黃陵二號煤礦大采高工作面高效安裝實踐

鐘祥熙

(陜西黃陵二號煤礦有限公司，陜西 延安 727306)

0 引言

近年來，隨著煤礦綜合機械化水平的不斷提高，礦井安全生產標準化的要求逐漸提高[1-3]。在采煤工作面搬家倒面作業中，一方面要求安全快捷高效，另一方面要求實現工作面精品安裝和清潔回撤[4-6]。

黃陵二號煤礦在總結以往綜合機械化采煤工作面安裝的經驗上繼續創新思維，不斷優化管理模式。針對414綜采工作面的安裝，一方面在安裝前期提前完成地面基礎設施的準備工作及井下輔助運輸系統的鋪筑；另一方面，在工作面安裝期間實現井下大型設備組裝與完善供電、供液系統的平行作業，并且在工作面安裝當中引入設備配件入井的菜單式交接、設備安裝的程序化作業等新思路，極大提高了工作面現場安裝工作的管理水平。

1 設備安裝概況

1.1 工作面概況

414綜采工作面位于黃陵二號煤礦四盤區東南部，工作面走向長度2 637.6 m，傾向長度300.5 m，是目前黃陵二號煤礦傾向最長的工作面。工作面煤層厚度5.2～5.8 m，平均煤厚5.6 m，切眼寬度8.6 m，高度3.8 m。工作面可采儲量為460萬t。

1.2 設備布置

414綜采工作面安裝的設備有ZY10000-26/55型液壓支架174臺、SGZ1200/3×855型中雙鏈刮板運輸機1部、SZZ1300/525型中雙鏈刮板轉載機1部、PLM-4500型破碎機1部、MG900/2215-GWD型采煤機1部、8PK皮帶自移機尾1部、設備列車31臺以及所有線纜、管路等。各設備布置如圖1所示。

圖1 414工作面設備布置平面

1.3 設備安裝流程

首先在膠帶巷安裝設備列車，形成供液系統，其次在切眼處按照從機尾向機頭的方向安裝液壓支架和刮板運輸機，二者平行作業。當刮板運輸機安裝至采煤機位置時，把采煤機各部件運輸到位，然后同時進行液壓支架、刮板運輸機的安裝和采煤機的組裝工作。切眼設備安裝完畢后，在膠帶巷按照從切眼向巷口方向依次安裝超前支架、轉載機和破碎機，然后安裝單軌吊并完善供電、供液系統，最后進行單機試運轉、聯合試運轉。

2 設備安裝存在的問題

以往工作面安裝不論在安裝工藝方面，還是從前期的準備工作投入，或是安裝時間方面都存在欠缺，從而導致安裝工藝落后、安裝效率不高、現場管理水平低等諸多問題。

2.1 安裝工藝

前期準備工作：以往工作面設備安裝前期基礎設施未能準備到位，比如存在運輸線路條件不成熟、多功能車維修保養不到位、設備配件準備不足等多方面問題，直接制約工作面安裝進度和質量。

工作面調車線路不夠優化：407工作面及以前的工作面在巷道掘進期間為便于多功能車在輔運巷正頭掉頭，均施工了100 m長的調車繞道，額外增加了掘進巷道成本和施工閉墻成本，同時也增加了額外的勞動力，造成了資源的浪費。

“多出來”的臨時泵站：409工作面在掘進輔運正頭時，超進架通道多掘了6 m，作為臨時供回液泵站的放置地點。在工作面安裝前期，提前把臨時泵站安裝到位，然后運輸并安裝支架、運輸機和設備列車部分，待設備列車安裝到乳化泵站設計位置時，拆除原有臨時泵站并安裝設備列車乳化泵站。使用設備列車給支架供回液，造成了安裝及拆除臨時泵站這一環節的重復性工作。

井下組裝：井下組裝刮板運輸機和刮板鏈條存在許多的弊端，如井下空間狹小，組裝現場混亂不堪[7-9]；組裝工作效率低，經常出現配件丟失或配件數量短缺需要從地面調配的問題；需要專人在井下組裝刮板運輸機和刮板鏈條，造成人員的浪費，影響其他安裝作業。

2.2 安裝工期及現場管理

安裝工期：由于生產接續緊張，安裝工期短，運輸線路路面維護不到位。經常出現多功能車“陷坑里”問題，短則1～2個小時，長則1～2個班，嚴重影響設備安裝進度。

現場管理水平：以往工作面安裝技術不夠成熟，加之接續緊張等各方面原因，根本無暇顧及工作面現場的標準化和精細化工作，只是一味的要求盡快完成設備組裝工作，實現聯合試運轉。現場管理粗放，效率低，存在許多不安全隱患。

3 改進措施

針對以往工作面安裝存在的各方面問題，經過系統研究，在414 綜采工作面安裝中進行改進，具體包括安裝工藝改進、安裝前期基礎設施投入及安裝現場管理等方面。

3.1 安裝工藝改進

安裝工藝的優化：采用了先安裝設備列車，形成臨時供液系統，再安裝液壓支架、刮板運輸機等設備的新型安裝工藝。使設備列車后期的完善工作和液壓支架、刮板運輸機的安裝工作可以同步進行，省去了以前安裝臨時泵站的環節和臨時泵站硐室的施工，有效地縮短了安裝工期，降低了巷道施工成本。

巷道布置的優化：對比407綜采工作面調車線路巷道布置，如圖2所示，414綜采工作面在巷道掘進過程中，對巷道的布置進行了優化。采用縮短工作面最后一個聯巷和進架通道距離的方式，保證在該聯巷和進架通道就可以完成多功能車的掉頭工作，不再施工調車繞道，如圖3所示。該設計簡化了巷道布置形式，降低了巷道施工成本，同時也省去了安裝后期對調車繞道的封閉工作。

圖2 407工作面繞道設計

圖3 414工作面繞道設計

地面設備調試及組裝：針對井下組裝存在的諸多不利因素，在地面對所有安裝設備尤其是設備列車部分進行檢修和調試，確保各設備性能穩定、可靠。在地面提前進行刮板運輸機部件的組裝工作，先將擋煤板和刮板槽進行組裝，然后按照2節1組的方式，使用啞鈴銷將刮板槽進行連接，安裝好齒軌，并將刮板和鏈條按照50 m一組進行組裝。地面組裝把井下的部分工作在地面上提前完成，實現了安裝工藝上的突破與創新。

3.2 安裝前期基礎設施的投入

安裝前期基礎設施的準備工作主要包含多功能車的維修和保養、設備配件的清單式管理和輔助運輸系統的鋪筑和維修3部分內容。

多功能車維修保養：多功能車是制約工作面安裝的關鍵，工作面所有的大型設備如支架、煤機、運輸機、轉載機、破碎機、設備列車以及皮帶機頭和中部驅動等都需要多功能車從地面運至工作面安裝地點。一方面，需要提前備足多功能車的配件，如空濾、油管、絞車繩等易耗品；另一方面，要建設一支技術過硬的多功能車維修隊伍，及時對每臺車進行維修保養，同時做好每臺多功能車的全生命周期管理工作，對重點車輛要跟蹤管理，及時掌握每臺車的性能和車況。

前期物資的“菜單式”準備：綜采工作面設備安裝的關鍵是前期物資的準備工作，如果安裝過程出現材料、配件準備不足或是配件型號不符等問題，就會直接影響工作面的高效安裝[10-13]。在安裝前期物資準備過程中融入“菜單式”管理方法，將安裝所需的設備、配件、工器具及材料等物資按照設備配件部分、供電系統、供液系統及超前支護劃分為4部分，并列出每部分的設備安裝清單，按照清單對每一部分的物資逐一進行型號、數量及存放位置核實；對急需或關鍵環節的材料、配件，比如回風超前支護材料、設備列車乳化泵站部分及工作面臨時供回液管路等物資進行跟蹤管理，確保工作面安裝準備工作有序開展。

井下輔助運輸系統的鋪筑及維護：綜采工作面大型設備的運輸工作主要依靠多功能車完成，而多功能車運輸的關鍵還在于運輸前期輔運巷的鋪路和運輸期間路面的維護工作。①輔運巷鋪筑三合土路面。提前進行412輔運巷(414回風巷)起底和414輔運巷的路面鋪筑工作，解決工作面安裝中輔助運輸和通風兩大問題。412輔運起底當中按照清潔回收、重復利用的原則，采用分層起底的辦法，最大限度的回收表層的三合土，運至414輔運巷二次利用鋪筑三合土路面。一方面為礦井節約了成本，另一方面減少了地面裝料下料的環節，緩解了輔助運輸壓力，并且為鋪路工作最大限度的節省了時間。經實踐證明，重復使用鋪筑的三合土路面可滿足414綜采工作面輔助運輸任務。②運輸線路路面維護。工作面安裝當中，路面的維護是極為重要的一個環節。由運輸隊負責大巷運輸線路的維護工作，準備隊負責輔運巷的路面維護。運輸隊每班安排5～6名專人負責路面的維護工作，對重點維修段如北二二號輔運大巷段進行班班維護；準備隊每班安排多功能車司機在完成運輸任務后對414輔運巷路面進行維護。③輔運巷照明。在設備運輸通道安裝LED照明燈，完善照明系統，保證設備運輸期間視線清晰，確保運輸安全。

3.3 安裝現場管理

設備及配件的“清單式”管理：通過“六零”及“菜單”管理，降低材料、配件費用支出。例如在“零丟失”方面，建立設備配件入井管理清單。地面建立設備配件入井臺賬，井下建立設備配件接收臺賬，臺賬記錄清楚時間、班次、配件名稱、數量及派送人、司機和接收人。確保設備配件從入井到使用成為一個閉環過程，杜絕了設備配件的丟失。

多功能車安全運輸“菜單式”管理：結合多功能車人況、車況及路況的“三況”確認和“人、機、物、環、管”5要素編制多功能車運輸崗位作業菜單，保證車輛從開始使用到使用結束都按照一套完整的程序進行安全確認，保證運輸安全。

設備安裝程序化作業：程序化作業就是將作業的標準操作步驟和要求以統一的格式表現出來，用來指導和規范作業行為和習慣，其核心就是將行為動作統一規范化。根據“精細化”管理中“作業創精優”的要求，在綜采工作面設備安裝工作中，不斷優化作業標準和作業流程，將程序化作業融入到設備安裝的各個環節，每臺設備的安裝從開始的安全確認到設備安裝結束都按照一套完整的程序化作業流程進行，以保證設備安裝工作安全、有序的進行。

作業現場標準化管理：將“精細化”管理的各項要素融入到設備安裝現場中，根據現場實際情況，將作業現場進行區域劃分，分為設備安裝區，備用設備堆放區，小型配件擺放區等，保證現場設備、材料等整齊有序；并在設備安裝區域安裝照明燈，保證安裝現場視線清晰，提高作業安全性。

科技興安，積極引進新設備：按照國家安全監管總局關于開展“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動精神，以機械化生產替換人工作業、以自動化控制減少人為操作，大力提高企業安全生產科技保障能力。二號煤礦在414工作面膠帶巷超前范圍內安裝2組框架交錯式ZQL2×5000/21/40型巷道超前支護裝置，相互推拉，支護進風頂板，支護距離29.5 m，采用該支護方式有效地降低了人員勞動強度和不安全因素。

4 結語

通過工作面設備安裝前的統籌安排部署，為工作面設備順利安裝做好了充分的準備工作。安裝工作中積極引進菜單式管理、程序化作業等先進的管理方法，實現了綜采工作面的設備精細化安裝。科技興安、大膽創新，不斷優化安裝工藝，標準化和精細化管理作業現場，使安裝現場環境得到了很大改善，安裝工作更加規范，落實了以人為本的理念。