大采高工作面邊掘邊安工藝與措施

崔世林

（淄博礦業集團有限責任公司 唐口煤業有限公司，山東 濟寧 272100）

邊掘邊安是在工作面切眼掘進的同時，對工作面液壓支架進行安裝的一種工藝方式。該技術的應用，可有效解決工作面準備周期長的瓶頸。

1 工作面基本情況

1.1 工作面概況

唐口煤礦5305工作面位于南部回風大巷西北側，東北7m、157m為5304工作面采空區，西、南部為未開拓的實炭區。本工作面3上煤層沉積較穩定，全部可采，厚度在1.7～5.6m之間，平均厚4.5m。基本頂為細砂巖屬穩定頂板，厚度平均8.5m；直接頂為泥巖屬不穩定頂板，厚度平均2.44m。直接底為泥巖屬不穩定底板，厚度平均3.0m；基本底為粉砂巖屬穩定底板，厚度平均6.13m。工作面凈面長260m，切眼軌道順槽側高，皮帶順槽側低，坡度為5°，工作面可采走向長度1694m。

1.2 回采設備

本工作面采用大采高綜合機械化回采工藝，采用MG750/1800-WD型采煤機落煤，ZY10000/26/55型液壓支架支撐頂板，運煤采用SGZ1000/2000型刮板輸送機。

1.3 掘進設備

工作面皮帶順槽使用1部GPJ-800型皮帶機運輸，工作面切眼刷寬使用1臺EBZ200A型綜掘機截割迎頭和1部GPJ-800型皮帶機運輸。

2 施工方案

工作面切眼先從皮帶順槽側導硐施工面后，退機再從皮帶順槽側刷寬面前，切眼刷寬段使用兩路單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護，刷寬長度40m后，從軌道順槽運輸支架至切眼安裝，回撤的單體液壓支護隨向前支護控制頂板。

綜掘機截割迎頭與切眼支架安裝施工平行作業，刷寬迎頭位置超前支架安裝位置不小于40m，保證支架卸車、調整期間不影響綜掘機截割。

掘進與支架安裝各環節確定后，公司成立安裝領導小組，組織各環節責任人，針對現有條件分析、排查掘進及安裝環節上的隱患、風險及可能出現的問題，并制定相應安全技術措施，并嚴格執行。

3 掘進施工

3.1 掘進支護

刷大施工不具備前探梁使用條件時，采用小頭直徑不小于180mm、高度與巷道高度相適應的優質圓木柱臨時支護。具備前探梁使用條件時，采用吊掛前探梁作為臨時支護，前探梁采用4（5）條長4.6m、Φ83×5mm鋼管按錨桿間排距均勻懸吊于巷道頂部錨桿上，每條前探梁用3個懸吊點。

單體液壓支柱采用DW45-22/110XL懸浮式單體液壓支柱配合HDJB-800型鉸接頂梁進行支護，單體液壓支柱支設必須穿鞋，柱鞋規格為Φ400mm的鐵鞋，支設2排；單體液壓支柱按柱間距0.8m，柱排距2.0m、3.0m支設。導硐斷面內支設單體液壓支柱超前刷大迎頭不小于10m；刷大斷面單體液壓支柱緊跟帶式輸送機機尾，距刷大迎頭最大拖后距離不得超過20m。切眼導硐施工完畢后支設第一排單體液壓支柱。由于刷大斷面跨度大，第2排單體液壓支柱緊跟帶式輸送機機尾拖后迎頭距離較遠；在帶式輸送機機尾距迎頭段支設臨時單體液壓支柱，臨時單體液壓支柱按柱間距1m、柱排距1.8m（即臨時單體液壓支柱距第1排單體液壓支柱1.8m）超前迎頭10m支設。待緊跟帶式輸送機機尾支設的單體液壓支柱與臨時支設單體液壓支柱重疊時，將臨時單體液壓支柱回撤，回柱時嚴格按照“先支后回”的方法施工。

3.2 開寬前15m段

采用鉆爆法施工，正臺階分層掘進，上分層2.6m，下分層1.2m；上下分層拖距不大于5m。施工中，每循環錨桿打設前，及時掛設超前鋼編網并用鐵絲綁扎牢固垂于迎頭煤壁或吊掛至巷道頂板。

3.3 開寬 15m～40m 段

采用EBZ200A綜掘機配合GPJ-800mm帶式輸送機按照1-1斷面施工。綜掘機刷大施工嚴格執行一掘一錨，每開夠一個循環要及時打設錨桿錨索，開幫循環進尺1.2m。嚴禁一次大面積開幫，夠錨桿（錨索）排距及時打設錨桿（錨索），夠柱距及時打設單體液壓支柱。該段單體液壓支柱按正常方式支設。

3.4 開寬40m～260m段施工方法

開寬40m后，開始進行支架安裝作業。為保證開寬與安裝相互配合，該段施工期間，將支架安裝范圍內的支柱進行回撤，回撤單體液壓支柱寬度不超7.0m，并執行隨調隨撤方法，嚴禁一次性將調整支架范圍內的單體液壓支柱全部撤回。

4 設備安裝

4.1 安裝空間尺寸及支護

根據ZY10000/26/55型液壓支架的實際結構尺寸，工作面刷寬段安裝空間尺寸為：凈長30m，凈寬8600mm、凈高3800mm，采用錨網索支護。切眼未刷寬區間凈寬3200mm、凈高3800mm，使用2路單體液壓支柱配合鉸接頂梁加強支護，支護距煤壁1.3m，支護長度10m；綜掘機迎頭前后10m面后側，使用鋼編網自上而下護住綜掘機截割范圍，割落煤炭不撒入面后，影響軌道運輸。順切眼導硐中心線布置38kg/m軌道。切眼如圖1所示。

圖1 切眼刷寬示意圖 （單位：mm）

4.2 支架安裝絞車型號及作用

為實現邊掘邊安，在切眼共安裝4部絞車，其絞車安裝布置如圖2所示。

絞車A、C、D型號均為JDHB-30/3.5型回柱絞車，B絞車型號為JDHB-20型回柱絞車，其中A絞車安裝在切眼軌道順槽側絞車硐室內，用于切眼運輸支架。B絞車安裝在軌道順槽迎頭絞車硐室內，用于尾輪車場至切眼門口段運輸支架。C絞車安裝在切眼中部絞車硐室內并隨著支架安裝向軌道順槽側遷移，用于切眼拖拉調架鋼板和調整支架。D絞車安裝在切眼皮帶順槽側絞車硐室內，用于切眼支架運輸和調整支架。

圖2 絞車布置示意圖

4.3 支架安裝工藝與措施

4.3.1 支架安裝定位

為保證支架安裝位置定準，現場頭4個中間支架前后煤壁標示安裝中心距，從5#支架開始每10架液壓支架在前后煤壁標示控制線，控制支架安裝。端頭支架布置在皮帶轉載機中心線上，第一個中間支架與皮帶轉載機中心距2250mm，第二個中間支架與第一個中間支架、第三個中間支架與第二個中間支架中心距1800mm，第四個中間支架與第三個中間支架中心距1775mm，其他中間支架中心距1750mm，工作面前部輸送機溜槽長度1750mm，采用啞鈴連接，考慮輸送機使用的溜槽為舊溜槽，溜槽對接后存在間隙，間隙平均15mm，保證支架推移桿能夠與輸送機正確連接，采取在工作面前后煤壁每10個支架掛設1組控制線，預留出輸送機溜槽的對接間隙。支架安裝定位如圖3所示。

圖3 支架安裝定位示意圖

4.3.2 支架安裝順序

工作面液壓支架依次按照下述順序安裝：端頭支架(1架)→中間支架(150架)。

4.4 端頭支架安裝工藝

端頭支架使用A、D絞車配合按照掩護梁、底座、頂梁及其附屬部件順序依次運輸到位，部件就位后，按照先底座對齊皮帶轉載機中心線，使用手拉葫蘆拖拉就位，再依次組裝掩護梁、頂梁(平衡千斤頂)、與轉載機拉移座使用魚口和Φ34×126鏈條連接，最后升起支架，支撐頂板。

4.5 中部支架安裝工藝

支架采用后退式安裝法，嚴格按定位線進行安裝。

4.5.1 支架卸車

支架安裝前，把調架用的鋼板(長×寬=4.2m×2.2m)運到支架安裝位置。B絞車運輸支架車至切眼門口，再使用A、D絞車運輸支架車至卸車位置，拆卸4個固定支架螺栓。發信號啟動A絞車下放支架車至軌道末端，支架車受重力作用，前側輪對掉轍，支架滑向鋼板。

4.5.2 支架調整

使用絞車在鋼板上牽引支架進行調架。發信號啟動D絞車拉移支架(使用葫蘆鏈連接支架與鋼板)與已安支架間距1m后停止，拆除支架與鋼板連接；使用Φ28mm繩套繞過支架右立柱下端并使用卸扣連接D絞車滑頭，發信號啟動D絞車將支架向皮帶順槽側逐步拉移(在將支架調整到距離新安支架1m間距時將主進主回及噴霧管路連接到位)，直至支架與切眼煤壁垂直；新安支架與前一支架間距大時，使用單體液壓支柱將支架向皮帶順槽側調整，直至調整到位。支架調至所需安裝位置后，借助C絞車將鋼板拖至下一個支架安裝位置。

4.5.3 安裝收尾

完善支架管路，抽出側護板、插板定位銷，操縱閥升起支架支撐好頂板（必須達到初撐力25.2MPa）。支好調架空頂處單體液壓支柱控制好頂板，安裝支架回撤的支護材料向外支設控制刷寬段頂板，保證支護長度40m。

4.6 綜掘機截割完成回撤

綜掘機面前刷寬截割完成，將橋式皮帶機、綜掘機在切眼軌順側解體、裝車外運。

4.7 前部輸送機安裝

支架安裝完成，面前鋪設軌道，從皮帶順槽側向軌道順槽側，按照機頭、過渡槽、右邊線調高槽、中部槽、左變線調高槽、機尾的順序，組裝輸送機。

5 結語

5305工作面支架采用邊掘邊安施工方法提前投產將近15d，改變了以往切眼掘進完成才能安裝的被動局面，為下步公司其他工作面安裝提供了寶貴技術經驗。