综放工作面回撤与安装新工艺在小康矿的应用.doc

综放工作面回撤与安装新工艺在小康矿的应用朱永庆 艾俊友 李立军 尹立波1 问题的提出综合机械化放顶煤开采在铁法煤业集团小康矿已应用10 a，由于综放工作面设备吨位重，其回撤、安装劳动强度大，浪费人力、物力，效率低，不安全，至今没有大的改观，已不适应安全高效生产的要求，因而如何安全、快速回撤及安装综放工作面设备是摆在小康矿面前急待解决的课题。为了适应煤炭生产日益渐大的需求以及提高企业效益，小康矿自制研制加工回撤用的支架运输车、工作平台，安装用的组装液压起吊架、支架运输车及安装运输机中用的机械手等机械设备，通过S2S3段综放工作面回撤与S2S6段综放工作面安装井下工业性试验，取得了较好的安全技术效果，使综放工作面回撤工期提前18d，安装工期提前31d，为小康矿增产原煤15.5万t，净增收入达155.0万元。2 以往综放工作面设备安装与回撤方法以往开切眼一直采用小断面掘进，每安装一个综放工作面，都得采用边开帮边安装的方法；该方法是在开切眼内铺设400kW型刮板运输机，采用爆破法劈帮，打护顶锚杆维护顶板，人工拉锹出货；货出净后，将液压支架拉到刮板运输机上锁牢，开动刮板运输机将液压支架运输到需安装位置后，再利用人工使用本液压支柱、滑轮进行调向、升液压支架；而铺设前、后刮板运输机中板则采用手拉葫芦起动机安装；所有液压支架安装完后拆除400kW型刮板运输机。此方法工艺复杂，调试时间长，从开始安装转载机、前后部刮板运输机、液压支架、采煤机，到试生产一般需用45d；另外，综放工作面回撤液压支架方法则是利用人工使用单体液压支柱、滑轮、绞车将液压支架拉出原位并进行调向，然后就地分解，每组液压支架分解成三部分（即前梁、尾梁、主体），分解时采用手拉葫芦起动机；分解后采用“旱地行船”的方法利用绞车将液压支架拉至回风巷的装车硐室，再用绞车把各部件拉上装车平台，用起吊缸将部件吊起放到平板车装车运走。此方法工艺复杂，劳动强度大、安全隐患大、配件损失严重，一般需用40d才能结束回撤综放工作面设备工作。3 新工艺安装的开切眼及组装硐室支护设计3.1 开切眼及组装硐室工程支护形式为了满足安装设备的工作条件，开切眼及组装硐室必须采用大断面，为此，总结了建矿以来极软岩支护经验，重新确定了开切眼及组装硐室的支护形式。（1）支护形式为U36型钢椭圆拱形棚（开切眼）及半圆拱形棚（组装硐室）、锚杆、挂网、喷混凝土的复合支护。（2）支护工艺设计。巷道顶板按间、排距为800mm600mm打锚杆加固围岩，锚杆采用螺纹钢M242 400mm等强锚杆，锚深为2 300mm，外露为100mm，锚固剂采用CK2334型，每孔装药3支，托盘采用特制的350mm120mm的铁托盘。紧贴棚里沿挂菱形金属网，规格为1 300mm6 500mm，网孔121mm127mm，在网后背23层木拌；架U36型钢可缩棚，每节梁搭接长度为500mm，每个搭接处上4套U型螺杆式卡缆。每节梁中部上强力拉杆1套，棚距为600mm；喷混凝土充填木拌空隙，形成支护层，隔绝空气，防止煤氧化；在混凝土外按间、距800mm600mm补打M242 400mm螺纹钢锚杆。另外，为保证开切眼及组装硐室的宽度，防止棚腿受侧压力作用而变形，两侧棚腿打锚杆锁紧，每根锚杆的锚固力需达到100kN以上。3.2 支护效果上述支护方案实施后，开切眼及组装硐的底鼓基本得到控制，开切眼及组装硐室从开始掘进到架棚这段时间内顶板下沉速度133mm/h，架棚后24h底鼓量为510mm，底鼓速度为21.25mm/h。巷道经过10 d左右以后，收敛速度基本趋于稳定，高收敛速度保持在30mm/d，宽收敛速度保持在4mm/d。围岩变形量减少了一半以上。通过一次性卧底，即可为综放工作面设备安装提供所需空间。4 液压支架回撤工艺4.1 顺撤机具S2S3段综放工作面回撤液压支架设备布置如图1所示。图1 S2S3段综放工作面回撤液压支架设备布置示意图1-运输巷；2-掩护支架；3-欲回撤支架；4-工作平台；5-1.8m轨道；6-14T回柱绞车；7-支架运输车；8-TD-25绞车；9-TD-40绞车；10-平板车；11-0.6m轨道；12-回风巷。（1）在工作面内铺设43kg/m的铁轨，轨距1.8m，与回风巷内轨道相连轨距为0.6m的轨道重复铺设10m。（2）JD-40和JD-25绞车各1台，布置在机尾处，其中JD-40牵引支架运输车，JD-25牵引平板车。（3）组装回撤液压支架工作平台，组装在欲回撤液压支架及掩护支架的正前方。（4）14T回柱校车2台，布置在重复铺设轨道斜前方，一个是牵引平板车至重复铺设轨道处，另一个作为辅助使用。（5）组装液压支架运输车。（6）平板车，从地面下井经S2S3回风巷至后安全出口处运输液压支架等设备用。（7）弯道1组，装有液压支架与尾梁后的平板车经弯道反至S2S6回风巷。4.2 方法与步骤（1）将工作平台的引架平台伸入到欲回撤液压支架底座下面，将工作平台上的2台回柱绞车牵引钢丝绳从2个调向定滑轮绕过，大绳钩子挂在欲回撤液压支架底座上的起吊孔，启动绞车将支架沿引架平台平移拉到工作平台的调向平台上，此时再将大绳钩子在液压支架底座上的起吊孔调换位置，通过调向定滑轮进行调向，使液压支架与煤壁一致；再将液压支架拉到工作站台的装车平台上。（2）启动JD-40绞车将支架运输车拉到工作平台的装车平台处，调节支架运输车上的吊挂液压支架伸缩缸的4个起吊钩子分别钩在支架底座4个起吊孔内，调节支架运输车上的前后两侧伸缩缸升起支架运输车，使得液压支架离开地面600mm；然后启动JD-40绞车将支架运输车拉到重复铺设轨道处。在液压支架离开工作平台后，利用工作平台上的锚固缸及掩护支架的推拉缸，完成工作平台及掩护支架前移工作，使得工作平台的引架平台伸入到下一个欲回撤液压支架底座下面，重复着回撤液压支架工作。（3）将14T回柱绞车的大绳钩头挂在平板车上，启动回柱绞车牵引平板车（一次牵引2个平板车）到支架运输车处，使得后面平板车正好处于液压支架正下方；然后调节支架运输车上的前后两侧伸缩缸，4个起吊钩伸出，把液压支架底座平稳地落到平板车上，并用15.5mm钢丝绳将液夺支架与平板车绑牢；而后调节支架运输车拆卸尾梁的伸缩缸，使得拆卸链子吊起尾梁，然后拆卸钩子钩住销子将销子抽出，达到拆卸尾梁之目的；再调节支架运输车拆卸尾梁的伸缸将尾梁放到前个平板车上，并用15.5mm钢丝绳将尾梁与平板车绑牢，最后将JD-25绞车的大绳钩头挂上载重平板车，摘除14T回柱绞车的大绳钩头，启动JD-25绞车将载重平板车通过弯道运至S2S3综放工作面回风巷安全出口处；载重平板车运出支架运输车后，启动JD-40绞车将支架运输车拉到工作平台的装车台处，依次重复着运输、分解液压支架的工作。5 技术经济效果分析5.1 安装质量液压支架运输安装前是在组装起吊架内组装的，已经过严格细致地检查，各部位间连接完好，销子固定牢固，安装后液压支架与切眼走向始终保持垂直，并且能够及时充分地接顶，保证顶板完整。因此，安装质量比较可靠。5.2 回撤及安装工期由于在S2S3段综放工作面试验应用自制研制回撤设备进行液压支架回撤工艺，从开始回撤采煤机、转载机、前后部运输机到液压支架，全部回撤结束仅用了12 d。5.3 经济效益回撤新工艺与传统回撤工艺费用比较，新工艺回撤与安装消耗材料比传统的回撤与安装工艺少，节省材料费用为335.46万元。另外，新工艺安装比边开帮边