極近距離煤層破碎頂板工作面刷擴安裝同步施工技術

耿曉忠

（山西西山煤礦股份有限公司西銘礦，山西 太原 030000）

綜采工作面切巷是安裝液壓支架、刮板輸送機、采煤機等大型采煤設備的大跨度巷道，設備安裝工藝復雜，是礦井頂板控制的重點和難點。西銘礦49407工作面為極近距離煤層采空區下綜采工作面，切巷與上方采空區層間距為1.10～4.05m。利用傳統刷擴后再安裝的方式，頂板管理難度大，人員安全無保障。為保障礦井正常銜接，解決近距離煤層大斷面切巷頂板控制難題，西銘礦決定利用液壓挖掘機進行擴刷，液壓支架作為臨時支護，液壓叉車調整安裝液壓支架快速施工工藝。

1 工程地質條件

49407 工作面地面位于隨老母溝以東，后西嶺梁以西，冀家溝風機房以南。冀家溝由南向北穿過工作面中東部地表，蓋山厚度168 ～460m，平均275m。井下位于南四采區右翼，東鄰南四軌道巷，南鄰49409 工作面(采空區)，北鄰49405 工作面(正在回采)，西鄰南四大尾巷。平面位置如圖1 所示。

圖1 49407 工作面采掘工程平面圖

該工作面回采的9#煤2.09～3.50m，平均2.86m。直接頂為平均厚度2.68m 的細粒砂巖，上覆8#煤已回采，8#與9#煤層間距1.10 ～4.05m，平均2.88m。如表1 所示。

49407 工作面切眼原設計寬度為6.0m，高度3m，采用單體支柱和工字鋼梁進行支護。

表1 9#煤頂底板情況表

2 施工方案

49407 上覆8#煤已經回采，其層間距平均僅2.88m。一般采煤工作面底板也像采動覆巖一樣存在著“三帶”，如圖2 所示，即底板采動破壞帶、完整巖層帶、承壓水導升帶。8#煤回采高度接近3m，其底板即9#煤頂板處于采動破壞帶，已經被破壞，加之受49405 工作面采動影響，49407 工作面及兩巷壓力顯現明顯，設計寬度6m 的切巷難以一次成巷。

圖2 采場底板巖層的“三帶”示意圖

基于上述分析，首先按照寬度4.4m 掘進49407工作面切巷，然后采用礦用挖掘式裝載機將現有4.4m 切巷再擴刷2.6m 使其達到7m 后進行液壓支架的安裝，擴刷同時采用滑移式臨時支護裝置有效控制頂板。礦用挖掘式裝載機和滑移式臨時支護裝置配合每擴刷2m 安裝一個液壓支架，直至工作面液壓支架全部安裝完成。其施工順序為：工作面鋪設2m 軌距軌道→組裝液壓起重機→組裝液壓支架安裝叉車→安裝中部槽起重車→使用中部槽起重車組裝轉載機和破碎機→工作面安裝滑移式臨時支護裝置、橋式轉載機、礦用挖掘式裝載機→安裝40T小溜子→擴幫并安裝液壓支架→拆除擴幫設備、回收液壓支架安裝叉車→工作面鋪設600mm 軌距軌道→安裝刮板運輸機→安裝采煤機→回收安裝絞車。如圖3 所示。

圖3 刷擴安裝同步施工平面示意圖

3 刷擴方法

（1）采用礦用挖掘式裝載機截割，步距1m，高3.0m，寬2.6m，使工作面切巷斷面達到7m。

（2）采用滑移式臨時支護裝置做臨時支護，頂梁寬3.6m，刷擴斷面2.6m，頂梁始終有1m 寬托在工字鋼棚下支撐。滑移式臨時支護裝置屬交叉式，任意移動滑移式臨時支護，頂板工字鋼棚始終處于護頂狀態，有效控制頂板。

（3）推移滑移式臨時支護裝置，首先降下1#支護立柱，使其脫離頂板工字鋼棚，利用推移缸前移1m 后升起立柱接緊頂板工字鋼棚，并把1#支護架前伸縮梁伸出，在1#支護架接頂后，降下2#支護脫離頂板，利用推移缸前移2#支護架1m。同時把2#支護架頂梁伸縮梁向后伸出1m，再將2#支護架升起接頂。二次循環進尺步驟相同，使滑移式臨時支護裝置后有2m 距離，開始安裝液壓支架。

（4）安裝液壓支架前，先將滑移式臨時支護裝置工作面側的部分單體支柱回收，形成支架調向空間。

（5）液壓支架安裝完成，將支架前護幫板打出，在護幫板下方施工四根玻璃鋼錨桿（上下間距1m，左右間距0.8m），防止片幫事故。遇到側幫壓力大時，應加密錨桿數量，有效控制側幫壓力。

4 液壓支架安裝方法

（1）將運輸液壓支架的平板車運至機尾三角點，將平板車鎖牢墊實，與工作面液壓支架安裝叉車一側垂直靠緊，利用絞車硐室回柱絞車牽引液壓支架，平穩地將液壓支架牽引至液壓支架安裝叉車上。利用液壓支架安裝叉車推拉缸鎖緊液壓支架后，操作液壓支架安裝叉車兩側推拉缸將液壓支架旋轉調向（液壓支架前梁朝機頭方向），用機頭、機尾絞車硐室內的絞車對拉，將其運輸至安裝位置。將卸架平板車運輸至軌道巷指定地點，靠幫翻放。

（2）液壓支架到達安裝地點后，利用推拉缸將液壓支架在液壓支架安裝叉車上旋轉調向90°，使液壓支架前梁伸入滑移式臨時支護裝置2#支護架伸縮梁下方。液壓支架安裝叉車前部鏟板降低，并伸出緩沖裝置，將液壓支架從液壓安裝叉車上緩慢推下，支架落地后接通液壓管路進行升架。液壓支架頂梁與滑移式臨時支護裝置接觸時，將滑移式臨時支護裝置頂梁的伸縮梁收回，最后將液壓支架升實接頂。

（3）安裝時，液壓支架中心距為1.5m，每安裝10 架液壓支架效驗一次尺寸，保證液壓支架安裝后與刮板輸送機連接準確。

（4）拆除本架臨時供液，完善液壓支架進、回液供液系統連接。

（5）液壓支架的安裝均按上述方法依次進行，直至工作面支架安裝完畢。

（6）每安裝兩架支架，回收一節3m 軌道，鋪設一節1.5m 軌道。

5 結 論

工程實踐證明，49407 工作面掘進4.4m 寬切巷比施工7.0m 寬的切巷節省20d 時間，為安裝隊的提前進入創造了有利條件。刷擴安裝同步施工技術減少安裝期間人員和材料的投入，提高了工作效率，降低了設備的租賃費用。使用滑移式液壓臨時支護可保證9#煤層頂板的穩定性，消除了在安裝液壓支架過程中人工回收單體支柱的安全隱患，降低了職工的勞動強度。刷擴安裝同步施工技術能快速、安全地安裝液壓支架，為西銘礦綜采工作面正常銜接提供了保障。