綜放工作面端頭支架與轉載機配套設備的優(yōu)化與應用

李文皓

（中煤平朔集團有限責任公司，山西 朔州 036006)

隨著工作面機械化程度的提高，支架支撐能力的增大，工作面頂板事故逐漸減少，但端頭支護設備落后，設備操作復雜，仍然耗費大量的人力、物力、財力。

1 工作面概況

1.1 地質概況

49202工作面地面位于露天開采西北部，工作面上覆東部為露天礦排土場所覆蓋。工作面位于平朔礦區(qū)9號煤層，平均埋藏深度200m，上覆4號煤層已采空，工作面北部為49203工作面采空區(qū)，西部為井田邊界保護煤柱，南部為49201工作面未采區(qū)，東部為中央輔運大巷。

49202工作面長240.5m，可采長度1431.6m，煤層平均厚度10.95m，屬近水平煤層。工作面構造相對簡單。直接頂為灰黑色泥巖，厚2.92m，老頂為中粗砂巖，厚9.3m；直接底為泥巖，厚3.85m，老底為細粒砂巖，厚5.8m。

1.2 工作面設備配置

普通支架采用ZFS10000-23/37型放頂煤液壓支架，過渡支架采用ZFG10000-23/37型過渡液壓支架，主運端頭支護采用ZT27600-23/40D，工作面前部為SGZ1000/2×700型刮板運輸機，后部為SGZ1200/2×700型刮板運輸機，主運順槽為SZZ1200/525型橋式轉載機與S1600型膠帶輸送機，工作面采用艾克夫750型雙滾筒采煤機。

1.3 采煤工藝及系統(tǒng)

49202工作面采用走向長壁綜采放頂采煤法，工作面兩條順槽及切眼均沿煤層底板布置，兩條順槽相互平行，輔運順槽兼作進風巷，與井東區(qū)輔運大巷相聯(lián)，構成工作面的進風系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng)；主運順槽兼作回風巷，與井東區(qū)回風大巷相聯(lián)，構成工作面的主運系統(tǒng)和回風系統(tǒng)，頂板管理采用全部垮落法。工作面沿底板推進，端頭斜切進刀，單向割煤，循環(huán)進尺0.8m，雙輪順序放煤，一采一放。勞動組織采用三八工作制，兩班半采煤、半班準備。

2 工作面設備改造情況

2.1 主運端頭支護

原綜采放頂煤工作面主運端頭采用單體支柱配合花邊鋼梁支護方式，排距1m。超前支護30m，使用DZ-3500型單體液壓支柱，4.5m花邊鋼梁，一梁三柱，破碎機電機處為一梁兩柱（頂板破碎時使用跨電機邁步抬棚）。端頭支護頂板采用花邊鋼梁，煤柱側采用DZ-3500型單體液壓支柱，工作面?zhèn)仁褂每缜昂罅镱^的5.5m抬棚與1#液壓支架邁步支護。在主運順槽放頂線處用4.5m花邊鋼梁作梁，沿工作面方向布置，梁下支設3根單體做切頂支柱，并在每根切頂支柱旁支設戧柱或加扶戧棚。

49202工作面主運端頭使用ZT27600-23/40D型端頭支架，分體、轉載機中置式，兩架一組，支護長度20200mm，支護寬度5000mm（主要技術參數(shù)見表1）。端頭支架采用液壓千斤頂與轉載機調節(jié)槽相連接，通過液壓千斤頂?shù)氖湛s實現(xiàn)支架前移。移架時，左、右兩臺支架交替前移，先移的支架到位支護好頂板后，另一臺支架才能移架操作，嚴禁兩臺支架同步移動增大空頂面積。端頭支架支護見圖1。

表1 端頭支架主要參數(shù)

圖1 端頭支架支護示意圖

2.2 轉載機改造與端頭支架的配合

轉載機采用SZZ1200/525型橋式轉載機，原設計出廠長度為55.156m，包括轉載機主體、破碎機、轉載機尾部，轉載機通過尾部安裝的ZY1100型自移裝置進行行走。

49202工作面對轉載機尾部進行改造，去掉ZY1100型自移裝置，在機尾部安裝一節(jié)特殊推移槽，將轉載機與端頭支架用兩個推移油缸連接，與端頭支架互相推移行走，轉載機主體、破碎機和尾部卸料槽等部分不變，將轉載機尾部的“3m連接槽、3m推移槽和8節(jié)1.5m調節(jié)槽”去掉，更換成“1.5m推移槽和3節(jié)調節(jié)槽”，從而轉載機長度減少10.5m。改造后轉載機如圖2所示。

圖2 改造后的轉載機

3 操作技術要求

端頭支架總重量達86t，體積大，難控制，為防止端頭支架擠幫、歪斜、移架時大面積空頂造成頂板事故，就要加強對端頭支架的操作管理，完善移架技術措施，提高工人的操作技術水平。49202工作面經(jīng)過一段時間的操作經(jīng)驗：

（1）拉移端頭支架前，應先將排頭支架第一架拉移到位，再將后溜拉移到位的工序完成后，再進行拉移端頭支架的操作。

（2）拉移端頭支架時，左、右兩臺支架應交替邁進前移。嚴禁兩臺支架同步移動，以防出現(xiàn)大面積空頂，導致漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）操作左側支架的控制閥，先把中間護頂裝置微降，再同時降支架的前、中、后立柱，使其離頂，通過與轉載機連接的推移千斤頂，使左側支架前移一個步距。前移過程中，為了防止支架倒架及傾斜，在支架前、中、后的頂梁上及底座上設有調架千斤頂，以便及時調整支架頂梁與底座，使支架處于垂直狀態(tài)。支架前移一個步距完成后，操作左側支架控制閥，將左側支架前、中、后立柱同時升起，及時支護頂板，待支架達到初撐力后，再將支架中間護頂裝置升起，支護架間頂板，完成左側支架前移工序。操作右側支架的方法步驟與操作支架左部分相同。

（4）回采過程中要注意調整工作面支架的位置，盡量減少端頭支架與排頭第一架的架間距離，以防架間漏頂。

（5）用端頭支架推移千斤頂推移轉載機前，要確保端頭支架立柱達到一定的支撐力在頂?shù)装逯g，防止推移轉載機時支架后退。

（6）轉載機下巷道要進行鋪底，同時將轉載機橋架下浮煤清理干凈，盡量減少推移轉載機時的阻力。

4 設備改造后的應用效果

綜采工作面端頭是工作面與回采巷道的交匯處，此處頂板壓力大，受巷道前期掘進及工作面回采活動的雙重影響，應力疊加集中顯現(xiàn)，而主運端頭設備大空間狹小，難以維護。49202工作面經(jīng)過對端頭支護和轉載機的改造，較好地維護了主運端頭，與以往工作面相比較具有以下優(yōu)點：

（1）使用端頭支架代替單體鋼梁支護，增強了主運端頭的支護強度，節(jié)省了丟失在采空區(qū)的單體鋼梁，減少了工人支護和回柱放頂?shù)捏w力勞動，提高工人操作的安全性。

（2）端頭支架頂梁長，在回采過程中，反復支撐頂板的次數(shù)多，頂板受到一定程度破壞，有效地減小主運隅角的懸頂面積，釋放端頭壓力，降低了主運端頭礦山壓力。

（3）轉載機長度減少10.5m，使轉載機的總重量減少43t，減小轉載機運行阻力，降低了設備事故率，提高能效。

（4）去掉轉載機自移裝置，采用兩根推移油缸使端頭支架與轉載機相互配合完成拉移操作，減少推移轉載機的操作程序，節(jié)省了人員操作，增強拉移轉載機的靈活性。

（5）除特殊地質構造和壓力帶的影響外，以往工作面停采線位置根據(jù)膠帶輸送機儲帶大架長度和轉載機長度確定，經(jīng)過改造轉載機長度減少10.5m，工作面可以多回采10.5m，49202面長240.5m，平均煤厚10.95m，可以多回采原煤3.4萬t。

由于端頭支架自身的特點，在使用過程中也存在一些缺點：

（1）端頭支架在移架時，其中一架全部卸載，使端頭空頂面積大，如遇頂板破碎，加速頂板下沉，易造成壓垮型冒頂。

（2）端頭支架體積大，不容易調整，而轉載機在兩架支架中間也不易調整，工作面在上竄下滑時，工作面刮板機與轉載機搭接不合理，影響工作面刮板機的使用壽命。

（3）端頭支架的兩架支架是由中間的油缸連接進行調斜，由于頂板變化導致兩架支架高低不平，部分連接油缸受力彎曲而無法使用。

（4）受端頭支架中間立柱及推移油缸的限制，工作面每割一刀，必須進行一次拉移端頭支架和推移轉載機，增加了對轉載機的操作次數(shù)。

5 結語

49202工作面采用了主運端頭支架，同時對轉載機進行了合理的改造，在使用過程中取得了很好的應用效果。

（1）端頭支架很好地維護了主運端頭，使主運端頭具有較大的作業(yè)空間，保證了轉載機、前后部刮板輸送機的正常運轉。

（2）端頭支架的兩組支架與轉載機連接，實現(xiàn)了與轉載機配合交替前移，省去了轉載機自移裝置。

（3）取消了主運端頭單體支柱配合花邊鋼梁的支護形式，實現(xiàn)了不停機作業(yè)，避免了運輸單體鋼梁支護及回柱放頂?shù)牟话踩蛩亍?/p>

（4）提高了工作面的機械化程度，提高生產率，保證主運端頭及工作面的安全運行，降低事故率，減少了工作面作業(yè)人數(shù)以及降低了工人勞動強度，保證了工作面安全高效生產。