動壓條件下綜放工作面端頭尾配套技術(shù)優(yōu)化

摘 要：受常隆水庫保護煤柱影響，漳村煤礦2203綜放工作面回采期間需進行大小切眼對接，在動壓地質(zhì)條件影響明顯的情況下，常規(guī)端頭尾配套技術(shù)已無法滿足生產(chǎn)需要，通過對綜放工作面兩端頭配套技術(shù)進行優(yōu)化創(chuàng)新，實現(xiàn)了復雜條件下大小切眼快速對接，從根本上解決了問題。

關(guān)鍵詞：復雜地質(zhì)條件；技術(shù)優(yōu)化

中圖分類號：TD823.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0177-02

1 概 況

漳村煤礦2203工作面開采煤層屬二疊統(tǒng)山西組下部的3#煤層。工作面東高西低，東西高差102 m，運巷整體高于風巷。該工作面為低位放頂煤一次采全高自動化綜采工作面，運巷總長度1 910 m，可采長度共1 850 m，煤層平均厚度為6.08 m。可采儲量300.7萬t。地面位置西北角距常隆水庫南邊界約100 m，為避開地面常隆水庫保護煤柱的影響，不得不采用大小切眼對接的回采方式，大切眼長度149.4 m（中—中），推進長度245 m，小切眼長度91.5 m（中—中），對接后切眼長度240.9 m（風運巷中-中），推進長度1605 m。

受動壓影響，2203工作面回采前回風巷道斷面尺寸為4.2 m×3.3 m（寬×高），回采期間一度回縮至2.6 m×3.0 m，變形縮幫的巷道長度達到1 500 m。不僅造成了工作面兩端頭安全出口嚴重不足，而且導致前后部刮板機中部槽及排尾架可能需要回撤的難題，給安全生產(chǎn)帶來嚴重影響。如果進行人工擴幫，不僅嚴重影響生產(chǎn)推進速度，而且人員及設備投入也較大，因此，如何在動壓呈現(xiàn)明顯的情況下，對端頭尾配套技術(shù)進行優(yōu)化，從而滿足實際生產(chǎn)需要，就成了函待解決的問題。

2 常規(guī)配套方案及存在問題

2.1 原端頭尾配套方案

切眼配套設備主要為：中間架為ZFS6000/17/33，中心距1.5m；排頭尾支架ZT6500/19.5/34型，中心距1.6 m，兩端頭需各布置3組；其余設備為SGZ830/800前后部刮板機各1部及MGTY250/600采煤機1臺。

其中支架與前后部刮板機配套關(guān)系如圖1所示。

由配套關(guān)系圖可以看出，按常規(guī)設備配套方案，本次安裝共需在大切眼布置排頭支架三組，排尾支架三組，對接期間倒運大切眼3組排頭架至小切眼安裝。

2.2 存在問題

①回采推進245 m后，將面臨大小切眼對接，大切眼三組排頭架需回撤倒運至小切眼安裝，考慮到ZT6500架摘除前梁后最小臥架高度仍為1.95 m，超過我礦單軌吊運輸方式下允許最大起吊設備高度1.72 m的要求，故3組排頭支架將全部分解為三部分：片幫板與伸縮梁為一件；頂梁與掩護梁、尾梁為一件；底座與立柱、四連桿為一件，兩處切眼同時施工的前提下，最快也需4個小班才能完成。

②受動壓影響，2203工作面回采過程中回風巷道回縮至3 m以下，前后部刮板機尾過長且應力作用下底鼓嚴重，工作面端尾安全出口僅剩0.6 m，嚴重不符合安全規(guī)程要求。如果不對原有配套技術(shù)進行改進，回風巷道內(nèi)需要安裝皮帶機等電氣設備進行拉底、擴幫作業(yè)，一方面生產(chǎn)進度不允許，另一方面回風巷安裝電氣設備帶來安全隱患，再一方面要面臨排尾架回撤后，中間架與前溜機尾配套、端尾頂板支護等技術(shù)問題。

3 優(yōu)化解決方案

3.1 可行性分析

由圖1所示的支架與前后溜配套關(guān)系圖可以看出，二組排頭架的配套尺寸已滿足與后部刮板輸送機的配套要求，且第二組排頭架仍超出526 mm。因此，工作面安裝二組排頭架，由原第一組中間架代替原第三組排頭支架是可行的；但為了保證與前后部刮板輸送要機配套，必須對其進行技術(shù)改造。

對中間架替換排頭尾架后支護強度進行驗算。

經(jīng)驗公式計算支護強度：

Pt=8×9.81×h×r=8×9.81×3.1×1.35=328.4388 kPa

式中：h為采高，m；r為巖石密度，t/m3，取r=1.35。

ZFS6000/17/33支架支護強度為0.79 MPa，另外在端頭布設有副架，回采過程中采取交替支護方式，完全能滿足頂板支護要求。

3.2 技術(shù)改造

改造分為二部分：對不滿足配套要求的支架前梁及尾梁部位分別進行技術(shù)改造。

①前梁改造。ZFS6000/17/33中間架使用一級護幫，不能滿足采煤機割煤后支護頂板要求，通過調(diào)研，課題組決定將中間架前梁更換為與排頭架結(jié)構(gòu)一致的伸縮梁，原中間架前梁長1490mm，更換后的伸縮前梁長1405mm，二級伸縮梁千斤行程750 mm，支護寬度1.6 m，端頭架最小控頂距324 mm，改造后完全滿足頂板支護及采煤機割煤要求。

②尾梁改造。ZFS6000支架正常支護狀態(tài)下，尾梁下部聯(lián)結(jié)耳板離地高度為1 050 mm，低于后溜傳動部電機1 075 mm的高度，使用中間架直接配套不滿足生產(chǎn)需要，通過計算，課題組決定采用硬連桿代替原有的尾梁千斤頂，長度1 500 mm與原尾梁千斤尺寸一致，改造后的支架尾梁支護高度達到了1 430 mm。一方面能提高支護強度，另一方面保證了尾梁的支護高度。

3.3 改進配套方案

2203工作面安裝期間，綜合考慮了回采期間巷道地質(zhì)條件變化后面臨的生產(chǎn)困難。將端頭改為布置二組排頭架，原切眼第一組及最后一組中間經(jīng)改制后代替排頭尾架，替換出的一組排頭支架提前布置在小切眼端頭；端尾回采初期繼續(xù)按常規(guī)布置三組排尾架，當動壓顯現(xiàn)明顯時，回收一組排尾架，并由一組改造的中間架代替排尾架。

4 經(jīng)濟效益分析

經(jīng)濟效益額的計算依據(jù)：

①二次切眼對接可節(jié)約人工工資：按拆分一組、倒運一組、安裝一組排頭架計算，節(jié)約20個工，按每工費用200元計算，節(jié)約費用4 000元。

②風巷如不對排尾架進行回撤，必須進行擴幫1 500多米，每米費用3 000元，可節(jié)約費用420萬元。

5 結(jié) 語

通過在漳村礦2203工作面兩端頭應用該項技術(shù)，滿足了生產(chǎn)要求，效果良好，達到了設計目標。保證了工作面大小切眼的快速對接，減少了對接時機電設備的倒運與安裝工作量。最重要的是成功實現(xiàn)了復雜條件下大小切眼快速對接，對復雜地質(zhì)條件下綜放工作面兩端頭配套技術(shù)進行了優(yōu)化創(chuàng)新，該項工藝在煤礦綜放工作面具有廣泛推廣意義。

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