大采高綜采工作面兩巷管理技術(shù)

魏生喜

大采高綜采工作面兩巷管理技術(shù)

魏生喜

（西山煤電（集團）公司東曲礦，山西 古交 030200）

隨著采煤方法的快速發(fā)展，采煤設(shè)備趨向于大型化、自動化、重量型，為了滿足大采高大型設(shè)備工作面安裝、生產(chǎn)需要，兩巷斷面也需加大，傳統(tǒng)的單體支柱支護及軌道式設(shè)備列車已不能滿足要求。本文論述了大采高工作面兩巷利用超前支架對頂板進行有效快速支護，同時采用自制混凝土塊對軌道順槽底板進行硬化，確保了無軌自移大型設(shè)備列車的使用，解決了兩巷支護困難、勞動強度大及絞車拉移重型設(shè)備列車不安全等技術(shù)問題。

大采高；大型設(shè)備；兩巷；管理；滑靠式無軌設(shè)備列車

山西焦煤西山煤電（集團）公司東曲礦，是一座年設(shè)計生產(chǎn)能力400萬t的現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井，隨著礦井的快速發(fā)展及井田的合理規(guī)劃，由原來的＋973 m單水平開采發(fā)展為雙水平開采，即與＋860 m水平同時開采。＋860 m水平28804工作面是東曲礦八采區(qū)首個大采高綜采工作面，為了提高資源的回收率，將8＃煤與8＃上煤進行一次采全高回采，采高可達5.3 m左右，工作面配備艾柯夫生產(chǎn)的SL500型采煤機落煤、裝煤，ZY9600／25.5／55型支架進行支護頂板，為了綜采設(shè)備的正常運輸及回采時運輸機機頭機尾不上飄，兩巷設(shè)計高度為4.0 m，并且根據(jù)自動化生產(chǎn)需要，設(shè)備列車共18輛。設(shè)備體積大，重量重，傳統(tǒng)兩巷支護及設(shè)備拉移方式存在以下難點：

1）普通單體支柱支護高度不能滿足巷道高度支護要求。

2）全部采用較長單體支柱進行支護時，職工勞動強度大，安全系數(shù)低。

3）因設(shè)備列車上的設(shè)備較重且多，利用鋼絲繩及絞車進行拉移，車輛及車輛之間連接件強度很難滿足要求，拉移過程中極易發(fā)生跑車事故。

1 工作面概況

1.1 工作面井上、下位置及四鄰關(guān)系

工作面井上、下位置及四鄰關(guān)系如下：

該工作面北東為東翼軌道巷保護煤柱；北西為已規(guī)劃的28802掘進工作面；南西為＋860水平西翼軌道巷；南東為已規(guī)劃的28806工作面。上方2＃、4＃煤已回采、7＃煤未回采。4＃～8＃煤的層間距為76～80 m。地面相對位置位于麻坪嶺村莊東南，蓋山厚度260～304 m。

1.2 煤層賦存及儲量情況

本工作面8＃煤厚3.4～3.6 m，平均厚度3.5 m，夾1～3層夾矸；8＃上煤厚約0.7 m，局部位置有8＃煤與8＃上煤煤層分叉，夾矸厚約0.1～2.4 m，平均1.25 m。工作面將8＃煤及8＃上煤一次全部回采，其總厚度在3.5～5.3 m，平均4.4 m。煤層傾角2°～8°，平均傾角5°。工作面工業(yè)儲量119.31萬t，可采儲量110.96萬t，回采率93%。

1.3 頂?shù)装鍘r性

頂?shù)装鍘r性見表1。

1.4 巷道布置情況

28804工作面由皮帶順槽、軌道順槽、工作面切眼組成；其中皮帶順槽全長1 221 m，軌道順槽全長1 128 m，斷面均為矩形斷面，寬度均為5.5 m，凈高均為4.0 m，全部采用錨桿、錨索、鋼筋梯進行支護。

2 兩巷管理技術(shù)

為了滿足多臺設(shè)備列車的正常安全快速拉移，軌道順槽采用了自制混凝土預(yù)制塊進行硬化并引進滑靴式無軌設(shè)備列車；為了滿足兩巷超前支護的要求，采用了自移超前支架。

表1 頂?shù)装鍘r性表

2.1 軌道順槽的硬化

工作面軌道順槽寬度為5.5 m，采用規(guī)格為：400 mm×300 mm×180 mm（長×寬×厚）的混凝土預(yù)制塊進行硬化。混凝土預(yù)制塊橫向布置，居中鋪設(shè)，距巷道兩幫均為350 mm，鋪設(shè)寬度為4.8 m，其間隙≤10 mm。鋪設(shè)時以巷道實底為基礎(chǔ)，不加底料，并要求巷道中心高于兩側(cè)，便于巷道積水進入兩側(cè)水溝。混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)布置示意圖見圖1。

圖1 混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)布置示意圖

2.2 兩順槽超前支護

兩順槽超前支護采用ZTC－40000／2.5／4.5支架進行支護，共8組，其中軌道順槽、皮帶順槽各4組。28804工作面兩巷超前支護平面示意圖見圖2。

圖2 28804工作面兩巷超前支護平面示意圖

1）超前支架的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

2）超前支架的原理。

該套支架是由四組支架串聯(lián)而成的巷道超前支護液壓支架，其工作原理是：

a）該套支架以組為單位，兩架并列組成一組，互為支撐，交替行走；分別由前置支架、中置支架和后置支架組成，其中前置支架1組，中置支架2組，后置支架1組。

b）架與架之間通過推拉千斤頂連接；整架通過前拉、后推的方式前移。

c）機巷與風(fēng)巷超前支架最后一組支架中，有一架頂梁加長1 500 mm，底座相應(yīng)加長。

d）相鄰的兩個底座之間連接有移架千斤頂。

e）每兩架頂梁間有鉸接梁，內(nèi)有伸縮梁，對頂板能起到臨時支護作用。

f）每組支架底座都是由左右對稱的兩個底座組成，并分別安裝有可雙向調(diào)節(jié)的千斤頂，當(dāng)支架傾斜時，可通過此千斤頂調(diào)節(jié)。

表2 主要性能和技術(shù)參數(shù)表

g）伸縮梁由套接的內(nèi)、外箱體構(gòu)成，內(nèi)外箱體分別通過銷軸與相鄰兩架的頂梁連接，內(nèi)、外箱體在靠近各自與頂梁連接處焊有耳座，并通過千斤頂連接。

h）每組支架分別設(shè)計有四連桿機構(gòu)，以保證支架的整體穩(wěn)定性。

綜上所述，該套支架有能實現(xiàn)巷道超前支護的功能，為煤礦工人井下作業(yè)提供安全保證，減輕了工人的勞動強度，可提高煤礦的生產(chǎn)效率。

3）超前支架的特點。

a）前置支架采用頂梁帶鉸接前梁結(jié)構(gòu)，中置支架和后置支架均采用整體頂梁，鉸接式頂梁有如下優(yōu)點：在前梁千斤頂?shù)耐评拢傲嚎梢陨舷聰[動，對不平頂板的適應(yīng)性強。

b）運輸時可將前梁放下與頂梁垂直，以減小運輸尺寸；接頂性能好，前柱工作阻力比整體式頂梁的前柱工作阻力小，周期來壓時，支架可以抬起頭，不影響支架的正常作業(yè)循環(huán)；由于合力作用點比整體式頂梁后移，相對來說其底座前端比壓小。

c）該套超前支護液壓支架的前置支架、中置支架和后置支架都采用四連桿穩(wěn)定機構(gòu)設(shè)計，增加了支架的抗扭和抗彎能力。

d）該套超前支護液壓支架的所有頂梁都是由左右對稱的兩片頂梁組成，且頂梁兩外側(cè)都設(shè)置有側(cè)護頂裝置。

e）底座均為整體剛性底座，減小了底板比壓；另外底座前部和后部都帶有鉸接孔，方便連接推移機構(gòu)。

2.3 滑靴式無軌設(shè)備列車的應(yīng)用

HXC－00滑靴式自移無軌設(shè)備列車由滑靴車體、推移千斤頂、抬底千斤頂、前推桿、后推桿及若干個換向閥等組成。動力由井下綜采工作面的乳化液泵站提供。該車的液壓控制系統(tǒng)通過管路和換向閥，分別連接至各推移千斤頂及抬底千斤頂，然后，操作換向閥接通液壓管路。其原理如下：

1）給抬底千斤頂提供高壓乳化液，使其缸底壓在前推桿上，并使其所在的一端車體向上抬高210 mm。此時，滑靴車體底平面由平行于巷道底板平面的情形轉(zhuǎn)變?yōu)閮A斜于底板面的狀態(tài)。

2）給推移千斤頂提供高壓乳化液，使其缸底一端向前移動，并帶動滑靴車體向前移動一個步距。同時，抬底千斤頂隨著滑靴車體的運動，也在前推桿上向前滑移一個步距。

3）使抬底千斤頂無桿腔卸壓，給有桿腔加壓，使抬底千斤頂活塞桿收回，并帶動滑靴車體落下。隨后，使推移千斤頂無桿腔卸壓，給有桿腔加壓，使推移千斤頂活塞桿收回，并帶動前推桿和后推桿向前移動一個步距。

至此，HXLC－00型滑靴式自移無軌設(shè)備列車完成了一個步距的運動。

3 結(jié) 論

通過實踐應(yīng)用，大采高工作面兩巷支護及設(shè)備列車拉移方式與傳統(tǒng)的工藝相比，支護強度高，職工勞動強度低，安全系數(shù)高，主要優(yōu)勢如下：

1）軌道順槽采用預(yù)制混凝土塊進行硬化后，其隨工作面推進可回收進行重復(fù)利用，同時避免了采煤機至機尾時截割混凝土而損壞設(shè)備，并為無軌滑靴式設(shè)備列車的應(yīng)用提供了良好條件。

2）自移超前支架相比單體支柱，其支護面積大，支護強度及支撐高度高，并且能自行移動，既滿足大采高工作面兩巷的支護要求，又降低了職工搬運支設(shè)單體支柱的勞動強度，效率高，為高產(chǎn)高效工作面推進奠定了基礎(chǔ)。

3）無軌滑靴式自移設(shè)備列車的應(yīng)用，杜絕了因目前設(shè)備大、重量重而利用軌道拉移時出現(xiàn)車輛間連接強度不夠或拉移過程中鋼絲繩斷裂等引起的跑車事故，確保了作業(yè)的安全；因其自帶的電纜敷設(shè)架能將整個設(shè)備列車的所有管路及纜線進行整齊有序的擺放，實現(xiàn)了工作面的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

Two Lane Management Technology in Fully Mechanized Working Face of Large Mining Height

Wei Sheng－xi

Along with the rapid developmentof the coalminingmethod，coalmining equipment tends to be large－scale，automation and weight type，in order to satisfy the installation and production needs of the working face of largemining height and large scale equipment，the cross section of two lane should also increase，the traditional single prop supporting and track type equipment train can notmeet the requirements.Thispaper discusses that in two lane of the largemining height face by using forepoling the roof effectively and quickly was supported，at the same time the floor of track tunnelwas hardened by using homemade concrete blocks，ensures the use of the trackless，self－moving and large equipment train，solves the technicalproblems such as support difficulty of the two lane，large labor intensity，insecurity of which the winch pull and move heavy equipment train and other.

Large mining height；Large equipment；Two lane；Management；Sliding boots trackless equipment traing

TD353

B

1672－0652（2013）04－0031－03

2013－02－05

魏生喜（1969—），男，山西陽曲人，2009年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院，工程師，主要從事采煤生產(chǎn)管理工作（E－mail）237500482＠qq.com