大傾角綜放工作面面長變化的加架實踐

鄭安民，彭建國

（寶雞秦源煤業有限公司，陜西 寶雞721202）

寶雞秦源煤業有限公司位于黃隴礦區，是徐州礦務集團公司下屬的礦井之一，年核定生產能力為1.4Mt，該礦分為南翼、北翼兩個采區，現開采3號煤層，厚度3～10m，頂板為泥巖，砂巖，屬不穩定頂板，底板為泥巖和炭質泥巖，底鼓嚴重。瓦斯等級為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸危險性，煤的自燃傾向性為一級，最短自然發火期51天。

N107工作面隨著煤層傾角逐漸增大，工作面斜長增加，上口出現小面，而且越來越長，用人工做小面，費工費時，不僅增加了工作面的生產環節和生產成本，而且導致上隅角瓦斯排放困難，并存在上口小面熱量積聚現象，容易造成遺煤自燃，為了防止老塘煤自燃，節省勞動力，減少生產環節，在工作面上口加液壓支架和刮板輸送機中部溜槽十分必要。

1 N107工作面概況

N107工作面位于北翼采區，該工作面為走向長壁綜合機械化放頂煤工作面。工作面所在區域地面標高＋920 m～＋1020m，工作面標高＋130m～＋410m。井下該面上部為N105工作面采空區，靠切眼為無煤區，其余為未開拓區。工作面走向長1446～1529m，平均148m；傾斜長143～175m，平均159m；煤層厚度3～10m，平均7m；煤層傾角15°～45°，平均30°，在回采過程中工作面局部傾角達到50°以上；煤層結構簡單。煤層上下部為黑色半暗型，由暗煤、鏡煤組成，有少量絲碳及鏡煤透鏡體，為塊狀、薄層、參差狀斷口，光澤暗淡，中部為半光亮型煤，底部夾有0.4～1m的劣質煤，煤的硬度f＝1.6。

此工作面老頂為厚度20.77m的灰色粉砂巖夾灰白色細砂巖，直接頂為泥巖，厚度4.10m，直接底為厚度4.11m的砂質泥巖；老底為砂巖，厚度14.81m。N107工作面在掘進過程中沿煤層底板掘進。上順槽外段344m為下山掘進，下山平均角度為8°。向里逐漸變為上山掘進，平均角度為12°；下順槽外段460m為下山掘進，下山平均角度14°，向里逐漸變為上山掘進，平均角度為19°，局部可達26°。

N107工作面采高為2.8m，工作面平均煤厚為7m，放頂煤高度為4.2m，采放比為1∶1.5，產量1.4Mt／a。由于煤層底鼓嚴重，留有一部分護底煤。

N107工作面主要設備有ZF10000／18／34型普通支架91架，上端頭ZFG11500／23／38型過渡支架3架，下端頭ZFG11500／23／38型過渡支架3架，共安設支架97架。國產無鏈牽引MG450／1020－QWD型采煤機1臺。工作面液壓支架前、后分別敷設1部ZG800／800、SGZ1000／1050型刮板輸送機。皮帶機道鋪設1部SZZ800／400橋式轉載機，1部 PLM2000破碎機，1部 DSJ100／100／2×250型膠帶輸送機。

運輸巷敷設帶式輸送機，回風巷敷設軌道，上下兩道寬4.5m，高3m，均為錨網支護，切眼附近煤層30°，沿走向推進1000m后，煤層傾角達到45°。

2 加支架方案

根據工作面兩道剖面，每隔20m做工作面預想剖面，通過上下兩道高程、工作面平均傾角計算出工作面斜長，在工作面回風巷下幫標定要加支架的位置。在標定的位置掘放置液壓支架的硐室，然后將要加液壓支架提前組裝好放在硐室里，并升起，當工作面回采到要加液壓支架位置時進行液壓支架對接，再分別將前、后部刮板輸送機共兩節中部溜槽接好，恢復采煤工作。

3 前期準備工作

1）由于回風巷壓力顯現，不具備運輸液壓支架條件，所以提前半個月利用德國產L800型臥底機進行臥底，使巷道高度達到3m以上。

2）提前10天在加液壓支架位置段巷道下幫掘硐室，硐室規格為長×寬×高＝7m×2m×3m。

3）臥底結束后重新整理軌道，并將SQ—80型無極繩絞車尾輪移至放置液壓支架硐室前方2m處，待安全科、生產科驗收好無極繩絞車和軌道質量后方可運輸大件設備。

4）在加液壓支架位置處搭建液壓支架組裝平臺，平臺處巷道長×寬×高＝6m×5m×3.5m，采用3.5m單體液壓支柱、3m長11＃礦用工字鋼扶對棚，共扶5棚，棚間距為1.5m，并在巷道上幫留2m人行道。

5）將液壓支架在地面車間進行解體，解體成尾梁、頂梁、底座3個部分，依次將后部刮板輸送機中部槽、尾梁、頂梁、底座、前部刮板輸送機中部槽裝在標為1、2、3、4、5號的平板車上。

4 設備運輸方式

依次按照后部刮板輸送機中部槽、尾梁、頂梁、底座、前部刮板輸送機中部槽的順序，采用軌道運輸方式將各部件運送到N107工作面回風巷，再采用SQ—80型無極繩絞車將各部件運到加液壓支架的位置，并按依次順序卸車放置。

5 液壓支架組裝

1）預先準備6個5t新導鏈、6個直徑為20mm鋼絲繩繩套、6掛1m長40t鏈條等工具。

2）以繩套和鏈條作為導鏈的起吊點，起到雙保險作用。

3）首先將尾梁起吊起來；然后將頂梁起吊起來，連接尾梁與頂梁；最后將底座移至頂梁下方，先后連接頂梁與底座、尾梁與底座。

4）安裝液壓支架各管道、銷子等部件，使液壓支架可以正常工作，最后將液壓支架移至硐室并升起。

6 液壓支架對接

1）加強支護：待工作面回采至加液壓支架位置時，沿工作面傾向用3m，11＃礦用工字鋼扶棚，棚間距為1m，共扶8棚；在小面靠老塘側打一個木垛。

2）液壓支架對接方法：降下液壓支架立柱，使用單體液壓支柱移動液壓支架，由上而下逐段進行，使支架下移，先對接液壓支架的前端，邊向前推進邊對接支架的后端，直至所加液壓支架與97號支架吻合對齊；為防止液壓支架傾倒，在液壓支架下側用單體液壓支柱支撐；為確保安全，單體液壓支柱采用遠程供夜，工作人員在安全地點進行操作。

3）連接所加液壓支架供回液、防塵水管路。

7 加前、后部刮板輸送機中部槽

1）利用早班檢修時間先加前部刮板輸送機中部槽，加好后將液壓支架推移機構與相對應的前部刮板輸送機溜槽連接，實現正常推移功能。

2）在之后的早班加后部刮板輸送機中部槽，加好后將液壓支架與相對應的后部刮板輸送機溜槽用鏈條連接好。

8 加液壓支架的效果

1）提高了煤炭回收率，增加了經濟效益。

2）排除了每班工作人員做小面可能存在的安全隱患。

3）消除了小面，提高工作效率，減輕了工人的勞動強度。

4）液壓支架相比單體液壓支柱提高了支護強度與安全性。

5）使上隅角瓦斯更易管理，不容易出現瓦斯積聚現象。

6）很大程度上減少了上隅角打設封閉墻的工作量。

9 結語

此工作面在回采過程中共加10組液壓支架，工程量較大，綜合分析比較利大于弊，通過加液壓支架為公司在經濟和安全生產上取得了更大的效益，但是由于地質條件復雜與采區設計存在的缺陷也一定程度上造成了工作面的不合理性。N107綜放工作面面長變化的加架實踐為類似地質條件工作面提供了技術參考。