臺(tái)支架才能移架操作，嚴(yán)禁兩臺(tái)支架同步移動(dòng)增大空頂面積。端頭支架支護(hù)見(jiàn)圖1。

表1 端頭支架主要參數(shù)

圖1 端頭支架支護(hù)示意圖

2.2 轉(zhuǎn)載機(jī)改造與端頭支架的配合

轉(zhuǎn)載機(jī)采用SZZ1200/525型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，原設(shè)計(jì)出廠長(zhǎng)度為55.156m，包括轉(zhuǎn)載機(jī)主體、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)尾部，轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)尾部安裝的ZY1100型自移裝置進(jìn)行行走。

49202工作面對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)尾部進(jìn)行改造，去掉ZY1100型自移裝置，在機(jī)尾部安裝一節(jié)特殊推移槽，將轉(zhuǎn)載機(jī)與端頭支架用兩個(gè)推移油缸連接，與端頭支架互相推移行走，轉(zhuǎn)載機(jī)主體、破碎機(jī)和尾部卸料槽等部分不變，將轉(zhuǎn)載機(jī)尾部的“3m連接槽、3m推移槽和8節(jié)1.5m調(diào)節(jié)槽”去掉，更換成“1.5m推移槽和3節(jié)調(diào)節(jié)槽”，從而轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度減少10.5m。改造后轉(zhuǎn)載機(jī)如圖2所示。

圖2 改造后的轉(zhuǎn)載機(jī)

3 操作技術(shù)要求

端頭支架總重量達(dá)86t，體積大，難控制，為防止端頭支架擠幫、歪斜、移架時(shí)大面積空頂造成頂板事故，就要加強(qiáng)對(duì)端頭支架的操作管理，完善移架技術(shù)措施，提高工人的操作技術(shù)水平。49202工作面經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的操作經(jīng)驗(yàn)：

（1）拉移端頭支架前，應(yīng)先將排頭支架第一架拉移到位，再將后溜拉移到位的工序完成后，再進(jìn)行拉移端頭支架的操作。

（2）拉移端頭支架時(shí)，左、右兩臺(tái)支架應(yīng)交替邁進(jìn)前移。嚴(yán)禁兩臺(tái)支架同步移動(dòng)，以防出現(xiàn)大面積空頂，導(dǎo)致漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）操作左側(cè)支架的控制閥，先把中間護(hù)頂裝置微降，再同時(shí)降支架的前、中、后立柱，使其離頂，通過(guò)與轉(zhuǎn)載機(jī)連接的推移千斤頂，使左側(cè)支架前移一個(gè)步距。前移過(guò)程中，為了防止支架倒架及傾斜，在支架前、中、后的頂梁上及底座上設(shè)有調(diào)架千斤頂，以便及時(shí)調(diào)整支架頂梁與底座，使支架處于垂直狀態(tài)。支架前移一個(gè)步距完成后，操作左側(cè)支架控制閥，將左側(cè)支架前、中、后立柱同時(shí)升起，及時(shí)支護(hù)頂板，待支架達(dá)到初撐力后，再將支架中間護(hù)頂裝置升起，支護(hù)架間頂板，完成左側(cè)支架前移工序。操作右側(cè)支架的方法步驟與操作支架左部分相同。

（4）回采過(guò)程中要注意調(diào)整工作面支架的位置，盡量減少端頭支架與排頭第一架的架間距離，以防架間漏頂。

（5）用端頭支架推移千斤頂推移轉(zhuǎn)載機(jī)前，要確保端頭支架立柱達(dá)到一定的支撐力在頂?shù)装逯g，防止推移轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)支架后退。

（6）轉(zhuǎn)載機(jī)下巷道要進(jìn)行鋪底，同時(shí)將轉(zhuǎn)載機(jī)橋架下浮煤清理干凈，盡量減少推移轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)的阻力。

4 設(shè)備改造后的應(yīng)用效果

綜采工作面端頭是工作面與回采巷道的交匯處，此處頂板壓力大，受巷道前期掘進(jìn)及工作面回采活動(dòng)的雙重影響，應(yīng)力疊加集中顯現(xiàn)，而主運(yùn)端頭設(shè)備大空間狹小，難以維護(hù)。49202工作面經(jīng)過(guò)對(duì)端頭支護(hù)和轉(zhuǎn)載機(jī)的改造，較好地維護(hù)了主運(yùn)端頭，與以往工作面相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）使用端頭支架代替單體鋼梁支護(hù)，增強(qiáng)了主運(yùn)端頭的支護(hù)強(qiáng)度，節(jié)省了丟失在采空區(qū)的單體鋼梁，減少了工人支護(hù)和回柱放頂?shù)捏w力勞動(dòng)，提高工人操作的安全性。

（2）端頭支架頂梁長(zhǎng)，在回采過(guò)程中，反復(fù)支撐頂板的次數(shù)多，頂板受到一定程度破壞，有效地減小主運(yùn)隅角的懸頂面積，釋放端頭壓力，降低了主運(yùn)端頭礦山壓力。

（3）轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度減少10.5m，使轉(zhuǎn)載機(jī)的總重量減少43t，減小轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)行阻力，降低了設(shè)備事故率，提高能效。

（4）去掉轉(zhuǎn)載機(jī)自移裝置，采用兩根推移油缸使端頭支架與轉(zhuǎn)載機(jī)相互配合完成拉移操作，減少推移轉(zhuǎn)載機(jī)的操作程序，節(jié)省了人員操作，增強(qiáng)拉移轉(zhuǎn)載機(jī)的靈活性。

（5）除特殊地質(zhì)構(gòu)造和壓力帶的影響外，以往工作面停采線位置根據(jù)膠帶輸送機(jī)儲(chǔ)帶大架長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度確定，經(jīng)過(guò)改造轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度減少10.5m，工作面可以多回采10.5m，49202面長(zhǎng)240.5m，平均煤厚10.95m，可以多回采原煤3.4萬(wàn)t。

由于端頭支架自身的特點(diǎn)，在使用過(guò)程中也存在一些缺點(diǎn)：

（1）端頭支架在移架時(shí)，其中一架全部卸載，使端頭空頂面積大，如遇頂板破碎，加速頂板下沉，易造成壓垮型冒頂。

（2）端頭支架體積大，不容易調(diào)整，而轉(zhuǎn)載機(jī)在兩架支架中間也不易調(diào)整，工作面在上竄下滑時(shí)，工作面刮板機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接不合理，影響工作面刮板機(jī)的使用壽命。

（3）端頭支架的兩架支架是由中間的油缸連接進(jìn)行調(diào)斜，由于頂板變化導(dǎo)致兩架支架高低不平，部分連接油缸受力彎曲而無(wú)法使用。

（4）受端頭支架中間立柱及推移油缸的限制，工作面每割一刀，必須進(jìn)行一次拉移端頭支架和推移轉(zhuǎn)載機(jī)，增加了對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)的操作次數(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

49202工作面采用了主運(yùn)端頭支架，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行了合理的改造，在使用過(guò)程中取得了很好的應(yīng)用效果。

（1）端頭支架很好地維護(hù)了主運(yùn)端頭，使主運(yùn)端頭具有較大的作業(yè)空間，保證了轉(zhuǎn)載機(jī)、前后部刮板輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）端頭支架的兩組支架與轉(zhuǎn)載機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)了與轉(zhuǎn)載機(jī)配合交替前移，省去了轉(zhuǎn)載機(jī)自移裝置。

（3）取消了主運(yùn)端頭單體支柱配合花邊鋼梁的支護(hù)形式，實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)作業(yè)，避免了運(yùn)輸單體鋼梁支護(hù)及回柱放頂?shù)牟话踩蛩亍?/p>

（4）提高了工作面的機(jī)械化程度，提高生產(chǎn)率，保證主運(yùn)端頭及工作面的安全運(yùn)行，降低事故率，減少了工作面作業(yè)人數(shù)以及降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了工作面安全高效生產(chǎn)。