西曲礦28306工作面“快速安拆”工藝應(yīng)用

馮琦勇

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司西曲礦，山西 古交 030200）

0 引言

西曲礦28306工作面掘進(jìn)副巷期間揭露一風(fēng)氧化帶（走向63 m），經(jīng)鉆探驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)工作面中部還存在一個(gè)走向長(zhǎng)度為80 m的風(fēng)氧化帶異常區(qū)。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，工作面過(guò)風(fēng)氧化帶期間對(duì)設(shè)備運(yùn)行影響較大，且選煤困難，為保證安全高效生產(chǎn)，故施工了外切眼，甩掉此區(qū)域，將工作面一分為二，即28306（1）工作面、28306（2）工作面。

28306（2）工作面切眼中部受風(fēng)氧化帶影響，有48 m頂板較破碎，巷道采用錨棚支護(hù)，切眼擴(kuò)幫期間，該范圍頂板難以管控，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，故暫未擴(kuò)幫。

28306（1）工作面于2020年1月2日開始安裝，3月4日安裝完畢，3月7日開始回采，6月底回采結(jié)束。根據(jù)生產(chǎn)銜接安排，28306（2）工作面須在2020年9月下旬安裝完畢并達(dá)到試采條件。28306（2）工作面安裝時(shí)，需將28306（1）工作面切眼的液壓支架、采機(jī)等設(shè)備拆除并倒入28306（2）工作面切眼內(nèi)，且切眼內(nèi)還有48 m需同時(shí)擴(kuò)幫。由于西曲礦安拆工作面多、安拆隊(duì)伍少。為保證在有限的時(shí)間內(nèi)安全高效完成以上工程，需引入“快速安拆”工藝。

1 工作面概況

28306（1）工作面可采走向長(zhǎng)度為197 m，面長(zhǎng)240 m，儲(chǔ)量為21萬(wàn)t；28306（2）工作面可采走向長(zhǎng)度為554/134 m（主要考慮甩掉落差為7 m的斷層），面長(zhǎng)240/120 m，儲(chǔ)量為66萬(wàn)t。

28306工作面主要設(shè)備參數(shù)如下：液壓支架型號(hào)：ZY5600/21/46，數(shù)量161臺(tái)，采機(jī)型號(hào)：MG400/920WD，刮板輸送機(jī)型號(hào)：SGZ-800/800，皮帶型號(hào)：D SJ120/2×315，轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)：SZZ-800/315，破碎機(jī)型號(hào)：PCM-200。

圖1 西曲礦28306工作面平面布置圖

2 快速安拆工藝

“快速安拆”工藝：綜采工作面設(shè)備機(jī)械化快速安裝、回撤工藝，是利用專業(yè)的安裝回撤設(shè)備對(duì)工作面設(shè)備進(jìn)行機(jī)械化快速安拆作業(yè)的方法和過(guò)程。

快速安拆工藝[1-5]又分為快速回撤工藝、快速安裝工藝、擴(kuò)安一體化工藝3種。

快速回撤工藝過(guò)程：是利用回撤平臺(tái)實(shí)現(xiàn)抽架并向回撤叉車轉(zhuǎn)載，絞車牽引回撤叉車（或使用電牽引自行走回撤叉車）將支架運(yùn)輸至轉(zhuǎn)載點(diǎn)，再利用裝車裝置將支架轉(zhuǎn)載至平板車運(yùn)輸出井；抽架后的扇形區(qū)利用自移式扇形區(qū)掩護(hù)支架進(jìn)行支護(hù)；切眼通道后部落山區(qū)采用自移式專用掩護(hù)式支架進(jìn)行支護(hù)（也可采用工作面支架作為掩護(hù)架），刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備則采用液壓起重機(jī)輔助拆除。

快速安裝工藝的主要過(guò)程，是利用液壓支架卸車裝置將支架從平板車轉(zhuǎn)載至液壓支架安裝叉車，絞車牽引安裝叉車（或使用電牽引自行走安裝叉車）將支架運(yùn)輸至安裝地點(diǎn)并卸架安裝；刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備則采用液壓起重機(jī)輔助安裝。

擴(kuò)安一體化工藝的主要過(guò)程，是在切眼內(nèi)預(yù)先施工完成的設(shè)備安裝硐室內(nèi)安裝銑掘機(jī)、滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備，利用銑掘機(jī)掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)步距，滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置進(jìn)行頂板臨時(shí)支護(hù)，液壓支架則利用裝車裝置轉(zhuǎn)載至安裝叉車，再利用安裝叉車運(yùn)輸至安裝地點(diǎn)，利用安裝叉車實(shí)現(xiàn)支架調(diào)向并安裝，以此循環(huán)推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)邊擴(kuò)幫邊安裝的目的。

由于西曲礦28306（2）工作面切眼內(nèi)僅有48 m未擴(kuò)幫，經(jīng)礦領(lǐng)導(dǎo)研究決定，此擴(kuò)安段采用炮擴(kuò)工藝，取消安裝銑掘機(jī)、滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置等設(shè)備。

3 液壓支架的安拆工藝

3.1 液壓支架的回撤工藝

工作面鋪設(shè)軌道至10號(hào)架處→穩(wěn)固臨時(shí)平臺(tái)→30架處穩(wěn)設(shè)臨時(shí)拆架①絞車→組裝回撤叉車→安裝裝車裝置→回撤機(jī)頭端頭支架→形成掩護(hù)架→組裝回撤調(diào)向平臺(tái)→回撤6-136號(hào)液壓支架→重設(shè)回撤叉車→重設(shè)回撤調(diào)向平臺(tái)→回撤144-161號(hào)支架→回收137-141號(hào)支架→回撤兩端掩護(hù)架→回撤裝車裝置、支架回撤平臺(tái)和叉車→回撤最后2臺(tái)（142號(hào)、143號(hào)）液壓支架

回撤液壓支架前，在工作面正、副巷口各打1個(gè)“號(hào)”字型包角木垛（3 m×3 m，?200 mm，紅松圓木），并打設(shè)中心柱，高度保證接頂嚴(yán)實(shí)并配合支木對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)尾處頂板進(jìn)行支護(hù)，在機(jī)頭和機(jī)尾3臺(tái)支架頂梁挑根5 m工字鋼加強(qiáng)支護(hù)，工作面2號(hào)支架降柱順出，然后將其調(diào)向、拖出。再將1號(hào)架降柱順出，作為掩護(hù)架。依次前移掩護(hù)架拆除其他支架。將撤除空間（三角區(qū)）板梁或工字鋼下打好木柱與斜撐柱，保證每根板梁或工字鋼下打設(shè)2根點(diǎn)柱，迎山有力，間距0.7 m，點(diǎn)柱使用?200 mm紅松圓木，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所需高度而定。打設(shè)點(diǎn)柱時(shí)，點(diǎn)柱下部必須打在硬底上，點(diǎn)柱上部迎落山打設(shè)加扒釘加固。

3.2 液壓支架的安裝工藝

補(bǔ)切眼鋪設(shè)2 m軌道，在探巷口處鋪設(shè)四角道，組裝安裝叉車后，將安裝叉車停放于探巷口靠機(jī)尾側(cè)，并阻設(shè)好。

液壓支架運(yùn)至補(bǔ)切眼口安裝叉車一側(cè)，通過(guò)安裝叉車自牽引支架至安裝叉車上后，利用安裝叉車防倒油缸配合叉車兩側(cè)推拉頭將支架調(diào)向至與工作面平行，調(diào)向后用叉車防倒油缸把支架與叉車鎖牢、抱緊，再進(jìn)行運(yùn)輸。

3.2.1 1-108號(hào)支架安裝工藝

液壓支架運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)后，調(diào)整轉(zhuǎn)盤至水平，利用轉(zhuǎn)盤將液壓支架旋轉(zhuǎn)至垂直于切眼，將安裝叉車靠機(jī)尾端升起，形成緩坡，利用安裝叉車兩端推拉頭將液壓支架卸車至安裝位置，然后利用機(jī)頭處⑦絞車和單體配合將支架靠緊、調(diào)正，最后升起液壓支架，并保證初撐力達(dá)到24 MPa。

工作面擴(kuò)安段為110～141號(hào)架，共48 m，當(dāng)支架安裝至劈幫段時(shí)，將運(yùn)輸機(jī)安裝好并搭接40T溜子1部，用于擴(kuò)安段出渣。40T溜子和工作面運(yùn)輸機(jī)搭接爬坡段，必須打設(shè)木垛支撐。每擴(kuò)1個(gè)循環(huán)為1.5 m，安設(shè)1臺(tái)支架，40T溜子對(duì)槽子接鏈完成1臺(tái)支架的擴(kuò)安，直至擴(kuò)安段支架全部安裝完成。而后從機(jī)尾側(cè)開始安裝支架，安裝工藝同1～108號(hào)支架的安裝，剩最后142號(hào)和143號(hào)架時(shí)，先回撤工作面安裝設(shè)備和絞車，最后用機(jī)尾絞車配合導(dǎo)向滑輪用?26 mm×92 mm圓環(huán)鏈固定支架進(jìn)行安裝。

3.2.2 擴(kuò)安段支護(hù)工藝

當(dāng)工作面108架安裝完成時(shí)，先由機(jī)頭向機(jī)尾方向擴(kuò)幫1.5 m，放炮后采用4 m工字鋼梁鋪經(jīng)緯網(wǎng)加單體臨時(shí)支護(hù)，而后由老山側(cè)向煤壁出渣，每清出0.8m棚梁下打設(shè)一根單體，直至煤渣全部清理完，形成永久支護(hù)，此時(shí)為一梁五柱，且108架至擴(kuò)安段的距離為3 m，當(dāng)距離不足3 m時(shí)必須補(bǔ)眼擴(kuò)循環(huán)至凈寬3 m，并按上述方法打好臨時(shí)支護(hù)。再開始安裝109架，而后每擴(kuò)1個(gè)循環(huán)進(jìn)度為1.5 m，垂直于工作面架設(shè)2根4 m的工字鋼并鋪設(shè)經(jīng)緯網(wǎng)，工字鋼間距為800 mm。最后將待安架使用機(jī)頭絞車和安裝叉車輔助進(jìn)行安設(shè)，當(dāng)擴(kuò)循環(huán)過(guò)程中遇頂板破碎時(shí)，需補(bǔ)打錨桿聯(lián)合支護(hù)，錨桿間、排距和已擴(kuò)補(bǔ)切眼相同。安架過(guò)程中原有架棚支護(hù)段，需每隔3 m打1組4 m抬棚梁（工字鋼）聯(lián)合支護(hù)，防止安架時(shí)原有架棚支護(hù)形成單腿支護(hù)傾倒，同時(shí)在梁下補(bǔ)打點(diǎn)柱或單體加強(qiáng)支護(hù)，防止擴(kuò)安放炮時(shí)崩倒棚子。安架時(shí)必須保證抬棚梁靠機(jī)頭側(cè)插入已安支架頂梁中，且長(zhǎng)度不低于500 mm，同時(shí)抬棚梁機(jī)尾側(cè)必須最少有1根點(diǎn)柱或單體，距端頭不低于200 mm，即保證抬棚梁兩端頭都支護(hù)可靠有效，不會(huì)造成原有架棚支護(hù)的失效。擴(kuò)安段工字鋼視頂板情況逐架回收，遇頂板破碎、壓力大時(shí)嚴(yán)禁降架回收。

3.2.3 擴(kuò)安段炮擴(kuò)循環(huán)工藝

1）打眼使用風(fēng)煤鉆及配套鉆桿，必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用毫秒延時(shí)電雷管。使用的爆破器材必須取得煤礦許用產(chǎn)品安全標(biāo)志，嚴(yán)禁使用失效的支護(hù)材料。

2）使用炮擴(kuò)循環(huán)時(shí)，沿傾向擴(kuò)循環(huán)，從機(jī)頭側(cè)向機(jī)尾方向打眼，眼深1.8 m，有效進(jìn)度1.5 m，一次裝藥，一次成形爆破。并按間距0.8 m，垂直于工作面打設(shè)2根工字鋼，臨時(shí)維護(hù)頂板，同時(shí)靠煤壁側(cè)打好貼幫柱。

3）放炮后人工使用大鍬和小鐵鍬將放落的煤攉入40 T刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。

4 工作面安拆進(jìn)度

安拆隊(duì)伍于2020年7月2日入駐西曲礦，準(zhǔn)入培訓(xùn)和礦屬工種培訓(xùn)合格后，于7月18日正式入井。開始進(jìn)行28306工作面安拆作業(yè)，8月21日丙班開始拆架，8月21-8月23日每班拆、安、運(yùn)1架，8月24-8月27日早班每班拆、安、運(yùn)2架，8月27日二班-8月29日早班，每班拆、安、運(yùn)3架，8月29日二班-9月4日每班拆、安、運(yùn)4架，擴(kuò)安前共安111架；9月7日二班-9月18日早班擴(kuò)安支架共30架；9月20日二班-9月24日早班機(jī)尾段支架全部拆完共22架；9月27日回移設(shè)備列車，工作面調(diào)架，所有設(shè)備鋪設(shè)電纜接電試運(yùn)轉(zhuǎn)，回收兩巷道設(shè)備、小件，搞標(biāo)準(zhǔn)化完畢準(zhǔn)備驗(yàn)收。

5 施工現(xiàn)場(chǎng)不足及今后計(jì)劃

1）由于第1次使用安拆設(shè)備，通常需要5～7 d的時(shí)間才能熟練掌握和使用。

2）外切眼2 m軌道鋪設(shè)為切眼中心，后期支架運(yùn)輸?shù)轿晦D(zhuǎn)向后靠前，卸車后還需要調(diào)整，由于支架底座位于支架靠后部，因此，今后鋪設(shè)軌道時(shí)應(yīng)在巷道中心偏向老山側(cè)。

3）使用雙掩護(hù)架后三角區(qū)域維護(hù)工藝隨工程進(jìn)度一直在優(yōu)化，在老山側(cè)掩護(hù)架上方每隔1 m垂直于工作面上1根3 m圓木并在下方加打點(diǎn)柱工藝，能有效控制三角區(qū)域頂板，加快拆架進(jìn)度。

4）炮擴(kuò)循環(huán)工藝前期工序沒有排好，影響進(jìn)度。

5）回撤平臺(tái)拆架對(duì)通道高度要求更高，由于鋪網(wǎng)收尾時(shí)，回撤通道凈寬為2.8 m，ZY5600型支架以通道為3.2 m最佳，同時(shí)工作面高度為3.15 m最佳。

6）探巷內(nèi)有1組風(fēng)門，對(duì)設(shè)備進(jìn)出有影響，造成安拆進(jìn)度慢。因此，今后安拆工作面如支架裝車運(yùn)輸需過(guò)風(fēng)門時(shí)，以富余200～300 mm余量為宜。

7）安架過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行先鋪運(yùn)輸機(jī)后安架工藝（擴(kuò)安工藝除外）。

6 效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益：采用快速安拆工藝后，節(jié)省工期約15 d，釋放了勞動(dòng)力，按照每天3個(gè)班組織，每班15人，每人每天支付工資300元計(jì)算，總計(jì)可節(jié)約人工成本約202 500元；采用邊擴(kuò)邊安工藝后，保證了破碎頂板及時(shí)支護(hù)，節(jié)省了頂板維護(hù)所需的耗材，保守估算，可節(jié)省耗材30萬(wàn)元。綜合分析，工作面采用快速安拆工藝后，可產(chǎn)生約502 500元的經(jīng)濟(jì)效益。

2）社會(huì)效益：從降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度角度分析，快速安拆工藝比傳統(tǒng)普通安拆工藝優(yōu)勢(shì)明顯，具有較好的社會(huì)效益。

3）安全效益：采用雙掩護(hù)架，作業(yè)環(huán)境更安全；撤架通道內(nèi)采用打設(shè)工字鋼吊梁的方式保護(hù)插梁，保證了撤架期間的頂板安全；快速安拆設(shè)備的起吊、裝卸等動(dòng)力均使用液壓系統(tǒng)，減少了導(dǎo)鏈、絞車、千斤等設(shè)備的使用，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；快速安拆設(shè)備有一套完整的固定、提升系統(tǒng)，人員可在相對(duì)安全的距離進(jìn)行操作，有效保障了施工人員的人身安全。