大采高综采工作面快速安装工艺研究

大采高综采工作面快速安装工艺研究
李国友
【摘要】中煤阜阳矿业有限公司在总结以往工作面安装工艺基础上,通过优化与改进,逐步形成了一套安全、快速、高效的大采高综采工作面安装工艺,节省了安装时间、降低了安装费用.
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2018(000)001
【总页数】3页(P24-26)
【关键词】大采高;综采;安装
【作者】李国友
【作者单位】中煤新集能源股份有限公司板集煤矿,安徽利辛 236744
【正文语种】中文
【中图分类】TD823.97
1 概况
（1）工作面情况。

中煤阜阳矿业有限公司设计年产量5Mt，该矿121304工作面切眼位于西翼13-1采区内，采用综放工艺，回采的13-1煤层直接顶主要为泥岩层和细砂岩层，泥岩层裂隙发育，局部较松软，煤层厚约4.5m，煤层倾角3～10°，此工作面为刀把工作面。

工作面设备明细见表1。

表1 工作面设备明细表名称型号数量地点特殊端头支架 ZT13800/29/55 1台
工作面切眼普通支架 ZZ13000/27/60D 200台工作面切眼采煤机 SL-900 1台
工作面切眼运输机 SGZ1000/3×1000 1台工作面切眼转载机 SZZ1200/700 1套工作面机巷破碎机 PLM3500 1台工作面机巷皮带自移机尾 DY1400 1套工作面机巷乳化泵站 BRW500/31.5MPa 5泵3箱工作面风巷口
（2）巷道及切眼布置。

121304工作面风巷长972m（里切眼中到停采线），机
巷长937m（里切眼中到停采线），切眼长度为两巷中对中350m，里切眼254m，外切眼96m，两切眼联巷281m，切眼最大坡度11°，最小坡度6°。

风机巷均锚
网索联合支护。

工作面安装ZZ13000/27/60D型号的支架需要切眼净宽9.5 m（设计切眼掘进宽度5.0m，刷扩宽度4.5m），净高4.8m，断面45.6m2，如此大的断面对于支护来说是非常困难的，特别是阜阳矿业有限公司属于千米深井开采，地压大，大断面巷道施工将是需要首要解决的难题。

2 工作面切眼刷扩技术
经研究，采取合理的支护方式，同时进行切眼刷扩与综采设备安装工作，不但保证了安装工期与施工进度，而且解决了支护困难问题。

先使用综掘机在切眼进行刷扩，刷扩到40m时开始安装支架。

（1）出货系统选择。

刷扩过程中需要将综掘机刷扩煤运出工作面，同时工作面里面出货系统还不能影响工作面支架、运输机的安装。

根据现场实践，工作面刷扩出货采用40T链板机在刷扩后30m范围内将运输机适当向煤壁侧弯曲，弯曲后切眼空间能够满足安装支架和运输机的需要。

链板机及运输机安装示意见图1。

（2）刷扩期间支护。

工作面刷扩采用锚网索+M钢带联合支护方式，即采用锚杆、锚网、钢带、锚索+M型钢带（纵向铺设）支护方式，锚网采用单层网。

帮部采用锚杆支护，顶板采用锚索支护。

根据实践经验，工作面刷扩期间刷扩迎头距离安装支架之间距离控制在30～40m之间，刷扩与安装支架之间不会相互影响，同时
30～40m距离可以保证40T链板机能够在设备弯曲程度范围内向煤壁侧挪移。

由于切眼刷扩后断面较大，在安装支架与刷扩迎头支架打设一个木垛支护顶板。

图1 工作面出货系统布置图
3 支架运输
3.1 运输设备的选择
采用单轨吊运输方式运输支架。

3.2 巷道高度的确定
为便于支架安装时的顶板控制，同时方便在切眼的单轨吊运输支架，设计切眼掘进宽度5.0m，刷扩宽度4.5m，切眼高度的确定参照如下公式：
H=（L+S）×γ=（2.8+1.4）×1.2=5.0m
其中：
H-末采采高及撤架通道高度，m；
L-支架最低高度，取2.8m（端头支架）；
S-单轨吊高度，取1.4m；
γ-安全系数，取1.2。

经计算，设计切眼高度不低于5.0m。

3.3 单轨吊参数及校核
运输解体支架采用八驱单轨吊，运输整体支架采用十驱单轨吊，单轨吊参数见表2，工作面设备解体后重量明细见表3。

经验算，单轨吊机车牵引力、单轨吊轨道承载能力与单轨吊连接件承载能力均满足需要。

表2 单轨吊参数表设备名称 DZ 2200型柴油机单轨吊（沙尔夫八驱）DZ 2200型柴油机单轨吊（沙尔夫十驱）类型 DZ 2200 3+3 DZ 2200 3+2+5主机尺寸5013mm×800mm×1229mm 5013mm×800mm×1229mm牵引力 140kN
275kN制动力 210kN 412.5kN抱闸数量 12 20转弯半径≥4m(水平方向）；
≥8m（垂直方向）≥4m(水平方向）；≥8m（垂直方向）最大爬坡能力30° 30°最大速度 2.15m/s 0.85m/s发动机功率 130kW 130kW总排量 6640cm3
6640cm3发动机冷却系统水冷水冷发动机运转的温度范围－10℃－+40℃ －10℃－+40℃
表3 综采设备分解后重量明细设备名称重量设备名称重量设备名称重量支架底座 15.5t 采煤机滚筒 9.7t采机底托架2×8.5t支架顶梁 15.5t 运输机传动部 15t
转载机传动部 7.5t支架掩护梁 14.5t 运输机机头 15t 转载机机头 10t采煤机摇臂15t 运输机机尾 16t 破碎机 15t立柱 2.002t
4 支架组装
传统的支架组装工艺采用风动葫芦组装，操作繁杂，且不能充分利用解体间车场。

采用液压支架组装装置简化的解体工艺。

液压支架组装装置为框架结构（见图2），由底座、支撑缸、支撑缸套筒、跑车架、跑车构成。

跑车架由四根横梁、四组支撑缸套筒通过销轴、小斜拉撑连接而成。

支撑缸活柱插入支撑缸套筒，外缸坐入底座，并通过两边的大斜拉撑形成整体框架。

图2 液压支架组装装置示意图
跑车为两半结构，通过四块连接板、若干螺栓、螺母连成整体，跑车含四件行走轮，整体坐于跑车架上方，通过两根控制油缸实现跑车的左右移动。

跑车上含四组上层控制油缸，两组下层控制油缸及六组固定链轮座。

其中上层控制油缸由两根
ZZ7600伸缩千斤顶改制后串联而成，由其驱动链轮（其中链轮轴两端安装有自润滑轴套）在预定轨道中行走，以控制起吊链的升降。

下层控制油缸（对应轨道上安装有自润滑滑板）也是由一根ZZ7600伸缩千斤顶改制而成，该油缸的作用是调
节两组起吊链之间的距离，以适应不同的起吊要求。

每组固定链轮座分别对应不同的起吊链位置，可根据实际使用情况进行选择。

支撑缸由ZZ9200立柱改制而成，二级行程作废，即活柱伸出来后将不能收回。

4.1 流水线组装支架
由于组装支架工序繁琐，需要将组装支架工序分解形成流水线作业。

由于安装支架四个立柱所需要的高度不高，在组装间车场位置的高度足够组装四个立柱高度，因此在吊装硐室前大约10m位置组装四个立柱，采用两个10T的风动葫芦组装四个立柱，然后利用车场的小8T绞车导入吊装间支架起组装置下方，再利用支架起组装置组装支架。

4.2 使用液压支架组装装置组装支架
采用液压支架组装装置能够充分利用组装间地轨主道、副道，将底座放在主道上，需要组装的尾梁、前梁等放在副道上，通过支架组装装置将立柱、尾梁、前梁按照组装先后顺序吊到底座上组装，避免了使用风动葫芦反复使用慢绞倒车的现象，提高了组装效率。

4.3 支架组装工序
组装前准备（检查设备完好情况、准备专用工具等）→在吊装硐室前使用风动葫芦将四个立柱组装→将组装好立柱的支架底座平板车用小8T绞车导入吊装间支架组装装置下方→操作控制阀将放在副道上的支架尾梁和顶梁吊到主道上组装→组装各种支架管路→使用小8T绞车导入单轨吊起吊平台。

支架组装流程示意见图3。

图3 支架组装流程示意图
5 结语
121304综采工作面采用切眼刷扩与设备安装同步化、单轨吊运输支架、流水线组装支架、使用支架组装装置组装支架，提高了劳动效率，使得千米深井大采高工作面设备快速安装得以实现。