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破碎頂板切眼擴(kuò)幫安架同步新工藝技術(shù)應(yīng)用

2021-05-19 03:11
江西煤炭科技 2021年2期
關(guān)鍵詞:工字鋼叉車工藝技術(shù)

田 磊

(山西西山煤電股份有限公司西銘礦,山西 太原 030052)

良好的采掘接續(xù)是確保礦井安全高效生產(chǎn)的必要前提[1-3]。備用工作面需提前一段時(shí)間掘進(jìn)完畢,施工初期切眼斷面較小,需在回采設(shè)備安裝前進(jìn)行二次擴(kuò)幫[4-6]。傳統(tǒng)的切眼一次擴(kuò)幫,隨后對(duì)回采設(shè)備進(jìn)行有序安裝的施工工藝極大延遲了工作面投產(chǎn)時(shí)間,降低了生產(chǎn)效率[7-8]?;谖縻懙V49407綜采工作面實(shí)際生產(chǎn)地質(zhì)條件,提出了擴(kuò)幫安架同步新工藝技術(shù),顯著降低了切眼支護(hù)工作量、降低了掘進(jìn)工期,確保了工作面良好的采掘接續(xù),為工作面安全高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

1 工程概況

西銘礦目前主采9#煤層,49407綜采工作面東部為南四采區(qū)軌道巷,西部為南四大尾巷,南為49409采空區(qū),北為49405綜采工作面。8#煤層位于9#煤層上部,現(xiàn)已回采完畢。8#與9#煤層間距為1.10~4.05 m,平均間距為2.88 m。受49405綜采工作面采動(dòng)影響,49407綜采工作面及兩巷壓力較大。傳統(tǒng)的擴(kuò)幫安架技術(shù),工作面切眼一次掘進(jìn)成巷寬度為6.0 m,采用單體支柱和6 m長(zhǎng)圓木進(jìn)行支護(hù)。由于9#煤層為下位層煤,頂板壓力較大,9#煤從巷道掘進(jìn)形成系統(tǒng)直至工作面安裝綜采設(shè)備,有效控制頂板一直都是管控的上難點(diǎn),也給安全生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的安全隱患。

2 所用設(shè)備及安裝順序

2.1 工作面設(shè)備安裝順序

工作面擴(kuò)幫設(shè)備布置情況見圖1。具體安裝順序?yàn)椋汗ぷ髅驿佋O(shè)2 m軌距軌道→組裝液壓起重機(jī)→組裝液壓支架安裝叉車→安裝中部槽起重車→運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)組件至49407皮帶巷→通過(guò)中部槽起重車將轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)進(jìn)行組裝→在49407綜采工作面內(nèi)組裝滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)→組裝橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和礦用挖掘式裝載機(jī)→組裝40T小刮板輸送機(jī)→進(jìn)行擴(kuò)幫施工同時(shí)完成液壓支架的安裝→拆除擴(kuò)幫所用機(jī)械和設(shè)備 (礦用挖掘式裝載機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置、650皮帶機(jī))→將切眼擴(kuò)幫時(shí)支護(hù)頂板的液壓支架回收并完成叉車安裝→在49407綜采工作面內(nèi)鋪設(shè)軌距為600 mm的軌道→安裝刮板運(yùn)輸機(jī)和采煤機(jī)→安裝使用絞車。

圖1 工作面擴(kuò)幫設(shè)備布置

2.2 擴(kuò)幫支護(hù)及安裝液壓支架方法

(1)擴(kuò)幫支護(hù)安裝順序

工作面擴(kuò)幫設(shè)備支護(hù)情況見圖2,具體安裝順序?yàn)椋汗ぷ髅鏅C(jī)頭擴(kuò)刷位置組裝:滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置→橋式轉(zhuǎn)載機(jī)→礦用挖掘式裝載機(jī)→調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)→擴(kuò)幫支護(hù)→出煤→推移滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置→延長(zhǎng)排煤皮帶系統(tǒng)→安裝液壓支架→擴(kuò)幫支護(hù)→出煤。

圖2 工作面擴(kuò)幫設(shè)備支護(hù)

(2)工作面擴(kuò)幫支護(hù)方法

①擴(kuò)幫方法:使用礦用挖掘式裝載機(jī)截割出深×高×寬=1.0 m×3.5 m×2.6 m的半斷面,從而使49407綜采工作面斷面寬度達(dá)到7 m。

②支護(hù)方法:擴(kuò)幫時(shí)使用滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù),其頂梁寬為3.6 m,并確保頂梁始終有1 m的寬度對(duì)工字鋼棚搭接支撐。該滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置為交叉邁步式快速掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置,可進(jìn)行任意移動(dòng),確保了工字鋼棚一直保持護(hù)頂狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)頂板的有效控制。

③滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)推移方法:首先將1#支護(hù)立柱下降至脫離工字鋼棚位置,并通過(guò)推移缸將滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)前推1 m后升起1#支護(hù)立柱至與工字鋼棚緊貼位置,然后將1#支護(hù)架前伸縮梁伸出; 其次在1#支護(hù)立柱重新接頂后以同樣的步驟完成2#支護(hù)立柱的操作。進(jìn)行相同進(jìn)尺的兩次循環(huán)操作后,滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)后為安裝液壓支架準(zhǔn)備了2 m寬的安裝空間,隨后進(jìn)行液壓支架的安裝。

(3)液壓支架安裝方法

首先,回收滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)工作面?zhèn)鹊牟糠謫误w支柱,以留有足夠的空間方便液壓支架調(diào)向;其次,利用回柱絞車將裝液壓支架的平板車將液壓支架平穩(wěn)地牽引至安裝叉車上,并利用安裝叉車完成液壓支架的調(diào)向,再通過(guò)機(jī)頭和機(jī)尾絞車硐室內(nèi)的絞車將液壓支架運(yùn)送至安裝位置; 然后,將液壓支架在安裝叉車旋轉(zhuǎn)調(diào)向90°,使其前伸縮梁伸入滑移式臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)2#支護(hù)架伸縮梁下方,安裝叉車前部鏟板降低、伸出緩沖裝置并緩慢推下液壓支架,在液壓支架落地后將液壓管路接通并升架,并在支架頂梁與滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置相接時(shí)收回臨時(shí)支護(hù)裝置伸縮梁,隨后將液壓支架升實(shí)并完成接頂;最后,將液壓支架前護(hù)幫板于液壓支架安裝完成后打出,并在護(hù)幫板下方按800 mm×1 000 mm的間排距打設(shè)四根樹脂錨桿,以維護(hù)巷幫穩(wěn)定,防止片幫事故發(fā)生。

注意事項(xiàng):在安裝液壓支架時(shí),確保其中心距為1.5 m,并每十架對(duì)中心距尺寸進(jìn)行一次校驗(yàn),以確保液壓支架和刮板輸送機(jī)的準(zhǔn)確對(duì)接;在對(duì)本架臨時(shí)供液進(jìn)行拆除時(shí),確保液壓支架進(jìn)、回液供液系統(tǒng)處于完善連接狀態(tài); 每安裝兩架液壓支架后,分別回收和鋪設(shè)一節(jié)長(zhǎng)度為3 m和1.5 m的軌道。

3 擴(kuò)幫安架同步新工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1)擴(kuò)幫安架新工藝技術(shù)的應(yīng)用改變了49407綜采工作面切眼掘進(jìn)施工工藝,一次掘進(jìn)4.4 m寬貫通成巷,二次擴(kuò)幫2.6 m,最終使切眼寬度達(dá)到7.0 m,二次擴(kuò)幫與液壓支架安裝同步完成,使得工期縮短了20天,為工作面接續(xù)贏得了充足時(shí)間。

2)擴(kuò)幫安架新工藝技術(shù)所采用的滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置中的液壓支架和工字鋼棚始終保持護(hù)頂狀態(tài),杜絕了漏頂現(xiàn)象的發(fā)生,減少了單體使用數(shù)量,降低了單體租賃費(fèi)用和工字鋼投入成本,消除了傳統(tǒng)安架期間人工回柱過(guò)程中的安全隱患,降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度,確保了職工作業(yè)安全。

3)擴(kuò)幫安架新工藝技術(shù)降低了切眼支護(hù)工作量,更新了現(xiàn)有支護(hù)方式和增強(qiáng)了支護(hù)強(qiáng)度,有效提高了工作面頂板管理水平。

4)液壓叉車的使用,改變了傳統(tǒng)液壓支架安裝工藝流程,杜絕了切眼巷道回柱絞車?yán)浦Ъ苓^(guò)程中負(fù)荷大,拉斷鋼絲繩現(xiàn)象;提高了液壓支架安裝效率,降低了鋼絲繩使用的成本。

4 結(jié)語(yǔ)

2019年8月,該擴(kuò)幫安架同步新工藝技術(shù)在西銘礦9#煤層首次采用,相較于傳統(tǒng)擴(kuò)幫安架技術(shù),避免了49407綜采工作面切眼巷道大斷面施工,消除了破碎頂板安全隱患,降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度和支護(hù)成本,有效解決了工作面接續(xù)緊張的問(wèn)題,為工作面安全高效回采提供了保障。

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