西曲礦28306工作面“快速安拆”工藝應用

馮琦勇

（西山煤電（集團）有限責任公司西曲礦，山西 古交 030200）

0 引言

西曲礦28306工作面掘進副巷期間揭露一風氧化帶（走向63 m），經(jīng)鉆探驗證，發(fā)現(xiàn)工作面中部還存在一個走向長度為80 m的風氧化帶異常區(qū)。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，工作面過風氧化帶期間對設(shè)備運行影響較大，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氧化帶影響，有48 m頂板較破碎，巷道采用錨棚支護，切眼擴幫期間，該范圍頂板難以管控，且費工費時，故暫未擴幫。

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到試采條件。28306（2）工作面安裝時，需將28306（1）工作面切眼的液壓支架、采機等設(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需同時擴幫。由于西曲礦安拆工作面多、安拆隊伍少。為保證在有限的時間內(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）工作面可采走向長度為197 m，面長240 m，儲量為21萬t；28306（2）工作面可采走向長度為554/134 m（主要考慮甩掉落差為7 m的斷層），面長240/120 m，儲量為66萬t。

28306工作面主要設(shè)備參數(shù)如下：液壓支架型號：ZY5600/21/46，數(shù)量161臺，采機型號：MG400/920WD，刮板輸送機型號：SGZ-800/800，皮帶型號：D SJ120/2×315，轉(zhuǎn)載機型號：SZZ-800/315，破碎機型號：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)備對工作面設(shè)備進行機械化快速安拆作業(yè)的方法和過程。

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

快速回撤工藝過程：是利用回撤平臺實現(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）將支架運輸至轉(zhuǎn)載點，再利用裝車裝置將支架轉(zhuǎn)載至平板車運輸出井；抽架后的扇形區(qū)利用自移式扇形區(qū)掩護支架進行支護；切眼通道后部落山區(qū)采用自移式專用掩護式支架進行支護（也可采用工作面支架作為掩護架），刮板輸送機、采煤機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備則采用液壓起重機輔助拆除。

快速安裝工藝的主要過程，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）將支架運輸至安裝地點并卸架安裝；刮板輸送機、采煤機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備則采用液壓起重機輔助安裝。

擴安一體化工藝的主要過程，是在切眼內(nèi)預先施工完成的設(shè)備安裝硐室內(nèi)安裝銑掘機、滑移式臨時支護裝置、橋式轉(zhuǎn)載機等設(shè)備，利用銑掘機掘進一個循環(huán)步距，滑移式臨時支護裝置進行頂板臨時支護，液壓支架則利用裝車裝置轉(zhuǎn)載至安裝叉車，再利用安裝叉車運輸至安裝地點，利用安裝叉車實現(xiàn)支架調(diào)向并安裝，以此循環(huán)推進，實現(xiàn)邊擴幫邊安裝的目的。

由于西曲礦28306（2）工作面切眼內(nèi)僅有48 m未擴幫，經(jīng)礦領(lǐng)導研究決定，此擴安段采用炮擴工藝，取消安裝銑掘機、滑移式臨時支護裝置等設(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號架處→穩(wěn)固臨時平臺→30架處穩(wěn)設(shè)臨時拆架①絞車→組裝回撤叉車→安裝裝車裝置→回撤機頭端頭支架→形成掩護架→組裝回撤調(diào)向平臺→回撤6-136號液壓支架→重設(shè)回撤叉車→重設(shè)回撤調(diào)向平臺→回撤144-161號支架→回收137-141號支架→回撤兩端掩護架→回撤裝車裝置、支架回撤平臺和叉車→回撤最后2臺（142號、143號）液壓支架

回撤液壓支架前，在工作面正、副巷口各打1個“號”字型包角木垛（3 m×3 m，?200 mm，紅松圓木），并打設(shè)中心柱，高度保證接頂嚴實并配合支木對轉(zhuǎn)載機尾處頂板進行支護，在機頭和機尾3臺支架頂梁挑根5 m工字鋼加強支護，工作面2號支架降柱順出，然后將其調(diào)向、拖出。再將1號架降柱順出，作為掩護架。依次前移掩護架拆除其他支架。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根點柱，迎山有力，間距0.7 m，點柱使用?200 mm紅松圓木，長度根據(jù)現(xiàn)場實際所需高度而定。打設(shè)點柱時，點柱下部必須打在硬底上，點柱上部迎落山打設(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尾側(cè)，并阻設(shè)好。

液壓支架運至補切眼口安裝叉車一側(cè)，通過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，再進行運輸。

3.2.1 1-108號支架安裝工藝

液壓支架運輸?shù)桨惭b地點后，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，并保證初撐力達到24 MPa。

工作面擴安段為110～141號架，共48 m，當支架安裝至劈幫段時，將運輸機安裝好并搭接40T溜子1部，用于擴安段出渣。40T溜子和工作面運輸機搭接爬坡段，必須打設(shè)木垛支撐。每擴1個循環(huán)為1.5 m，安設(shè)1臺支架，40T溜子對槽子接鏈完成1臺支架的擴安，直至擴安段支架全部安裝完成。而后從機尾側(cè)開始安裝支架，安裝工藝同1～108號支架的安裝，剩最后142號和143號架時，先回撤工作面安裝設(shè)備和絞車，最后用機尾絞車配合導向滑輪用?26 mm×92 mm圓環(huán)鏈固定支架進行安裝。

3.2.2 擴安段支護工藝

當工作面108架安裝完成時，先由機頭向機尾方向擴幫1.5 m，放炮后采用4 m工字鋼梁鋪經(jīng)緯網(wǎng)加單體臨時支護，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，此時為一梁五柱，且108架至擴安段的距離為3 m，當距離不足3 m時必須補眼擴循環(huán)至凈寬3 m，并按上述方法打好臨時支護。再開始安裝109架，而后每擴1個循環(huán)進度為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頭絞車和安裝叉車輔助進行安設(shè)，當擴循環(huán)過程中遇頂板破碎時，需補打錨桿聯(lián)合支護，錨桿間、排距和已擴補切眼相同。安架過程中原有架棚支護段，需每隔3 m打1組4 m抬棚梁（工字鋼）聯(lián)合支護，防止安架時原有架棚支護形成單腿支護傾倒，同時在梁下補打點柱或單體加強支護，防止擴安放炮時崩倒棚子。安架時必須保證抬棚梁靠機頭側(cè)插入已安支架頂梁中，且長度不低于500 mm，同時抬棚梁機尾側(cè)必須最少有1根點柱或單體，距端頭不低于200 mm，即保證抬棚梁兩端頭都支護可靠有效，不會造成原有架棚支護的失效。擴安段工字鋼視頂板情況逐架回收，遇頂板破碎、壓力大時嚴禁降架回收。

3.2.3 擴安段炮擴循環(huán)工藝

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

2）使用炮擴循環(huán)時，沿傾向擴循環(huán)，從機頭側(cè)向機尾方向打眼，眼深1.8 m，有效進度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，臨時維護頂板，同時靠煤壁側(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刮板運輸機運出。

4 工作面安拆進度

安拆隊伍于2020年7月2日入駐西曲礦，準入培訓和礦屬工種培訓合格后，于7月18日正式入井。開始進行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1架，8月24-8月27日早班每班拆、安、運2架，8月27日二班-8月29日早班，每班拆、安、運3架，8月29日二班-9月4日每班拆、安、運4架，擴安前共安111架；9月7日二班-9月18日早班擴安支架共30架；9月20日二班-9月24日早班機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)電纜接電試運轉(zhuǎn)，回收兩巷道設(shè)備、小件，搞標準化完畢準備驗收。

5 施工現(xiàn)場不足及今后計劃

1）由于第1次使用安拆設(shè)備，通常需要5～7 d的時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)軌道時應在巷道中心偏向老山側(cè)。

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

4）炮擴循環(huán)工藝前期工序沒有排好，影響進度。

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

6）探巷內(nèi)有1組風門，對設(shè)備進出有影響，造成安拆進度慢。因此，今后安拆工作面如支架裝車運輸需過風門時，以富余200～300 mm余量為宜。

7）安架過程中嚴格執(zhí)行先鋪運輸機后安架工藝（擴安工藝除外）。

6 效益分析

1）經(jīng)濟效益：采用快速安拆工藝后，節(jié)省工期約15 d，釋放了勞動力，按照每天3個班組織，每班15人，每人每天支付工資300元計算，總計可節(jié)約人工成本約202 500元；采用邊擴邊安工藝后，保證了破碎頂板及時支護，節(jié)省了頂板維護所需的耗材，保守估算，可節(jié)省耗材30萬元。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)濟效益。

2）社會效益：從降低工人勞動強度角度分析，快速安拆工藝比傳統(tǒng)普通安拆工藝優(yōu)勢明顯，具有較好的社會效益。

3）安全效益：采用雙掩護架，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、裝卸等動力均使用液壓系統(tǒng)，減少了導鏈、絞車、千斤等設(shè)備的使用，減輕了工人勞動強度；快速安拆設(shè)備有一套完整的固定、提升系統(tǒng)，人員可在相對安全的距離進行操作，有效保障了施工人員的人身安全。