西曲礦28306工作面“快速安拆”工藝應用

馮琦勇

（西山煤電（集團）有限責任公司西曲礦，山西 古交 030200）

0 引言

西曲礦28306工作面掘進副巷期間揭露一風氧化帶（走向63 m），經鉆探驗證，發現工作面中部還存在一個走向長度為80 m的風氧化帶異常區。根據以往工程經驗，工作面過風氧化帶期間對設備運行影響較大，且選煤困難，為保證安全高效生產，故施工了外切眼，甩掉此區域，將工作面一分為二，即28306（1）工作面、28306（2）工作面。

28306（2）工作面切眼中部受風氧化帶影響，有48 m頂板較破碎，巷道采用錨棚支護，切眼擴幫期間，該范圍頂板難以管控，且費工費時，故暫未擴幫。

28306（1）工作面于2020年1月2日開始安裝，3月4日安裝完畢，3月7日開始回采，6月底回采結束。根據生產銜接安排，28306（2）工作面須在2020年9月下旬安裝完畢并達到試采條件。28306（2）工作面安裝時，需將28306（1）工作面切眼的液壓支架、采機等設備拆除并倒入28306（2）工作面切眼內，且切眼內還有48 m需同時擴幫。由于西曲礦安拆工作面多、安拆隊伍少。為保證在有限的時間內安全高效完成以上工程，需引入“快速安拆”工藝。

1 工作面概況

28306（1）工作面可采走向長度為197 m，面長240 m，儲量為21萬t；28306（2）工作面可采走向長度為554/134 m（主要考慮甩掉落差為7 m的斷層），面長240/120 m，儲量為66萬t。

28306工作面主要設備參數如下：液壓支架型號：ZY5600/21/46，數量161臺，采機型號：MG400/920WD，刮板輸送機型號：SGZ-800/800，皮帶型號：D SJ120/2×315，轉載機型號：SZZ-800/315，破碎機型號：PCM-200。

圖1 西曲礦28306工作面平面布置圖

2 快速安拆工藝

“快速安拆”工藝：綜采工作面設備機械化快速安裝、回撤工藝，是利用專業的安裝回撤設備對工作面設備進行機械化快速安拆作業的方法和過程。

快速安拆工藝[1-5]又分為快速回撤工藝、快速安裝工藝、擴安一體化工藝3種。

快速回撤工藝過程：是利用回撤平臺實現抽架并向回撤叉車轉載，絞車牽引回撤叉車（或使用電牽引自行走回撤叉車）將支架運輸至轉載點，再利用裝車裝置將支架轉載至平板車運輸出井；抽架后的扇形區利用自移式扇形區掩護支架進行支護；切眼通道后部落山區采用自移式專用掩護式支架進行支護（也可采用工作面支架作為掩護架），刮板輸送機、采煤機、轉載機等設備則采用液壓起重機輔助拆除。

快速安裝工藝的主要過程，是利用液壓支架卸車裝置將支架從平板車轉載至液壓支架安裝叉車，絞車牽引安裝叉車（或使用電牽引自行走安裝叉車）將支架運輸至安裝地點并卸架安裝；刮板輸送機、采煤機、轉載機等設備則采用液壓起重機輔助安裝。

擴安一體化工藝的主要過程，是在切眼內預先施工完成的設備安裝硐室內安裝銑掘機、滑移式臨時支護裝置、橋式轉載機等設備，利用銑掘機掘進一個循環步距，滑移式臨時支護裝置進行頂板臨時支護，液壓支架則利用裝車裝置轉載至安裝叉車，再利用安裝叉車運輸至安裝地點，利用安裝叉車實現支架調向并安裝，以此循環推進，實現邊擴幫邊安裝的目的。

由于西曲礦28306（2）工作面切眼內僅有48 m未擴幫，經礦領導研究決定，此擴安段采用炮擴工藝，取消安裝銑掘機、滑移式臨時支護裝置等設備。

3 液壓支架的安拆工藝

3.1 液壓支架的回撤工藝

工作面鋪設軌道至10號架處→穩固臨時平臺→30架處穩設臨時拆架①絞車→組裝回撤叉車→安裝裝車裝置→回撤機頭端頭支架→形成掩護架→組裝回撤調向平臺→回撤6-136號液壓支架→重設回撤叉車→重設回撤調向平臺→回撤144-161號支架→回收137-141號支架→回撤兩端掩護架→回撤裝車裝置、支架回撤平臺和叉車→回撤最后2臺（142號、143號）液壓支架

回撤液壓支架前，在工作面正、副巷口各打1個“號”字型包角木垛（3 m×3 m，?200 mm，紅松圓木），并打設中心柱，高度保證接頂嚴實并配合支木對轉載機尾處頂板進行支護，在機頭和機尾3臺支架頂梁挑根5 m工字鋼加強支護，工作面2號支架降柱順出，然后將其調向、拖出。再將1號架降柱順出，作為掩護架。依次前移掩護架拆除其他支架。將撤除空間（三角區）板梁或工字鋼下打好木柱與斜撐柱，保證每根板梁或工字鋼下打設2根點柱，迎山有力，間距0.7 m，點柱使用?200 mm紅松圓木，長度根據現場實際所需高度而定。打設點柱時，點柱下部必須打在硬底上，點柱上部迎落山打設加扒釘加固。

3.2 液壓支架的安裝工藝

補切眼鋪設2 m軌道，在探巷口處鋪設四角道，組裝安裝叉車后，將安裝叉車停放于探巷口靠機尾側，并阻設好。

液壓支架運至補切眼口安裝叉車一側，通過安裝叉車自牽引支架至安裝叉車上后，利用安裝叉車防倒油缸配合叉車兩側推拉頭將支架調向至與工作面平行，調向后用叉車防倒油缸把支架與叉車鎖牢、抱緊，再進行運輸。

3.2.1 1-108號支架安裝工藝

液壓支架運輸到安裝地點后，調整轉盤至水平，利用轉盤將液壓支架旋轉至垂直于切眼，將安裝叉車靠機尾端升起，形成緩坡，利用安裝叉車兩端推拉頭將液壓支架卸車至安裝位置，然后利用機頭處⑦絞車和單體配合將支架靠緊、調正，最后升起液壓支架，并保證初撐力達到24 MPa。

工作面擴安段為110～141號架，共48 m，當支架安裝至劈幫段時，將運輸機安裝好并搭接40T溜子1部，用于擴安段出渣。40T溜子和工作面運輸機搭接爬坡段，必須打設木垛支撐。每擴1個循環為1.5 m，安設1臺支架，40T溜子對槽子接鏈完成1臺支架的擴安，直至擴安段支架全部安裝完成。而后從機尾側開始安裝支架，安裝工藝同1～108號支架的安裝，剩最后142號和143號架時，先回撤工作面安裝設備和絞車，最后用機尾絞車配合導向滑輪用?26 mm×92 mm圓環鏈固定支架進行安裝。

3.2.2 擴安段支護工藝

當工作面108架安裝完成時，先由機頭向機尾方向擴幫1.5 m，放炮后采用4 m工字鋼梁鋪經緯網加單體臨時支護，而后由老山側向煤壁出渣，每清出0.8m棚梁下打設一根單體，直至煤渣全部清理完，形成永久支護，此時為一梁五柱，且108架至擴安段的距離為3 m，當距離不足3 m時必須補眼擴循環至凈寬3 m，并按上述方法打好臨時支護。再開始安裝109架，而后每擴1個循環進度為1.5 m，垂直于工作面架設2根4 m的工字鋼并鋪設經緯網，工字鋼間距為800 mm。最后將待安架使用機頭絞車和安裝叉車輔助進行安設，當擴循環過程中遇頂板破碎時，需補打錨桿聯合支護，錨桿間、排距和已擴補切眼相同。安架過程中原有架棚支護段，需每隔3 m打1組4 m抬棚梁（工字鋼）聯合支護，防止安架時原有架棚支護形成單腿支護傾倒，同時在梁下補打點柱或單體加強支護，防止擴安放炮時崩倒棚子。安架時必須保證抬棚梁靠機頭側插入已安支架頂梁中，且長度不低于500 mm，同時抬棚梁機尾側必須最少有1根點柱或單體，距端頭不低于200 mm，即保證抬棚梁兩端頭都支護可靠有效，不會造成原有架棚支護的失效。擴安段工字鋼視頂板情況逐架回收，遇頂板破碎、壓力大時嚴禁降架回收。

3.2.3 擴安段炮擴循環工藝

1）打眼使用風煤鉆及配套鉆桿，必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用毫秒延時電雷管。使用的爆破器材必須取得煤礦許用產品安全標志，嚴禁使用失效的支護材料。

2）使用炮擴循環時，沿傾向擴循環，從機頭側向機尾方向打眼，眼深1.8 m，有效進度1.5 m，一次裝藥，一次成形爆破。并按間距0.8 m，垂直于工作面打設2根工字鋼，臨時維護頂板，同時靠煤壁側打好貼幫柱。

3）放炮后人工使用大鍬和小鐵鍬將放落的煤攉入40 T刮板運輸機運出。

4 工作面安拆進度

安拆隊伍于2020年7月2日入駐西曲礦，準入培訓和礦屬工種培訓合格后，于7月18日正式入井。開始進行28306工作面安拆作業，8月21日丙班開始拆架，8月21-8月23日每班拆、安、運1架，8月24-8月27日早班每班拆、安、運2架，8月27日二班-8月29日早班，每班拆、安、運3架，8月29日二班-9月4日每班拆、安、運4架，擴安前共安111架；9月7日二班-9月18日早班擴安支架共30架；9月20日二班-9月24日早班機尾段支架全部拆完共22架；9月27日回移設備列車，工作面調架，所有設備鋪設電纜接電試運轉，回收兩巷道設備、小件，搞標準化完畢準備驗收。

5 施工現場不足及今后計劃

1）由于第1次使用安拆設備，通常需要5～7 d的時間才能熟練掌握和使用。

2）外切眼2 m軌道鋪設為切眼中心，后期支架運輸到位轉向后靠前，卸車后還需要調整，由于支架底座位于支架靠后部，因此，今后鋪設軌道時應在巷道中心偏向老山側。

3）使用雙掩護架后三角區域維護工藝隨工程進度一直在優化，在老山側掩護架上方每隔1 m垂直于工作面上1根3 m圓木并在下方加打點柱工藝，能有效控制三角區域頂板，加快拆架進度。

4）炮擴循環工藝前期工序沒有排好，影響進度。

5）回撤平臺拆架對通道高度要求更高，由于鋪網收尾時，回撤通道凈寬為2.8 m，ZY5600型支架以通道為3.2 m最佳，同時工作面高度為3.15 m最佳。

6）探巷內有1組風門，對設備進出有影響，造成安拆進度慢。因此，今后安拆工作面如支架裝車運輸需過風門時，以富余200～300 mm余量為宜。

7）安架過程中嚴格執行先鋪運輸機后安架工藝（擴安工藝除外）。

6 效益分析

1）經濟效益：采用快速安拆工藝后，節省工期約15 d，釋放了勞動力，按照每天3個班組織，每班15人，每人每天支付工資300元計算，總計可節約人工成本約202 500元；采用邊擴邊安工藝后，保證了破碎頂板及時支護，節省了頂板維護所需的耗材，保守估算，可節省耗材30萬元。綜合分析，工作面采用快速安拆工藝后，可產生約502 500元的經濟效益。

2）社會效益：從降低工人勞動強度角度分析，快速安拆工藝比傳統普通安拆工藝優勢明顯，具有較好的社會效益。

3）安全效益：采用雙掩護架，作業環境更安全；撤架通道內采用打設工字鋼吊梁的方式保護插梁，保證了撤架期間的頂板安全；快速安拆設備的起吊、裝卸等動力均使用液壓系統，減少了導鏈、絞車、千斤等設備的使用，減輕了工人勞動強度；快速安拆設備有一套完整的固定、提升系統，人員可在相對安全的距離進行操作，有效保障了施工人員的人身安全。