極近距離煤層破碎頂板工作面刷擴(kuò)安裝同步施工技術(shù)

耿曉忠

（山西西山煤礦股份有限公司西銘礦，山西 太原 030000）

綜采工作面切巷是安裝液壓支架、刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)等大型采煤設(shè)備的大跨度巷道，設(shè)備安裝工藝復(fù)雜，是礦井頂板控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。西銘礦49407工作面為極近距離煤層采空區(qū)下綜采工作面，切巷與上方采空區(qū)層間距為1.10～4.05m。利用傳統(tǒng)刷擴(kuò)后再安裝的方式，頂板管理難度大，人員安全無(wú)保障。為保障礦井正常銜接，解決近距離煤層大斷面切巷頂板控制難題，西銘礦決定利用液壓挖掘機(jī)進(jìn)行擴(kuò)刷，液壓支架作為臨時(shí)支護(hù)，液壓叉車調(diào)整安裝液壓支架快速施工工藝。

1 工程地質(zhì)條件

49407 工作面地面位于隨老母溝以東，后西嶺梁以西，冀家溝風(fēng)機(jī)房以南。冀家溝由南向北穿過(guò)工作面中東部地表，蓋山厚度168 ～460m，平均275m。井下位于南四采區(qū)右翼，東鄰南四軌道巷，南鄰49409 工作面(采空區(qū))，北鄰49405 工作面(正在回采)，西鄰南四大尾巷。平面位置如圖1 所示。

圖1 49407 工作面采掘工程平面圖

該工作面回采的9#煤2.09～3.50m，平均2.86m。直接頂為平均厚度2.68m 的細(xì)粒砂巖，上覆8#煤已回采，8#與9#煤層間距1.10 ～4.05m，平均2.88m。如表1 所示。

49407 工作面切眼原設(shè)計(jì)寬度為6.0m，高度3m，采用單體支柱和工字鋼梁進(jìn)行支護(hù)。

表1 9#煤頂?shù)装迩闆r表

2 施工方案

49407 上覆8#煤已經(jīng)回采，其層間距平均僅2.88m。一般采煤工作面底板也像采動(dòng)覆巖一樣存在著“三帶”，如圖2 所示，即底板采動(dòng)破壞帶、完整巖層帶、承壓水導(dǎo)升帶。8#煤回采高度接近3m，其底板即9#煤頂板處于采動(dòng)破壞帶，已經(jīng)被破壞，加之受49405 工作面采動(dòng)影響，49407 工作面及兩巷壓力顯現(xiàn)明顯，設(shè)計(jì)寬度6m 的切巷難以一次成巷。

圖2 采場(chǎng)底板巖層的“三帶”示意圖

基于上述分析，首先按照寬度4.4m 掘進(jìn)49407工作面切巷，然后采用礦用挖掘式裝載機(jī)將現(xiàn)有4.4m 切巷再擴(kuò)刷2.6m 使其達(dá)到7m 后進(jìn)行液壓支架的安裝，擴(kuò)刷同時(shí)采用滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置有效控制頂板。礦用挖掘式裝載機(jī)和滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置配合每擴(kuò)刷2m 安裝一個(gè)液壓支架，直至工作面液壓支架全部安裝完成。其施工順序?yàn)椋汗ぷ髅驿佋O(shè)2m 軌距軌道→組裝液壓起重機(jī)→組裝液壓支架安裝叉車→安裝中部槽起重車→使用中部槽起重車組裝轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)→工作面安裝滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、礦用挖掘式裝載機(jī)→安裝40T小溜子→擴(kuò)幫并安裝液壓支架→拆除擴(kuò)幫設(shè)備、回收液壓支架安裝叉車→工作面鋪設(shè)600mm 軌距軌道→安裝刮板運(yùn)輸機(jī)→安裝采煤機(jī)→回收安裝絞車。如圖3 所示。

圖3 刷擴(kuò)安裝同步施工平面示意圖

3 刷擴(kuò)方法

（1）采用礦用挖掘式裝載機(jī)截割，步距1m，高3.0m，寬2.6m，使工作面切巷斷面達(dá)到7m。

（2）采用滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置做臨時(shí)支護(hù)，頂梁寬3.6m，刷擴(kuò)斷面2.6m，頂梁始終有1m 寬托在工字鋼棚下支撐。滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置屬交叉式，任意移動(dòng)滑移式臨時(shí)支護(hù)，頂板工字鋼棚始終處于護(hù)頂狀態(tài)，有效控制頂板。

（3）推移滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置，首先降下1#支護(hù)立柱，使其脫離頂板工字鋼棚，利用推移缸前移1m 后升起立柱接緊頂板工字鋼棚，并把1#支護(hù)架前伸縮梁伸出，在1#支護(hù)架接頂后，降下2#支護(hù)脫離頂板，利用推移缸前移2#支護(hù)架1m。同時(shí)把2#支護(hù)架頂梁伸縮梁向后伸出1m，再將2#支護(hù)架升起接頂。二次循環(huán)進(jìn)尺步驟相同，使滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置后有2m 距離，開(kāi)始安裝液壓支架。

（4）安裝液壓支架前，先將滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置工作面?zhèn)鹊牟糠謫误w支柱回收，形成支架調(diào)向空間。

（5）液壓支架安裝完成，將支架前護(hù)幫板打出，在護(hù)幫板下方施工四根玻璃鋼錨桿（上下間距1m，左右間距0.8m），防止片幫事故。遇到側(cè)幫壓力大時(shí)，應(yīng)加密錨桿數(shù)量，有效控制側(cè)幫壓力。

4 液壓支架安裝方法

（1）將運(yùn)輸液壓支架的平板車運(yùn)至機(jī)尾三角點(diǎn)，將平板車鎖牢墊實(shí)，與工作面液壓支架安裝叉車一側(cè)垂直靠緊，利用絞車硐室回柱絞車牽引液壓支架，平穩(wěn)地將液壓支架牽引至液壓支架安裝叉車上。利用液壓支架安裝叉車推拉缸鎖緊液壓支架后，操作液壓支架安裝叉車兩側(cè)推拉缸將液壓支架旋轉(zhuǎn)調(diào)向（液壓支架前梁朝機(jī)頭方向），用機(jī)頭、機(jī)尾絞車硐室內(nèi)的絞車對(duì)拉，將其運(yùn)輸至安裝位置。將卸架平板車運(yùn)輸至軌道巷指定地點(diǎn)，靠幫翻放。

（2）液壓支架到達(dá)安裝地點(diǎn)后，利用推拉缸將液壓支架在液壓支架安裝叉車上旋轉(zhuǎn)調(diào)向90°，使液壓支架前梁伸入滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置2#支護(hù)架伸縮梁下方。液壓支架安裝叉車前部鏟板降低，并伸出緩沖裝置，將液壓支架從液壓安裝叉車上緩慢推下，支架落地后接通液壓管路進(jìn)行升架。液壓支架頂梁與滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置接觸時(shí)，將滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置頂梁的伸縮梁收回，最后將液壓支架升實(shí)接頂。

（3）安裝時(shí)，液壓支架中心距為1.5m，每安裝10 架液壓支架效驗(yàn)一次尺寸，保證液壓支架安裝后與刮板輸送機(jī)連接準(zhǔn)確。

（4）拆除本架臨時(shí)供液，完善液壓支架進(jìn)、回液供液系統(tǒng)連接。

（5）液壓支架的安裝均按上述方法依次進(jìn)行，直至工作面支架安裝完畢。

（6）每安裝兩架支架，回收一節(jié)3m 軌道，鋪設(shè)一節(jié)1.5m 軌道。

5 結(jié) 論

工程實(shí)踐證明，49407 工作面掘進(jìn)4.4m 寬切巷比施工7.0m 寬的切巷節(jié)省20d 時(shí)間，為安裝隊(duì)的提前進(jìn)入創(chuàng)造了有利條件。刷擴(kuò)安裝同步施工技術(shù)減少安裝期間人員和材料的投入，提高了工作效率，降低了設(shè)備的租賃費(fèi)用。使用滑移式液壓臨時(shí)支護(hù)可保證9#煤層頂板的穩(wěn)定性，消除了在安裝液壓支架過(guò)程中人工回收單體支柱的安全隱患，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。刷擴(kuò)安裝同步施工技術(shù)能快速、安全地安裝液壓支架，為西銘礦綜采工作面正常銜接提供了保障。