綜采工作面設(shè)備回撤的研究

楊德

（1.太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院，太原 030024；2.山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)泰安煤業(yè)有限公司，太原 030002）

綜采工作面設(shè)備回撤的研究

楊德1，2

（1.太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院，太原 030024；2.山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)泰安煤業(yè)有限公司，太原 030002）

隨著綜采工藝在我國(guó)的大力發(fā)展，越來越多的煤礦企業(yè)開始采用，實(shí)現(xiàn)了礦井高產(chǎn)高效，安全生產(chǎn)的目標(biāo)。伴隨著綜采工藝發(fā)展，在實(shí)際實(shí)踐過程中，暴露出來的問題以及需要解決的問題也是形形色色，其中，工作面回采完畢后，綜采大型設(shè)備的回撤一直是近年來研究的課題，而在保證安全回撤過程中，提高設(shè)備搬家回撤的速度又是重中之重，在本文當(dāng)中，從單通道的設(shè)計(jì)，搬家方法的選擇等各方面闡述了如何可以實(shí)現(xiàn)單通道快速搬家工作面設(shè)備回撤，從而為綜采工藝的大力發(fā)展提供一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

綜采；工作面；設(shè)備；回撤

1 我國(guó)綜采工作面搬家工藝現(xiàn)狀

我國(guó)傳統(tǒng)的搬家工藝是用采煤機(jī)自開通道的方法，在工作面停采線附近最后幾刀煤的截割時(shí)，采煤機(jī)與運(yùn)輸機(jī)整體前移截割，支架則原地不動(dòng)，以此形成設(shè)備調(diào)向及回撤空間[1]。由于運(yùn)輸能力的不足，導(dǎo)致無立柱支護(hù)空間頂板長(zhǎng)時(shí)間裸露，由此引起的頂板事故在我國(guó)頻繁發(fā)生。目前，在我國(guó)許多大型礦區(qū)已采用了先進(jìn)的輔巷多通道回撤工藝。該工藝的巷道布置特點(diǎn)是在回采工作面停采線處掘兩順槽的同時(shí)，掘出兩條平行于回采工作面的輔助通道，靠工作面?zhèn)鹊耐ǖ婪Q為回撤通道，靠大巷側(cè)的通道稱為回撤輔巷，在兩條通道之間掘4～6個(gè)聯(lián)絡(luò)巷，形成輔巷多通道巷道系統(tǒng)。此外，還有一種比較實(shí)用的回撤工藝是單通道雙翼回撤工藝。該工藝的巷道布置特點(diǎn)是在回采工作面停采線處掘兩順槽的同時(shí)，掘出一條平行于回采工作面的輔助通道，稱為回撤通道。

2 泰安工作面概況

泰安煤業(yè)于2013年正式投產(chǎn)，8103工作面為該礦的第三個(gè)綜采工作面，位于井田的西南部，南面緊鄰8102工作面，北面是8104工作面，東部為三條大巷，西部為王家?guī)X煤礦，設(shè)計(jì)傾向長(zhǎng)度1 480 m，走向長(zhǎng)度為206.4 m，設(shè)計(jì)可采傾向長(zhǎng)度為1 420 m，可采厚度為3.2～3.8 m，平均3.6 m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含1-3層夾矸，傾角3°～18°；采用綜合機(jī)械化一次采全高采煤工藝，傾斜長(zhǎng)壁采煤法，全部垮落法管理頂板[2]。8103工作面為8102工作面的接替工作面，搬遷運(yùn)輸距離為1.5 km，8102工作面設(shè)備撤出時(shí)采用單通道進(jìn)行回撤，此次搬家的任務(wù)就是將8102工作面的設(shè)備運(yùn)輸?shù)?103工作面上。泰安煤業(yè)有限公司8102工作面設(shè)備回撤采用的是單通道回撤設(shè)備，在單通道回撤設(shè)備過程中暴露出的各種各樣的問題，嚴(yán)重制約了搬家時(shí)間。因此，對(duì)這些問題進(jìn)行了研究、分析，提出了解決這些問題的有效措施以及辦法，為實(shí)現(xiàn)下一個(gè)工作面單通道快速搬家的理想積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3 設(shè)備回撤的流程及方法

綜采搬家倒面是一個(gè)系統(tǒng)工程，從8102工作面搬家的過程中來看，要實(shí)現(xiàn)快速搬家，尤其是單通道的快速搬家，一定要做好各方面的工作，從物料的供應(yīng)上，要保證各種零配件以及與搬家有關(guān)的其他其他材料及時(shí)到位，到井下倒車硐室等各種工程的完善，再到搬家工藝等的正確選擇。而設(shè)備的快速回撤又是實(shí)現(xiàn)快速搬家的重中之重。搬家倒面期間，為全礦工作的重點(diǎn)，合理調(diào)配各施工隊(duì)組，配合有序進(jìn)行搬家，其中搬家隊(duì)為重點(diǎn)。搬家隊(duì)人員要充足，崗位配備齊全，操作工為熟練工，盡量不要出現(xiàn)如車輛運(yùn)行中出現(xiàn)車輛損壞等事故，影響搬家進(jìn)程。同時(shí)，綜采隊(duì)等需要配合的隊(duì)伍全力配合搬家隊(duì)，保證每一道工序，每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上都有人員站崗，不得出現(xiàn)工作空白地帶，留下工作死角，因一個(gè)小小的疏忽導(dǎo)致搬家進(jìn)程減慢。

3.1 搬家方法的選擇

回撤安裝設(shè)備采用無軌膠輪車運(yùn)輸。在回采剩余50 m時(shí)在通道開始支設(shè)垛式支架，以保證在推進(jìn)過程中不使通道因壓力逐漸變大而損毀通道。工作面與通道貫通后，聯(lián)網(wǎng)挑鋼帶結(jié)束后，浮煤清理干凈后，開始進(jìn)行設(shè)備的回撤。首先斷開刮板輸送機(jī)鏈，同步拆解溜槽，回撤順槽電纜、液管，拆解移變列車、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)、采煤機(jī)等。根據(jù)貫通實(shí)際條件和頂板壓力情況，將通道內(nèi)的垛式支架撤出，叉車進(jìn)入工作面鏟運(yùn)溜槽至新工作面，同時(shí)拆解運(yùn)輸機(jī)尾和機(jī)頭，回收工作面電纜，逐臺(tái)將回撤通道內(nèi)貫通側(cè)的垛式支架撤出，穩(wěn)絞車，配置絞車傳輸信號(hào)源（防爆對(duì)講機(jī)），最后回撤液壓支架。回撤液壓支架是整個(gè)搬家過程中最重要的環(huán)節(jié)，能否實(shí)現(xiàn)快速搬家主要取決于液壓支架是否能夠快速回撤。其選擇的回撤方法是從機(jī)尾向機(jī)頭順序（抽芯）雙掩護(hù)撤架法。首先回撤機(jī)尾的兩架做為后續(xù)回撤支架的掩護(hù)支架，隨著回撤逐步向機(jī)頭方向拉移，正常抽芯回撤支架時(shí)，按順序先抽取第2臺(tái)支架，抽出后在原位置支設(shè)木柱和木垛維護(hù)，再回撤第1臺(tái)支架，完成后再抽取第4臺(tái)支架，第4家抽出后，抽取第3臺(tái)，同時(shí)2臺(tái)掩護(hù)支架同步跟進(jìn)。依次類推，直到機(jī)頭回撤完成。

3.2 單通道的設(shè)計(jì)

單通道正確的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)快速搬家的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，選擇位置時(shí)充分利用自然地質(zhì)的有利條件，盡量避開周期來壓，一是有利于支架的回撤，二是有利于提高通道的安全性；通道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為工作面長(zhǎng)度206.4 m，斷面寬為5.5 m，有利于車輛更好的通行；沿頂?shù)装寰蜻M(jìn)，貫通后進(jìn)行起底，保證起底水平，起底高度為200～300 m，混凝土底板后與原煤層底板保持齊平，保證回采貫通后，底板不留臺(tái)階，溜槽和液壓支架不得低于通道底板；混凝土底板強(qiáng)度要高，強(qiáng)度為C30，厚度200 mm，保證混凝土底板的質(zhì)量；通道支護(hù)采用錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+W鋼帶聯(lián)合支護(hù)，交叉點(diǎn)再增加使用11號(hào)工字鋼加強(qiáng)支護(hù)，保證通道的支護(hù)強(qiáng)度，一是少使用了垛式支架，二是回撤開始時(shí)垛式支架基本上可以全部撤出，保障回撤液壓支架的暢通；通道內(nèi)平均布置兩個(gè)12 m長(zhǎng)的倒車硐室，便于設(shè)備回撤時(shí)車輛的掉頭轉(zhuǎn)向。

3.3 層位的控制和末采掛網(wǎng)的質(zhì)量

由于該礦的工作面在最后的回采部分均屬于大傾角仰采，因此綜采在回采過程中從剩余50 m開始必須控制層位，保證回采貫通后，底板不留臺(tái)階，溜槽和液壓支架不得低于通道底板，液壓支架可以順利移到通道底板上，同時(shí)要保證在回采過程中液壓支架初撐力滿足要求，在最后貫通處液壓支架處于水平狀態(tài)一條線。控制層位必須每班安排一名專職人員，一班兩次觀測(cè)采煤機(jī)截割層位，與通道的層位進(jìn)行對(duì)比，準(zhǔn)確把握層位，采煤機(jī)在推進(jìn)過程中，逐漸上抬，預(yù)留10 cm底煤，嚴(yán)禁破底。綜采工作面回采剩余10 m時(shí)開始進(jìn)行掛網(wǎng)控制頂板，掛網(wǎng)選擇的工藝和質(zhì)量的高低是能否更好控制頂板下沉，從而保證液壓支架順利的回撤的一個(gè)重要因素。工作面末采掛網(wǎng)采用高強(qiáng)度聚酯纖維礦用網(wǎng)（該網(wǎng)為一片整體網(wǎng)，規(guī)格216 m×12 m，抗拉強(qiáng)度為10 t），從剩余10 m時(shí)開始掛第一道鋼絲繩時(shí)，將礦用網(wǎng)連接到鋼絲繩上，必須保證連接的質(zhì)量，直到貫通共掛5道鋼絲繩，最后將該網(wǎng)連接到通道上方的支護(hù)網(wǎng)上，末采掛網(wǎng)完成。在掛完期間，一是要保證所掛鋼絲繩的質(zhì)量，要繃直繃展；鋼絲繩與網(wǎng)搭接時(shí)鐵絲連接的質(zhì)量，鐵絲連接時(shí)，每200 mm用8號(hào)鐵絲雙股連接一道。二是要保證在移架推溜時(shí)注意保護(hù)好礦用網(wǎng)不致破損，以防漏矸，降低掛完支護(hù)質(zhì)量。

3.4 其他附屬工程的完善

接替工作面的切眼斷面設(shè)計(jì)要符合要求，保證車輛進(jìn)出自如，設(shè)備安裝通暢，切眼內(nèi)倒車硐室設(shè)計(jì)要符合車輛調(diào)轉(zhuǎn)的要求，搬家路線上無阻礙車輛通行的設(shè)施和設(shè)備，同時(shí)搬家的路線上設(shè)計(jì)多個(gè)倒車硐室，以滿足車輛掉頭轉(zhuǎn)向的要求。

4 結(jié)束語

隨著對(duì)綜采工作面設(shè)備搬家工藝及搬家設(shè)備研究的不斷深入，泰安煤業(yè)的輔助運(yùn)輸采用目前國(guó)際上最先進(jìn)的無軌膠輪車運(yùn)輸方式，全部運(yùn)輸線路的路面均實(shí)現(xiàn)混凝土硬化，通過提前預(yù)掘回撤通道、加強(qiáng)通道支護(hù)質(zhì)量、預(yù)掘探巷保證安全貫通、利用大功率支架搬運(yùn)車和多功能車裝運(yùn)綜采設(shè)備等手段，實(shí)現(xiàn)了快速搬家倒面，對(duì)煤礦企業(yè)提高綜采面的設(shè)備安裝與回撤效率具有一定的參考意義。

[1]吳士良.井巷工程[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[2]雷煌.無軌膠輪輔助運(yùn)輸在井下綜采工作面搬家作業(yè)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2008（1）：139-141．

Research on Equipment Withdrawal on Fully-mechanized Mining Face

YANG De1,2
(1.College of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;
2.Taian Coal Co.,Ltd.,Shanxi Coal Transportation&Sales Group,Taiyuan 030002,China)

More coal enterprises adopt the fully mechanized mining technology to realize the efficient and safe production.With the development of the technology,various problems occur in practice. Equipment withdrawal has been one of them.How to ensure the rapid movement and withdrawal of the equipment is very important in the process of safe withdrawal.The paper presented the design of single channel,movement selection,and other aspects to realize the fast movement and withdrawal in single channel,which could provide some practical experience for the development of the fully mechanized mining.

fully-mechanized mining;working face;equipment;withdrawal

TD353

A

1672-5050（2015）03-0070-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.03.025

（編輯：薄小玲）

2015-03-13

楊德（1969-），男，山西保德人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，從事煤礦開采工作。