摘要：厚煤層綜采放頂煤工作面切眼掘進(jìn)，是綜放工作面生產(chǎn)準(zhǔn)備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章介紹了堅(jiān)硬厚煤層條件下，運(yùn)用采煤機(jī)擴(kuò)掘綜放工作面大斷面切眼（掘進(jìn)寬7.2m，面積21.6m2）的工藝技術(shù)

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；掘切眼；堅(jiān)硬厚煤

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）04-0090-02

厚煤層綜采放頂煤工作面切眼掘進(jìn)，是綜放工作面生產(chǎn)準(zhǔn)備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。紅會一礦通過采煤機(jī)進(jìn)行大斷面切眼擴(kuò)掘技術(shù)研究，不僅提高了掘進(jìn)工效，縮短了工期，而且設(shè)備利用率高，巷道支護(hù)效果好。實(shí)現(xiàn)了綜放工作面設(shè)備安裝通道快速高效形成的目標(biāo)，有效的保證了綜放工作面的安裝時間。

1 工程概況

紅會一礦1703工作面位于七采區(qū)東北部，工作面設(shè)計(jì)走向長度732m，傾向長度180m。工作面切眼初期掘?yàn)樾嗝?，斷面形狀為圓角矩形，面積為12.0m2，寬4.0m，高3.0m，凈寬3.8m；根據(jù)正規(guī)工作面設(shè)備安裝要求，切眼斷面應(yīng)擴(kuò)掘?yàn)椋好娣e21.6m2，寬7.2m，高3.0m，凈寬7m，凈高2.9m。工作面煤層為黑色塊狀，含有鈣質(zhì)薄膜和少量的黃鐵礦薄膜，上部多為瀝青光澤，中間夾有0.3m厚左右的中粒砂巖，工作面煤層西部厚約15m，東部厚約5m，平均厚度為10m.煤層硬度系數(shù)f=2～5，比重1.35T/m3。

2 實(shí)施方案

在原小斷面切眼安裝SGZ764/500刮板輸送機(jī)一臺和MG-300/700-QWD型雙滾筒采煤機(jī)一臺。

利用采煤機(jī)割幫，邊割幫邊支護(hù)，一次成巷。

3 實(shí)施工藝

采煤機(jī)進(jìn)刀方式：在工作面上口采煤機(jī)安裝位置，利用放炮開機(jī)窩，使采煤機(jī)直接進(jìn)刀。

割煤：采用雙向割煤，即采煤機(jī)下行割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，行至工作面刮板機(jī)頭割通煤壁，將前滾筒降下割底煤，空刀上返清理浮煤至刮板輸送機(jī)彎曲段，中下部斜切進(jìn)刀。后滾筒割頂煤，前滾筒割底煤，上行至工作面刮板輸送機(jī)直線段后將刮板輸送機(jī)推直，后滾筒降下割底煤，前滾筒升起割頂煤，采煤機(jī)下行割通工作面機(jī)巷煤壁，采煤機(jī)前滾筒降下割底煤，上行割煤，后滾筒割頂煤，行至工作面刮板機(jī)機(jī)尾割通煤壁，采煤機(jī)后滾筒降下割底煤，空刀下行清理浮煤至刮板輸送機(jī)彎曲段，中上部斜切進(jìn)刀，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，下行至工作面刮板輸送機(jī)直線段后將刮板輸送機(jī)推直，后滾筒升起割頂煤，前滾筒降下割底煤，采煤機(jī)上行割通工作面風(fēng)巷煤壁，采煤機(jī)后滾筒降下割底煤，空刀下行清理浮煤至工作面刮板輸送機(jī)直線段后，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，采煤機(jī)下行

割煤。

裝運(yùn)：工作面采用采煤機(jī)滾筒自行裝煤，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

推溜：推溜是采煤機(jī)擴(kuò)掘大斷面切眼的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過研究采用5根DW32-250/100型單體液壓支柱交替進(jìn)行推移刮板輸送機(jī)。當(dāng)擴(kuò)面距離大于單體液壓支柱伸長量而無法推移刮板輸送機(jī)時可采用圓木配合。

支護(hù)：采煤機(jī)每割30m，返回到已支護(hù)段，停電閉鎖，然后完成下一段的支護(hù)。

4 作業(yè)循環(huán)

采用雙向割煤方式，在工作面往返一次為一個循環(huán)，每次進(jìn)刀0.6m。采煤機(jī)下行割煤、移刮板輸送機(jī)、中下部斜切進(jìn)刀、采煤機(jī)上行割煤、移刮板輸送機(jī)、中上部斜切進(jìn)刀為采煤全過程。

圓班割通一幫，長度180m，按照工作面擴(kuò)掘側(cè)總寬度3.2m計(jì)算，擴(kuò)掘該工作面共計(jì)需正規(guī)進(jìn)6刀，即可形成3.2m寬的通道。為此，實(shí)行“三.八”作業(yè)制，由于采煤機(jī)和刮板運(yùn)輸機(jī)工作時間短，所以該段時間不安排整班檢修時間，利用三班作業(yè)，為了有效控制頂板，及時支護(hù)，當(dāng)采煤機(jī)割幫30米時，必須停機(jī)閉鎖刮板輸送機(jī)進(jìn)行打注錨桿及時支護(hù)。每班沿工作面傾斜方向割幫60m，即圓班完成一個循環(huán)，工作面沿走向推進(jìn)0.6m，完成擴(kuò)掘斷面為9.6m2的設(shè)備安裝通道，即用6天時間完成切眼擴(kuò)掘任務(wù)，比常規(guī)方法提前13～15天。

5 支護(hù)技術(shù)

5.1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

1703工作面大斷面切眼設(shè)計(jì)斷面形狀為圓角矩形，工作面切眼內(nèi)煤層厚度為4～5m，開切眼掘出后，巷道頂煤厚1～2m，為確保切眼擴(kuò)面安全施工，按照《煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法》中的工程類比法公式計(jì)算。L=K.（1.5+B/10）K：圍巖穩(wěn)定系數(shù)1.1B：巷道寬度7.2m即L=1.1×（1.5+7.2/10）=2.4m。

根據(jù)懸吊理論認(rèn)為錨桿的作用是將不穩(wěn)定的巖層懸吊在穩(wěn)定巖層中，由于巷道頂煤厚度較薄，煤層直接頂為2～5m厚的含礫砂巖，所以選取巷道頂部錨桿長度為2.6m，使錨桿進(jìn)入到穩(wěn)定巖層當(dāng)中，能夠有效支護(hù)巷道，錨桿錨固端按照工程類比法一般取0.4m。為此，錨固端長度確定為1.05m，幫錨桿錨固端長度取0.6m，按照錨桿支護(hù)組合梁理論分析設(shè)計(jì)方法的要求，經(jīng)計(jì)算，巷道頂部錨桿選用Φ20mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距為700×700mm。其錨桿構(gòu)件：尾部使用木托板+鋼墊板+減磨墊片+加厚螺母，每打注1根錨桿，及時進(jìn)行預(yù)緊，使其扭力達(dá)到360N.m，從而達(dá)到了有效支護(hù)巷道圍巖的目的。

采用錨網(wǎng)支護(hù)方式，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，巷道頂部布置5根?20×2600的樹脂錨固劑螺紋鋼錨桿，錨桿間排距700×700mm，幫部布置4根?20×1800的樹脂錨固劑螺紋鋼錨桿，錨桿間排距700×700mm。選用12#鉛絲菱形網(wǎng)及Z2835的樹脂錨固劑。錨桿托板使用300×200×70mm木托板+120×120×8mm的小鐵托板，錨桿螺母使用加厚螺母。

為加強(qiáng)巷道支護(hù)，在切眼頂部按3m的間距呈三花形布置兩排?15.24×7000mm的錨索加強(qiáng)支護(hù)。

聯(lián)網(wǎng)：支護(hù)錨網(wǎng)采用單層12#鉛絲菱形網(wǎng)，菱形網(wǎng)長邊沿工作面傾斜方向，短邊沿工作面走向方向，網(wǎng)與網(wǎng)之間采用14#鉛絲聯(lián)網(wǎng)，每孔必聯(lián)，每扣扭三扭，每米聯(lián)網(wǎng)不少于12扣。

6 效益分析

使用采煤機(jī)擴(kuò)掘，安裝一臺SGZ764/315刮板輸送機(jī)及一臺MG-300/700-QWD型雙滾筒采煤機(jī)，擴(kuò)掘結(jié)束不用回撤，直接用于采煤。減少了綜放工作面后期安裝工作量，大大縮短了安裝工期，節(jié)約資金11.6萬元。

安裝、回撤30型刮板輸送機(jī)和綜掘機(jī)，設(shè)備運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，浪費(fèi)人力、物力，加大了工人的勞動強(qiáng)度以及設(shè)備運(yùn)輸安全管理難度，安裝、回撤一次綜掘機(jī)需要至少30個工時。

縮短掘進(jìn)工期，用綜掘機(jī)擴(kuò)面，180m長的切眼，計(jì)劃工期33天，運(yùn)用采煤機(jī)擴(kuò)面，僅用6天時間，提前27天完成任務(wù)，節(jié)省人工工資42萬元。

采用采煤機(jī)擴(kuò)面后，立即安裝支架，及時起到了支護(hù)作用，有效減少了大斷面切眼暴露時間，改善了工作面安裝狀況，保證了工作面安裝期間頂板安全，為順利安裝創(chuàng)造了良好的條件。

提前安裝了前溜和采煤機(jī)，加快了綜放工作面安裝速度，可節(jié)省120個工日，節(jié)省資金30余萬余元。

經(jīng)過錨桿拉拔試驗(yàn)及數(shù)據(jù)監(jiān)測，證明全斷面整體支護(hù)效果良好，圍巖穩(wěn)定，保證了整個工作面安裝期間的切眼斷面。

7 結(jié)語

采用采煤機(jī)擴(kuò)掘大斷面切眼，擴(kuò)掘速度快，工藝簡單，減少了人工攉煤的環(huán)節(jié)，降低了工人勞動強(qiáng)度，縮短了工期，提高了工效。

綜放工作面大斷面切眼采煤機(jī)擴(kuò)面，對初掘切眼的支護(hù)無任何影響，既不空頂作業(yè)，而且錨桿支護(hù)的空間大，便于支護(hù)作業(yè)人員操作。該技術(shù)可在同類條件的切眼擴(kuò)掘過程中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：張仲平（1974—），男，甘肅會寧人，靖遠(yuǎn)煤電股份有限公司安全監(jiān)察局機(jī)電工程師，注冊安全工程師，研究方向：煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)管理。endprint