綜采工作面多元快速精準對接技術的應用

周 峰

(淮北礦業(集團)有限責任公司 臨渙煤礦， 安徽 淮北 235000)

目前綜采工藝較為成熟，對于中厚煤層能夠做到最大化的回收資源，但是遇斷層構造等特殊情況，使用綜采工藝的常規工作面布置易造成設備的損壞，影響資源回收。因此為提高礦井煤炭資源回收率，工作面常采用特殊的刀把式布置形式[1]，隨著工作面的推進，實現里工作面和外工作面切眼的對接。以往工作面對接僅僅是把提前預留的運輸機溜槽、支架進行連接，未考慮運輸機經過回采后的磨損因素，尤其是在剩余可采長度較長、工作面條件較差時，會導致在后續回采過程中運輸機事故多發，頻繁更換運輸機溜槽[2]. 臨渙礦已回采結束的1061工作面就曾出現過同類型事故，嚴重影響工作面的安全回采。臨渙礦1065綜采工作面與1061工作面同屬六采區，煤層賦存情況、地質條件以及工作面布置形式相似。為避免1065工作面后期受機電事故影響制約工作面產能，通過分析研究該工作面的地質特點，擬實施工作面對接期間在時間、空間上增加可與對接工作同步施工的工程。

1 概 況

1065綜采工作面布置在兩大斷層之間，其東部為1061工作面和DF121正斷層，南部為NF3正斷層，北部為DF232正斷層。工作面設計走向長度1 003 m，傾向長度174.5～277.5 m，見圖1.

受斷層影響，該工作面設計為對接工作面，里工作面安裝一部SGZ800/2×700型刮板運輸機，共計安裝121架ZY6800-19/40D型液壓支架，外工作面安裝69架ZY6800-19/40D型液壓支架。風巷使用5架ZQL2×4000/18/35超前支架作為臨時支護。工作面設計回采期為19個月。該工作面同時安裝了XDYZ(D)型綜采自動化控制系統，可實現采煤機記憶截割采煤；液壓支架自動跟機移架，綜采系統“一鍵”啟停；地面調度集控中心遠程實時監控、操作采煤機、液壓支架、刮板運輸機等設備運行的智能化工藝。

2 技術難點分析

2.1 空間有限

1) 更換的新舊大件設備較多，施工現場空間有限，設備的轉入、轉出以及存放受空間限制，不利于平行作業。

2) 正常情況下，工作面完成對接需要3天時間，更換運輸機溜槽、鏈條，安拆至少10天，為保證產量，計劃10天內完成。

2.2 施工工藝復雜化、多元化

工作面對接的同時，增加更換溜槽、鏈條和刮板等工作，使整體施工的組織、工序更為復雜化、多元化，多個施工環節在時間、空間上交叉影響多，并且大件起吊、拉運頻繁，存在較多安全隱患。

3 施工方案分析及技術要求

3.1 方案制定原則

多元化對接模式具有施工工序多、作業戰線長、準備時間久等特點，因此方案的制定需兼顧能平行作業、少相互影響、高安全性能、能分階段實施等。

3.2 關鍵點工程

1) 風巷超前支架由于其位置的特殊性關系到整體工程的進程，提前回收有利于準備工作的實施。綜合考慮，風巷超前支架隨里工作面的正常回采逐步向外拉移，當最外面一架拉移至對接切眼下口時，依次拆除、回收至對接風巷，并組裝排列好，既保證了里風巷正常的超前支護，又減少對其他準備工程的影響。

2) 運輸機左變1至左變6溜槽占用空間和更換難度大，影響整體施工的進展。

3.3 準備工程及技術要求

1) 對接切眼內臥底：確保道面距頂板高度不小于2.8 m.

2) 巷道加固：為減少施工地點受采動影響，提前對回絞硐室、裝車平臺地段等關鍵地點進行加固。

3) 提前安裝對接切眼內智能化系統所需的設備、電纜及管路。

4) 溜槽提前運至對接切眼內的支架底座前碼放整齊并確保牢固可靠。

5) 安裝回絞、裝車平臺以及單臂吊。

6) 里工作面正常生產期間，利用機電檢修時間更換左變1至左變6溜槽。

3.4 對接前里工作面回采狀態的調整

里工作面回采至距外切眼煤壁側35 m前，用對接控制基準線及時控制工作面支架方向，使121架與對接面內122架的間隙控制在200～300 mm. 里工作面保證采高在3.0～3.5 m，運輸機俯采傾角不大于15°，控制里段工作面回采方向、偽斜角度使其與外切眼夾角不大于7°，見圖2.

圖2 外切眼對接前平面示意圖

4 施工工藝流程及完成概況

4.1 施工工藝流程

1) 里工作面回采至距離對接切眼5 m時，巷道加固、臥底調道、回收超前支架、更換左變1至左變6溜槽、回柱絞車安裝、對接切眼內智能化設備安裝、運輸機溜槽鏈條的準備、工具材料的準備以及工作面回采狀態的調整等工作已全部完成。

2) 里工作面回采至預定對接位置后，掐斷運輸機機頭、機尾上鏈，在第9架、第113架處拆除運輸機銷子使溜槽脫節。運輸機齒箱、電機連同機尾溜槽整體拆除拉運至對接切眼上口，運輸機上鏈、底鏈向上拉移至對接切眼下口裝車平臺，分段裝車升井，見圖3.

圖3 外切眼對接后平面示意圖

3) 新溜槽每6架成組向下拉運至第9架向上碼放在煤壁側，為減少人員拉運回絞鉤頭距離，反向由下向上依次6架成組向上拉運舊溜槽。舊溜槽拉運至裝車平臺段后，2架一組裝車升井。

4.2 工藝流程特點

對接切眼上口主運絞車與里工作面上口絞車運行相互不干擾，主運絞車轉運新舊設備期間，里工作面進行拆除、安裝、轉運設備以及輔助安裝等工作。施工現場整體形成多地點、多工序、多小組平行作業，具有相互影響少、安全性能高的特點。

4.3 對接工作用時概況

轉運機尾齒箱、電機以及回收舊運輸機鏈條用時5個小班(1.7天)；更換溜槽10個小班(3.3天)；安裝新鏈條用時4個小班(1.3天)；機尾齒箱、電機安裝及輔助安裝、設備調試用時2個小班(0.7天)；對接工作總用時7天，提前3天完成計劃。

5 結 論

1) 創新對接方法。以往工作面對接只是把前期鋪設好的溜槽、鏈條等進行連接，未充分考慮前期已使用溜槽、鏈條的自身情況是否會對后期回采造成影響，此次對接通過將前期安裝的溜槽、鏈條全部更換，創新了對接方法。

2) 提高對接工效。對接期間，通過分析工作面對接與更換運輸機溜槽、鏈條技術工藝之間的關系，1065工作面在實現快速、精準對接的同時，更換121架運輸機溜槽、360 m鏈條、刮板等設備和材料，原計劃用時10天，實際僅用7天就完成了更換、對接、調試等各項工作，比計劃提前3天。

3) 多工序協調好。此次對接相較于以往，在施工工序上和勞動組織上較為復雜，需要將新溜槽全部運至工作面等待更換，舊溜槽、鏈條、刮板等全部拆除轉走，運輸機機尾齒箱電機拉至新對接切眼上口處等待安裝，鋪設新溜槽，安裝鏈條、刮板和齒箱電機，最后調試運轉。

4) 安全系數提升。1065工作面對接完成至回采結束，運輸機溜槽未進行更換，相較于以往回采的1061工作面更換多達55塊運輸機溜槽的情況，提高了安全生產系數。

5) 實現了高產高效回采。對接完成后，工作面長度達到280 m，每天割煤均在4刀左右，日產4 500 t左右，未發生過大的機電事故。

工作面多元快速精準對接的完成，免受機電事故頻發的影響，緩和了礦井接續緊張的狀況，保證了工作面生產的連續性，使工作面生產能力大大提高，促進礦井的高產高效建設。