常村煤礦2311大傾角綜放工作面設(shè)備改造及安裝技術(shù)

劉 勇

(潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

1 工程概況

常村煤礦2311綜放工作面開采3號煤層，煤層厚度平均5.95 m，埋深430～480 m，局部區(qū)域存在有一層厚度0.36 m左右泥巖矸石。2311采面設(shè)計(jì)切眼長300 m，膠帶運(yùn)輸巷長度為2 278.6 m，由于受到區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，工作面開采范圍內(nèi)的煤層傾角由0～7°增加至8.5～18.5°，在采面機(jī)尾側(cè)80 m坡度較緩，機(jī)頭處傾角較大，具體沿切眼走向軌道巷側(cè)高膠帶運(yùn)輸巷側(cè)低，累計(jì)高差達(dá)69.5 m，單軌吊梁兩側(cè)打設(shè)有木點(diǎn)柱。具體切眼剖面見圖1。

圖1 2311大傾角供工作面切眼剖面

2 采面設(shè)備布置及改造

2311工作面為常村煤礦開采3號煤層時(shí)遇到的第一個(gè)大傾角工作面，為了實(shí)現(xiàn)工作面順利開采，礦井依據(jù)生產(chǎn)需要對選擇的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架以及轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備進(jìn)行了改造。

2.1 采煤機(jī)

采面選擇的采煤機(jī)型號為WG400/930-3.3D，滾筒直徑2.2 m，搖臂長2.6 m，適用工作面傾角0～16°。在綜采車間檢修內(nèi)牽引加裝液壓抱閘，防止采煤機(jī)在安裝及回采過程中發(fā)生跑車。

2.2 前后刮板輸送機(jī)

采用的刮板輸送機(jī)型號為SGZ1000/2000，數(shù)量共2部。其中前刮板輸送機(jī)中間槽194節(jié)(根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整)，后刮板輸送機(jī)中間槽194節(jié)(根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整)。工作面要求每隔9節(jié)普通槽布置1節(jié)開天窗槽。

為了增加刮板輸送機(jī)在傾斜工作面的適應(yīng)能力，進(jìn)行了以下改進(jìn)：①每隔10～15節(jié)中間槽打設(shè)戧柱，每隔30節(jié)中間槽兩側(cè)打設(shè)地錨用SGW-40煤溜鏈條配合吊具連接刮板輸送機(jī)中間槽；②前溜電纜槽蓋板用廢舊膠帶代替；③履帶液管內(nèi)加敷1趟12 mm鋼絲繩；④前后溜定位時(shí)，以采煤機(jī)滾筒剛能割透煤墻為止(前刮板輸送機(jī)機(jī)頭距離巷道5 mm左右)。

2.3 液壓支架

在切眼安裝ZF8000/20/38型中間架198組，ZFG9600/23/38型排頭(尾)架各4組，其中30組中間架在地面綜采車間進(jìn)行改制，安裝防倒、防滑支撐頂。改制支架安裝時(shí)統(tǒng)一安裝至機(jī)頭部分，防止工作面剩余支架安裝過程中因坡度過大發(fā)生傾倒，安裝剩余20組支架時(shí)，由業(yè)務(wù)科室組織調(diào)研確定支架安裝數(shù)量。

液壓支架具體改造措施為：①支架踏板加焊條紋，防止人員行走時(shí)路滑；②每組改造支架增加3個(gè)頂(支架底座后端增加千斤頂連接耳、支架底座過橋焊制連接耳、支架頂梁焊制連接耳)；③支架側(cè)護(hù)幫改為左向(下坡側(cè))，以便調(diào)整支架。

2.4 轉(zhuǎn)載機(jī)

選用的轉(zhuǎn)載機(jī)型號為SZZ1200/400型，由于膠帶運(yùn)輸巷內(nèi)落差大(里幫和外幫落差達(dá)到1.5 m),由掘進(jìn)隊(duì)組對膠帶運(yùn)輸巷進(jìn)行硬化，硬化范圍前煤墻往外630 m，硬化時(shí)保證巷道高度3.1 m，從而為轉(zhuǎn)載機(jī)安裝及使用提高足夠空間。轉(zhuǎn)載機(jī)采用的改造措施為：轉(zhuǎn)載機(jī)地面配套時(shí)外幫焊制戧柱底座。

3 大傾角工作面設(shè)備安裝技術(shù)

3.1 安裝前技術(shù)準(zhǔn)備

1) 切眼設(shè)備安裝前，在軌道巷超前棚段和切眼分別敷設(shè)一趟揚(yáng)聲器系統(tǒng)和一套對講系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)輸至軌道巷時(shí)，由泵站司機(jī)(跟車工)通過揚(yáng)聲器通知切眼內(nèi)作業(yè)人員避讓單軌吊機(jī)車；運(yùn)輸時(shí)，單軌吊司機(jī)和輔助運(yùn)輸?shù)慕g車司機(jī)通過對講機(jī)進(jìn)行溝通，對講機(jī)必須每班交接并保證完好[1-3]。

2) 支架安裝時(shí)，緊靠第一組排頭架安裝位置打設(shè)5根單體柱，單體柱距離前煤墻、單體柱間距均為1 m，防1號排頭架就位時(shí)倒架。

3) 切眼內(nèi)單軌吊道倒數(shù)第1根、第2根單軌吊道分別安裝阻車器，阻車器螺栓選用高強(qiáng)度螺栓并擰緊，嚴(yán)禁提前回撤單軌吊道，阻車器隨安架進(jìn)度逐根外移。

當(dāng)安全聯(lián)鎖邏輯關(guān)系確定后，為實(shí)施聯(lián)鎖保護(hù)功能需要確定實(shí)施該功能的安全儀表功能(SIF)，即通過選擇測量儀表、邏輯控制器、最終元件及相關(guān)軟件等組成安全儀表系統(tǒng)(SIS)來實(shí)現(xiàn)具有安全等級的SIF。SIS的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧可靠性、可用性、可維護(hù)性、可追溯性和經(jīng)濟(jì)性，既要防止設(shè)計(jì)不足，也要防止過度設(shè)計(jì)。

4) 在單軌吊道末端兩道阻車器中間垂直切眼前煤墻安設(shè)鋼絲繩攔車裝置，鋼絲繩兩頭打設(shè)繩卡通過吊具與頂角錨桿連接牢固，鋼絲繩必須在單軌吊梁下方以便單軌吊跑車時(shí)達(dá)到彈性阻車的作用，防止事故擴(kuò)大，隨支架安裝進(jìn)度外移。

3.2 安裝期間的防倒技術(shù)

設(shè)備運(yùn)輸前，在緊靠后溜位置面朝大溜機(jī)頭每隔60 m固定1部絞車，從而便于液壓支架、刮板輸送機(jī)運(yùn)輸[4]。

3.2.1 前后刮板輸送機(jī)防倒、滑措施

將刮板輸送機(jī)由軌道巷運(yùn)輸至切眼后，用絞車拴掛單軌吊(單軌吊駕駛室由運(yùn)搬隊(duì)改造，有拴護(hù)位置)，開動(dòng)單軌吊和絞車松繩配合運(yùn)輸刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力，防止跑車。

刮板輸送機(jī)從坡下往坡上安裝，第一節(jié)溜槽中間部定位后在溜槽上打設(shè)戧柱，每隔30 m(約20節(jié)溜槽)，在溜槽兩端打設(shè)地錨利用吊具配合40錨鏈拴掛，每隔10節(jié)溜槽打設(shè)戧柱，防止溜槽下竄。

3.2.2 液壓支架運(yùn)輸及安裝防滑措施

支架運(yùn)輸：支架由軌道巷運(yùn)輸至切眼后，適當(dāng)調(diào)整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車拴掛支架底座，開動(dòng)單軌吊和絞車松繩配合運(yùn)輸支架，支架運(yùn)輸期間必須確保鋼絲繩始終保持張力[5-6]。

圖2 綜放液壓支架安裝流程

3.2.3 采煤機(jī)安裝防倒技術(shù)

采煤機(jī)在機(jī)尾側(cè)87 m范圍安裝時(shí)，切眼內(nèi)最大坡度為9.5°，采煤機(jī)地面檢修期間加裝液壓抱閘裝置，安裝結(jié)束后及時(shí)將抱閘鎖死，同時(shí)在上坡側(cè)使用40型煤溜鏈與前刮板輸送機(jī)連接牢固或在下坡側(cè)靠近機(jī)尾處用銷進(jìn)行卡絆防止采煤機(jī)溜車下滑，試機(jī)前進(jìn)行拆除。

3.3 大傾角工作面設(shè)備安裝主要特點(diǎn)

1) 切眼內(nèi)支架安裝完成后，立即完成退錨接頂、木垛打設(shè)工作。退錨作業(yè)前，在支架安裝位置沿切眼走向布置4根大板(大板規(guī)格4.5 m×0.2 m×0.15 m)，距前煤墻最近的大板距離為1.2 m，大板間距均為1.2 m；在距離大板兩端0.3 m左右和大板中部位置處用雙股10號鉛絲與頂板錨網(wǎng)連接牢固，大板拴掛位置不得影響正常退錨作業(yè)；支架退錨完成后，在支架頂梁上垂直切眼方向布置2根大板(大板規(guī)格4.8 m×0.2 m×0.15 m)，大板一端與支架頂梁后切頂線對齊，大板兩端距離頂梁兩端約300 mm左右，操作支架前后柱升架，保證木垛充分接頂，木垛打設(shè)2層，切眼內(nèi)局部巷道頂板不平整時(shí)采用加墊道板的方式接頂。如圖3。

圖3 2311切眼支架接頂木垛示意(mm)

2) 工作面設(shè)備小件必須隨安裝進(jìn)度完善，盡量減小重復(fù)投工，降低設(shè)備抬運(yùn)頻率，減少作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；因支架需從2206工作面回撤后進(jìn)行倒運(yùn)，倒運(yùn)的支架存在壞頂、壞立柱時(shí)需在2206工作面更換完成后方可進(jìn)行倒運(yùn)。

3) 支架安裝就位時(shí)采用2個(gè)絞車相互配合，后溜側(cè)絞車主要負(fù)責(zé)支架的防倒及支架安裝期間時(shí)的防滑。

4) 后溜側(cè)絞車輔助設(shè)備單軌吊運(yùn)輸溜槽、支架。支架運(yùn)輸時(shí)，支架由軌道巷運(yùn)輸至切眼變坡點(diǎn)前，適當(dāng)調(diào)整單軌吊起吊鏈，支架底座部分著地即可，用絞車鋼絲繩拴掛支架底座，開動(dòng)單軌吊和絞車松繩配合運(yùn)輸支架，單軌吊司機(jī)根據(jù)機(jī)車運(yùn)輸情況用對講機(jī)和小絞車司機(jī)協(xié)調(diào)配合，必須確保支架運(yùn)輸期間鋼絲繩始終保持張力，當(dāng)單軌吊運(yùn)輸至下部絞車運(yùn)行范圍時(shí)，停止單軌吊機(jī)車運(yùn)行并閘緊絞車手把，將下部絞車的鋼絲繩拴掛在支架底座上，開動(dòng)下部絞車收繩鋼絲繩受力后閘緊手把，防止出現(xiàn)跑車現(xiàn)象，開動(dòng)上部絞車松繩后拆除鋼絲繩繩頭，開動(dòng)單軌吊和絞車松繩繼續(xù)運(yùn)輸支架，采用絞車接力的方式將支架運(yùn)輸?shù)轿弧?/p>

3.4 安全管控措施

1) 個(gè)人防護(hù)方面，切眼作業(yè)期間，必須更換新膠鞋，防止滑倒。

2) 易滾動(dòng)、滑落的設(shè)備、部件(水管、頂?shù)?如需在切眼內(nèi)放置時(shí)，必須用鉛絲與煤墻或者已安裝設(shè)備拴牢固。

3) 支架安裝、就位，電纜槽安裝等作業(yè)時(shí)，人員嚴(yán)禁站立在下坡側(cè)；如確因作業(yè)要求需觀察安裝情況時(shí)，必須站在上坡側(cè)或側(cè)上位。

4) 切眼內(nèi)嚴(yán)禁在下坡側(cè)人工拖運(yùn)設(shè)備或由設(shè)備自由滑動(dòng)，防止傷害自己和他人。

5) 在切眼內(nèi)嚴(yán)禁單人、兩人抬物料，需抬運(yùn)設(shè)備需多人進(jìn)行扛抬，采用“工”字型抬杠，多人抬運(yùn)物料，抬杠上掛設(shè)點(diǎn)用鉛絲拴牢固，長度以滑倒時(shí)不至傷人為宜。

6) 切眼內(nèi)盡量減少臨時(shí)放置設(shè)備，放置東西滑落傷人。

7) 重物超過3 t時(shí)不得使用現(xiàn)場支護(hù)錨桿起吊，超過3 t時(shí)必須打設(shè)專用錨桿；超過5 t時(shí)使用錨索起吊，錨索外漏長度不小于150 mm，否則打設(shè)專用錨索起吊。

8) 膠帶運(yùn)輸巷使用單軌吊放電纜時(shí)，專人負(fù)責(zé)喊話、專人負(fù)責(zé)看護(hù)、專人指揮，作業(yè)區(qū)域兩端拉設(shè)警戒，無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

9) 排頭架組裝前尾梁、頂蓋，中間架安裝前尾梁頂銷時(shí)必須保證后溜側(cè)絞車鋼絲繩保持張力并閘緊絞車手把，防止出現(xiàn)跑車。

10) 地面制作方凳、梯子時(shí)，必須加焊防倒鏈(與頂網(wǎng)連接)，方凳四條腿可以調(diào)節(jié)高度，確保在切眼使用時(shí)可以支平、支穩(wěn)。

4 結(jié) 語

根據(jù)2311大傾角工作面實(shí)際情況，通過對綜放開采設(shè)備進(jìn)行針對性技術(shù)改造，并制定詳細(xì)的安裝技術(shù)措施及安全防護(hù)措施，確保了設(shè)備的安全、快速安裝，保障了工作面的順利開采。