神東礦區綜采工作面機尾縮面技術研究

張強

摘要：文章介紹了綜采工作面機尾縮面過程中的施工工藝及施工方法，并針對縮面中常見的技術問題提出針對性優化方案。從歷次縮面中總結提煉縮面施工中的管理重點，為不同條件下的縮面施工積累寶貴經驗，提出合理化建議。

Abstract： This paper introduces the construction technology and construction method in the fully mechanized mining face machine shrinking face process， and proposes a targeted optimization scheme for the common technical problems. From the previous shrinking process， the management focus in the refining and shrinking construction is summarized， and valuable experience is accumulated for the shrinking construction under different conditions， and reasonable suggestions are put forward.

關鍵詞：綜采工作面;縮面;神東;管理;優化

Key words： fully mechanized mining face;shrinking face;Shendong;management;optimization

中圖分類號：TD355 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）09-0142-04

0 ?引言

在工作面推進過程中，由于各種因素的影響，而從機尾方向將工作面寬度縮短，回撤一部分支架和中部槽的施工作業，籠統上稱之為工作面機尾縮面。縮面的主要因素很多，多為煤層賦存狀況發生變化，機尾側出現大范圍夾矸、構造、沖刷等地質構造，導致機尾側采煤綜合經濟性下降，不適合繼續推進所導致。還有一些煤層機尾上覆地表存在保護文物或無法拆遷的構筑物也是導致工作面進行縮面的原因。工作面縮面和工作面回撤既有類似又有較大的不同。工作面縮面和回撤一樣最大的任務量也是回撤支架，但是工作面縮面更強調縮面后礦方能盡快恢復生產，將縮面的設備盡快回撤完畢，工期進度上較單獨回撤更緊。和普通回撤相比，縮面回撤的運輸路徑通常沒有正常回撤通暢，作業范圍更小，人員車輛作業點更加集中。目前神東礦區基本上各個礦井都進行過縮面，礦務工程的準備和回撤施工方案均已成熟穩定，能夠較好較快地完成縮面任務。通常的縮面工期根據縮面回撤支架數多少，一般為3到5天不等。

1 ?縮面施工中的技術探討

1.1 縮面整體施工工藝安排

工作面與縮面回撤通道貫通后，待鏈網結束，支架拉移到位，浮煤清理干凈后開始進行縮面設備回撤。首先停電、驗電、放電，拆解機尾高低壓電纜插頭，分解管路接頭。隨后將電纜管線饋回新機尾支架前。同時特種車由新機尾聯巷進車，工作面內改聯巷、回撤運輸機鏈、拆解回撤三機小件。待工作面三機小件回撤完畢后叉車進入工作面鏟運溜槽并由輔助運輸機運輸升井，整體回撤運輸機機尾。然后在新機尾處安裝機尾變線槽，整體安裝機尾，整理電纜管線，插插頭，管路對接，接鏈緊鏈，聯合試運轉。隨后選擇新機尾聯巷開口，調掩護。舊機尾處或中間聯巷處穩絞車、改通道。掩護穩放到位后在新機尾處支設連鎖木墻，待工作面向前回采10m左右后，開始正常回撤支架，直至回撤完畢，隨后工作面繼續正常推進。

在整個的縮面施工過程中，工序可以根據施工人員的多少進行微調，比如在人員較少時可以優先新機尾的完善及調試運轉，而將縮面段的設備回撤相應地向后推遲。也可以在施工人員充足的條件下，將縮面段設備回撤完畢，同時進行新機尾處的安裝調試工作，然后新機尾具備生產條件，舊機尾具備回撤條件。這兩個工序的施工順序是跟回采進度要求，縮面段機尾上方頂板、氣體等狀況來綜合決定的。在現場施工中應該根據每個工作面的具體情況決定，而不能生搬硬套、死板教條。

1.2 縮面段支架開口及回撤

為了安全高效地回撤縮面段支架，多采用從新機尾聯巷正對支架（待撤支架）開口向舊機尾方向單向回撤的順序，撤架方法多采用多掩護順序撤架法（3m以下采高使用二掩護撤架法、3-5m采高多使用三掩護撤架法、5m以上采高采用四掩護撤架法）。本文以三掩護順序撤架法為例進行說明。回撤縮面段的支架使用的主副掩護、三掩護均為特殊專用掩護支架，架型為掩護式支架。

待新機尾聯巷向舊機尾的通道、新機尾聯巷的垛架改通后，使用VTC650蓄電瓶式支架搬運車配合機尾絞車，將主副掩護全部擺放到位。利用VTC650蓄電瓶式支架搬運車首先將縮面2#支架降架并拖出，并及時在原有位置打好聯鎖木垛，保證支護強度（縮面2#支架為從新機尾開始，待回撤的第二臺支架）。利用VTC650蓄電瓶式支架搬運車縮面將1#、3#支架降架并拖出，并及時在原有位置打好聯鎖木垛，保證支護強度。此時由于三臺支架的位置已夠滿足穩放三掩護的要求。隨后指揮電瓶車將三掩護架運輸至新機尾聯巷，并調向放到通道內原1#支架—3#支架位置，及時升起。利用舊機尾側絞車，配合支架自爬，將主副掩護支架退到位。其中副掩護前梁和5#支架采空區側側護板位置平齊，主掩護前梁和5#支架采空區側側護板位置平齊，三掩護前頂梁和4#支架采空區側側護板位置平齊，至此縮面支架開口完成，具備正常回撤的條件。

降下4#支架，利用機尾絞車將4#支架撤出，并調向拖出舊機尾聯巷。在4#支架原位支設圓木及木垛。隨后先前拉三掩護至頂梁和5#支架側邊平齊。最后將副掩護、主掩護前拉到位，立即升緊支架。然后按照這樣的方法順序回撤縮面段所有支架。

需要注意的是在神東礦區工作面縮面回撤中，由于采高一般較高，進而為了回撤速度較快，節省支護材料多采用了三掩護或四掩護回撤支架。使用多掩護支架回撤時，一定要根據頂板狀況來選擇掩護型號和掩護數量。一般而言，掩護越多對頂板的支撐力更大，支撐面積更大，對回撤三角區的頂板管理更加有利，然而同時要注意到，多掩護無形中增加了拉移掩護的步驟，增加了一個循環的回撤時間。所以掩護的數量和型號都要根據實際情況選取，頂板比較完整，頂板鋪網質量較高，可以采用多掩護回撤。如果頂板條件較差，三角區鋪網情況不理想，則可采用雙掩護回撤。就經濟性和安全性而言，應該在條件允許下優先選擇多掩護回撤方式。

1.3 舊機尾的回撤和新機尾的安裝

考慮到新機尾距舊機尾的運距較短，在縮面過程中大多數均選擇運輸機機尾將整體進行回撤安裝，僅需要拆除機尾和尾1變線槽連接處的啞鈴銷、銷排銷和連接板，確保機尾和溜槽分解開后即可。

在舊機尾到新機尾的運輸安裝過程中，常有以下兩種運輸路線。一是縮面長度超過了50m，縮面段有中間聯巷，此時選擇將舊機尾整體回撤至輔回撤通道中，然后經輔回撤通道運至新機尾處進行安裝。這種情況下，一般使用一臺VTC650電瓶車，加之一臺ED25型支架搬運車進行機尾整體運輸。這種運輸方式針對的是機尾多為平行機尾，機尾整體寬度4m左右，能夠在輔巷中運輸。當機尾為垂直機尾時，由于機尾的整體寬度達到6.5m甚至更寬，此時機尾已無法從輔巷中運輸，會選擇使用第二種運輸方式。第二種運輸方式為直接將縮面主回撤通道段的兩排垛架全部拆除，這樣主回撤通道加之支架推拉前方的寬度，總寬度在7m左右，符合運輸垂直機尾的整體。使用一臺VTC650電瓶車，加之一臺ED25型支架搬運車將機尾整體由主回撤通道中運輸至新機尾處進行安裝。如果縮面段主回撤通道的頂板條件較差，無法確保雙排垛架撤出后頂板的安全，就需要將垂直底盤和垂直電機拆下，分別運輸至新機尾，然后再對位安裝。總之在安全的前提下，應該盡量使用機尾整體拆解、整體運輸的方式進行，確保能夠在最短的時間內，完成新機尾的安裝。至于使用何種方法，可在現場靈活掌握使用，甚至幾種方法結合使用。

2 ?施工技術優化

2.1 斷鏈位置的選擇

縮面回撤的運輸機斷鏈位置的選擇直接影響到后續安裝時接鏈的快慢，因此需要謹慎和準確。縮面貫通后，優先選擇將舊機尾處2#變線槽的觀察窗打開斷開底鏈，在對應的頂鏈道處斷開頂鏈。然后在新機尾處2#變線槽對應位置斷開頂底鏈。

這樣斷鏈的好處有兩點：一是這樣斷開運輸機大鏈后，新機尾處的多余的底鏈較少，在安裝新機尾變線槽時，需要反穿的運輸機底鏈較少，只需要把運輸機機尾3節變線槽整體對好后直接一次性穿入運輸機底鏈便可。如果采用常用的斷鏈方式直接從新機尾處依照舊機尾邊緣位置斷開頂底鏈，則底鏈較優化方案長7m左右，無論是安裝機尾變線槽還是安裝機尾，穿鏈、饋鏈都十分費勁。好處二是，這樣斷鏈后機尾上帶有頂底鏈，待機尾運輸至新機尾時，可直接先將底鏈接住，然后機尾合口子，然后頂鏈接住便正好，無需在機尾對位安裝中穿底鏈，也無需返鏈，整個機尾安裝快捷高效。經過多次的實踐證明，這種斷鏈方法在現場實際作業中能夠起到事半功倍的效果。

2.2 三機小件和電纜管線的拆解

縮面回撤的三機小件主要包括中部槽連接板和銷排銷、推拉橫銷及啞鈴銷。為了保證縮面中三機小件的回撤效率，在安裝期間應該重點對縮面段三機小件進行安裝潤滑，連接板螺絲使用防卡劑，啞鈴銷防脫銷、圓柱銷均涂抹黃油，在回撤中拆解起來能夠省時省力。工作面電纜管線要選擇合適的位置進行固定，特別注意防止擠碰，造成電纜損傷，影響后續安裝。待工作面機尾插頭拆解后，應及時將工作面機尾電纜饋回至新機尾處，能夠提前入槽的及時入槽，能夠吊掛的及時捆綁吊掛，這樣在回撤縮面段中部槽及安裝新機尾時便不會發生擠碰。待機尾安裝到位后，直接將電纜插頭插上便能試轉，由于電纜管線提前入槽或吊掛，無需再進行管線整理，為試運轉減少了影響時間。

2.3 新機尾木墻的支設

縮面中最為關鍵的是開口后進行支護，以防止將待撤支架及待回采支架壓死，造成支架沒有行程，進而影響到縮面回撤和工作面正常回采。部分神東礦區礦井曾出現過縮面中將新機尾支架壓死，導致無法回采，最終采用起底放炮的辦法才處理好。經過不斷的嘗試摸索，我們總結出縮面中必須確保新機尾支護到位，并且礦方先行回采，甩過頂板壓力后再進行回撤，這樣就能避免新機尾壓死。正因為新機尾的支護木墻和掩護支架，確保了工作面回采中，待撤支架不會發生壓死支架的情況。因此新機尾木墻的支護尤為重要。

待縮面機尾安裝完畢，緊鏈調試運轉完成后，先進行開口子調掩護。待開口完畢將3臺專用掩護支架放到位后，從三掩護和新機尾尾1支架中間開始，沿新機尾順槽，支設雙連鎖木垛，直至回撤通道正幫前2m處，連鎖木垛距尾1支架0.8m以上，以確保安全出口。為了保證新機尾聯巷口處頂板穩定，沿回撤通道正幫平行聯巷口支設一排雙連鎖木垛。如果現場頂板壓力較大，頂板下沉量較大，應及時在木垛中間支設圓木。所有的木垛、圓木均應接頂嚴實。圓木及時捆綁防倒繩。木墻的支設見圖1。

木墻支護完成，工作面快速向前推進10m后，待后方頂板已經垮落并穩定，頂板壓力已經后，縮面側開始回撤縮面支架。

2.4 縮面施工的礦務工程準備

縮面施工的礦務工程準備主要有以下幾個方面需要特別注意。

一是貫通前掛網必須從新機尾待回撤支架上方掛起，確保待回撤支架上方有網，這樣在新機尾開口、調掩護時不會發生頂板漏矸現象，能夠順利放入掩護支架，打起木墻。

二是新機尾及變線槽正對的7-8臺支架，必須要滯后。其中機尾處滯后至少1.5m，建議2刀，可滯后2m最好。變線槽處的滯后1m，建議1.5m，方便進車安裝溜槽。由于滯后距離不夠曾經出現機尾底盤壓在支架大腳上方的現象，為機尾安裝和后續生產推進造成了困難。

三是縮面貫通時應該確保貫通質量。頂底板和主回撤通道平齊，網片搭接牢固。貫通條件優良可在后期縮面中為回撤支架及回撤安裝機尾創造條件，爭取時間。

四是新機尾硐室及新機尾順槽的支護必須到位。由于新機尾處空頂較大，是人員車輛主要的作業地點，此處應該進行補強支護。既能確保不發生片幫傷人，又能增強順槽的支護強度，減少回采中對縮面新機尾的壓力釋放。

3 ?縮面施工管理重點

古語有言：廟算勝者戰。縮面施工工期緊，工藝方法多變，施工中的各個環節互相制約影響，因此在整個縮面施工前應該根據現場實際，有針對性地進行施工排序和開工準備。在現場施工中常常出現，由于現場一個突發情況未能考慮到位，進而對正個施工進度造成影響。在制定施工計劃時，紀要考慮到貫通前和回采10m中人員、設備狀況，又要詳細考慮到縮面施工中常見和突發的各類狀況，為整個施工留出合理、必要的意外時間。

在整個縮面施工中，對影響整體進度的關鍵環節和關鍵步驟制定專項措施。縮面中的回撤大鏈，安裝機尾，調掩護，支護木墻應該作為施工人員重點關注內容。

具體生產組織中，任務分解要細致明確，要充分調動員工的積極性，科學組織。

4 ?安全管控措施

縮面施工中安全管控的重點集中在人員和設備、環境上。這三個環節中任何一個環節出現了安全漏洞及安全隱患，都將導致整個施工作業受到影響，進而對項目的整體進度造成延遲。

人員的安全管理方面應該從現場和日常兩方面抓，其中日常管理主要包括安全技能培訓，安全意識養成、安全制度建設等內容。現場安全方面，主要包括人機、人車配合，人員日常作業中各種不安全行為的整理。在縮面作業中，由于機尾空間有限，設備較多、車輛來回運輸，都給作業中的人員造成了安全隱患。因此現場人員的安全管理尤其重要。主要措施包括嚴格執行開工前危險源辨識，執行現場準入制，現場的安全隱患不消除絕不違章作業。在縮面作業中嚴格執行行人不行車、行車不行人的規定，作業中安排專人指揮車輛，嚴禁多人指揮，嚴禁車輛誤動作以防對作業人員造成傷害。現場跟班隊干作為現場安全管控第一責任人，必須緊盯現場，對生產的各個環節進行盯防，確保現場的人員安全。機關科室現場跟班人員應該對現場存在的安全隱患及時指出并督促整改。作業人員在作業中也應該嚴格執行作業規程和安全技術措施，杜絕性慣性違章。根據以往的經驗，在縮面作業中，人車配合作業時車輛傷人是安全事故出現頻率最高的一類事故，應該給予特別的重視。

環境的安全管理主要針對的是新機尾處的頂幫情況。由于新機尾處硐室內支護的垛架在安裝新機尾時便回撤出去，導致新機尾處硐室的支護情況尤其重要。它直接關系到作業人員在新機尾處安裝機尾、調試運轉時的安全，因此要把新機尾處硐室的頂幫支護作為礦務工程驗收的重點進行檢查和督促落實。在新機尾順槽和機尾硐室交叉口處的幫上的支護也要作為一項關鍵內容進行檢查。由于此區段是后期縮面后的主要運輸路線，而在新機尾安裝完畢，原先支架縮面回撤支架時，該幫上的承壓立即變大，常發生片幫、錨索飛出傷人事故。因此在縮面作業中，對于環境安全的管控主要集中在新機尾處頂板和幫上支護情況的管控。

設備的安全主要集中在支架回撤中支架的安全保護和新機尾安裝時機尾的安全防護。如果在作業中不注意對設備進行保護，極有可能導致機尾框架和電機從舊機尾處撤出安裝至新機尾時，機尾發生故障導致調試不正常，影響正常的生產。回撤支架中注意對支架的保護，支架易損壞的閥組和立柱及管路應在回撤前及時拆除，防止在回撤中造成支架損壞。

5 ?結語

縮面施工作為煤礦綜采工作面回采中的一個常見施工項目，工期緊、任務重，對整個生產組織的要求比較高，一旦發生壓架或其它狀況對正常的生產接續造成嚴重影響，需要施工人員特別重視。縮面施工的順利實施能夠為煤礦回采提供更加靈活、多樣的回采方案，確保實現整個工作面回采全周期的經濟、安全效益最大化。

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