極復(fù)雜條件綜采面切眼大噸位液壓支架安裝技術(shù)

周衛(wèi)東

(平煤股份五礦,河南平頂山 467091)

極復(fù)雜條件綜采面切眼大噸位液壓支架安裝技術(shù)

周衛(wèi)東

(平煤股份五礦,河南平頂山 467091)

詳述了平頂山煤業(yè)股份有限公司五礦己17-22260綜采工作面液壓支架安裝所采取的施工方法和安全技術(shù)措施,實現(xiàn)了極復(fù)雜條件下大噸位液壓支架的安全安裝,為類似條件下綜采支架安裝提供參考和借鑒

極復(fù)雜條件;切眼;大噸位液壓支架;安裝

Installation Technology of Large-tonnage Powered Supports in Full-mechan ized M in ing Face under Extremely Complex Conditions

1 概述

平煤股份五礦己17-22260回采工作面位于己二擴大采區(qū)西翼第三區(qū)段,上下區(qū)段均已開采,為孤島采面。該面設(shè)計走向長 560m,傾斜長 120m,煤層厚度 0.8～6.8m (平均 4.2m),煤層傾角 10～27°,所開采的己16-17煤層為突出煤層,該面為突出危險工作面,煤層瓦斯含量 11.7m3/t。

該面采用綜合機械化開采,其配套設(shè)備為：支架 ZY5600-20/40型、采煤機 MG-300/700WD型、運輸機 SGZ-764/500型。

己17-22260回采工作面切眼在掘進過程中,由于受 F4,F5兩條落差 8～10m逆斷層的影響,煤層在切眼中部被抬起,然后又以 27°下坡,在切眼中部形成了一個類背斜形狀,造成切眼內(nèi)巷道起伏、傾角變化較大。

自切眼上口向下,切眼內(nèi)傾角變化共分 4處,由上向下依次為 23m范圍平均傾角 -8°(下坡),24m范圍平均傾角 21～25°(上坡,反傾斜段),30m范圍內(nèi)平均傾角 ±1°,48.5m范圍內(nèi)平均傾角-22～ -27°(下坡 )。

該工作面切眼掘成后實際長度 123.5m,老切眼上部約 23m采用工字鋼梯形棚支護,其余采用 3段 29U型鋼棚支護,由于切眼內(nèi)頂板極其破碎,采用邊擴邊安方法進行支架安裝,新擴切眼采用2.8 m×2.8 m工字鋼梯形棚支護,新切眼擴成后雙切眼腰線處總寬度不低于 6.5m,高度不低于2.5m。[1]

考慮工作面安裝后,為達到正?；夭梢?需對背斜段進行落底調(diào)整,確定安裝支架 79架。

2 支架安裝使用絞車的安設(shè)

(1)上切眼口風(fēng)巷上幫處正對切眼安裝 1臺SDJ-32回柱絞車,為 1號絞車,使用鋼絲繩型號為 φ27.5mm,負(fù)責(zé)向切眼內(nèi)下支架車。

(2)正風(fēng)巷采空區(qū)側(cè)絞車窩處安裝 1臺 JYB-40×1.25kW絞車,為 2號絞車,使用鋼絲繩型號為 φ21.5mm,負(fù)責(zé)將支架車提運到上切眼口處。

(3)切眼內(nèi)變坡平臺上、下幫分別安裝 1臺SDJ-28回柱絞車,為 3,4號絞車,使用鋼絲繩型號均為 φ27.5mm。4號絞車與上切眼口 1號絞車配合對拉采面切眼上山,將支架車提至切眼中部背斜平臺,倒換 3號絞車向切眼下部下運。

(4)切眼內(nèi)安設(shè) 1臺 SDJ-28回柱絞車,使用鋼絲繩型號為 φ27.5mm,距安裝支架地點上方10～25m,安設(shè)在煤墻側(cè),為 5號絞車,負(fù)責(zé)調(diào)安支架到位。絞車布置見圖 1。

圖1 已17-22260工作面切眼安裝絞車布置

3 擴切眼

3.1 支護形式及規(guī)格

采用 2800mm×2800mm的 11號礦用工字鋼梯形棚支護,棚距 500mm;工作面煤壁側(cè)補打φ16mm×1600mm的玻璃鋼錨桿,間排距 700mm×500mm,每根錨桿使用 2卷 Z2335型樹脂藥卷。如圖 2所示。

圖2 切眼支護形式及規(guī)格

3.2 架棚質(zhì)量要求

(1)中心誤差 ±30mm。

(4)棚距：500mm±100mm。

(5)迎山角：不超過設(shè)計 1°,施工中按 10°坡度 2°迎山角計算。

(6)幫頂剎背：金屬網(wǎng)小板剎背。全斷面掛網(wǎng),網(wǎng)搭接 100mm,壓茬嚴(yán)密,每隔 300mm用扎絲扎接;小板六幫八頂,四道撐木,幫頂剎嚴(yán)背實,嚴(yán)禁空幫空頂。

3.3 防煤與瓦斯突出措施

由于在老切眼掘進期間直接執(zhí)行了區(qū)域防突措施和局部防突措施,沿回采工作面推進方向 15m范圍內(nèi)瓦斯已得到釋放,達到擴切眼期間防突措施要求,因此,擴切眼期間直接進行突出危險性效果檢驗。

3.3.1 效檢指標(biāo)及鉆孔布置

采用瓦斯涌出初速度 q值和鉆屑量 S值雙指標(biāo)法進行突出危險性效果檢驗。效檢孔深 9m,沿采面布置,間距 5m,距底板 1.2m,孔徑 42mm。突出指標(biāo)臨界值：q為 4.0L/min,S為 6kg/m。

3.3.2 局部防突措施

當(dāng)效檢指標(biāo)超限時,在超限孔上下各 10m范圍內(nèi)施工 3排 11列排放鉆孔,孔深為垂直煤壁方向 19m,孔徑 89mm,孔間距 2.0m,排距 0.6m,下排孔距底板 0.6m。[2]

4 液壓支架的安裝

4.1 進架順序

液壓支架在風(fēng)巷裝架間組裝好后由機頭到機尾統(tǒng)一編號,按編號運輸進入切眼,除機尾最后兩架前梁向后外,其余支架進入切眼時,保證支架前梁向前。

4.2 端頭架的安裝

(1)安裝頭兩架時,在機巷打上牢固的平輪柱,拉架、轉(zhuǎn)架時,平輪懸掛牢固,專人檢查,專人觀山,嚴(yán)防脫鉤、咬繩,自安裝第 3架起,平輪掛在支架前梁上轉(zhuǎn)架。

(2)安架轉(zhuǎn)架時,絞車鋼絲繩要走順,繩道兩側(cè)變坡巷道下方及支架、導(dǎo)向滑輪、絞車三角區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁站人。

(3)安裝最后兩架時,支架前梁向外,支架運至切眼上口處后,拆除支架與平板車的固定螺絲,用回柱絞車將支架拉下平板車,向下拉到安裝位置,通過導(dǎo)向平輪把支架轉(zhuǎn)正。

4.3 切眼正常段的安裝

(1)關(guān)閉切眼上口擋車裝置 (擋車杠和腳閘),利用 2號絞車將支架車運至切眼上口,待車遇擋車裝置停穩(wěn)后,摘掉 2號絞車的鉤頭及保險繩,并掛上 1號絞車鉤頭和保險繩,檢查一切安全可靠后,再打開擋車裝置,將支架車下至切眼內(nèi)。

(2)當(dāng) 1號絞車將支架車下至距切眼上口約23m處小上山前位置后,將支架車掩死,配合與 4號絞車對拉將支架車?yán)燎醒圩兤缕脚_,閉上擋車裝置,將支架車掩死,換鉤頭利用 3號絞車將支架車下至切眼下部下山安裝位置。

(3)支架車下到卸車位置,不摘 3號絞車鉤頭,用鏈子將平板車上部車輪固定在軌道上,然后先卸下支架車下端支架與平板車的固定螺絲,再卸下上端螺絲,當(dāng)人員撤離到安全地點后,用 5號絞車?yán)≈Ъ芟蛳轮涟惭b位置,轉(zhuǎn)架、用單體柱配合擺正,前梁垂直煤壁,而后安上本架高低壓管路,接通供液,將支架升起支撐住頂板,完成本支架安裝。此后,去掉平板車的固定鏈子,向上出車。依此方法逐架安裝其余支架。

(4)當(dāng)支架安裝至 4號絞車處,即可拆除 3號絞車,并將 4號絞車根據(jù)支架安裝位置,移至已安好支架架腳處,用鐵鏈將絞車與支架固定好,并打好壓戧柱,壓戧柱拴齊防倒繩,與 1號絞車對拉,將支架車運至安裝位置。

4.4 切眼反傾斜段的安裝

當(dāng)支架安裝至采面切眼反傾斜 (小上山)段,支架車運至卸車位置后,用鋼絲繩套將支架后座及四連桿捆牢,把 4號絞車鉤頭掛在鋼絲繩套上,并拉緊受力,用鐵鏈將平板車固定在運輸軌道上,摘去第 8部絞車鉤頭,然后卸下支架車下端 (風(fēng)巷方向)支架與平板車的固定螺絲,再卸下支架上端螺絲,利用 4號絞車將支架拉下車至安裝位置,并利用切眼轉(zhuǎn)架絞車或單體柱將支架擺正。

支架卸車、調(diào)轉(zhuǎn)過程中,絞車?yán)埔椒€(wěn),巷道底板要平整,時刻注意支架走勢,防止支架向下傾倒。

5 切眼安裝支架時的支護

5.1 老切眼支護

切眼安裝支架前,要提前支護好老切眼內(nèi)支架。老切眼“U”型鋼支護段,提前在 “U”型鋼棚子下方架好走向抬棚,支護好原 “U”型鋼棚子,要求：

(1)抬棚采用 φ18mm×2800mm圓木為梁,在老切眼下沿走向架設(shè),兩棚梁間距 0.8～1.0m。

(2)抬棚下方使用 2根 4.2m“π”型梁架在木抬棚下方,“π”型梁傾向架設(shè),“π”型梁使用DZ-31單體柱做腿,上下梁頭各打 2棵單體柱,“π”型梁下頭擔(dān)木抬棚梁不少于 200mm.

(3)在木抬棚與 “U”型鋼梁之間使用150mm×150mm×1500mm道木,擺木垛接頂,木垛頂層順山擺放,底層沿走向架在 “π”型梁上,木垛四角垂直,端頭伸出 150～200mm,木垛盡可能托煤墻側(cè)“U”型鋼梁。

(4)“π”型梁托棚升緊后木垛接頂有力。

(5)每安裝一組支架后,在已安液壓支架頂梁上架 2架 “π”型梁抬棚,抬棚梁抬棚上方打 2棵單體柱做腿,托住上方木棚,木棚上方擺木垛接頂同上。

安裝下一組支架前,少降已安好的鄰架支架,木剁底層沿傾向穿上圓木,拆除“π”型梁棚子,依次向上架托棚支護老切眼“U”型鋼棚子。

5.2 新切眼支護

煤墻側(cè)新擴切眼工字鋼梯形棚支護段,在支架安裝處使用 4.2m“π”型梁,在煤墻側(cè)及采空區(qū)側(cè)工字鋼梁頭下方各架設(shè) 1架傾向抬棚,使用 DZ-31單體柱做腿,1梁 4柱架設(shè) (若下頭擔(dān)在液壓支架前梁上,可在 “π”型上端打 2棵單體支柱,即 1梁 2柱 )。

在新老切眼安裝支架位置處,加固支護好頂板后,方可拆除新老切眼中間“U”型鋼梁腿及工字鋼梁腿,待支架安裝到位后,將新老切眼抬棚依次上移。

6 支架安裝質(zhì)量要求

(1)每安裝好一架支架,必須有專人接通高低壓管路和本架截止閥,再通上高壓液,進行嚴(yán)格試壓。

(2)支架零部件齊全,正確安裝各種卡子、插銷等,不可缺少。

(3)支架安裝中心距確保 1.5m,誤差不超過±50mm。

(4)支架安裝后,去掉側(cè)護板擋銷,打開側(cè)護板,頂梁接頂嚴(yán)實,支架立柱直線偏差不得超過±50mm。

(5)架角不許下扎、上翹。

該切眼安裝前,礦組織專業(yè)人員對切眼的復(fù)雜條件進行了認(rèn)真地分析、研究,對擴切眼支護方式進行了科學(xué)規(guī)劃,力求方案科學(xué)合理。

礦成立了專門安裝領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)安裝工作安排、協(xié)調(diào)、平衡,并抽調(diào)專業(yè)隊伍分別進行擴切眼、支架組裝、支架運輸、支架安裝等工作。施工期間生產(chǎn)、采煤、開掘、機電等業(yè)務(wù)科室都抽調(diào)專業(yè)人員分專業(yè)、分管理區(qū)域進行現(xiàn)場盯崗把關(guān),確保各工序、各環(huán)節(jié)的安全技術(shù)措施、工程質(zhì)量要求落實到位。

由于切眼頂板極其破碎,造成擴切眼速度緩慢,致使安裝工期有所拖延,但安裝工作整體平穩(wěn)、有序,施工中杜絕了任何工傷事故和其它事故,實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

7 結(jié)束語

隨著礦井開采深度的不斷加大,地質(zhì)條件變得異常復(fù)雜。隨著綜采設(shè)備的不斷升級,支架噸位不斷增大,支架外形尺寸要求綜采工作面切眼斷面也越來越大。因此,在極復(fù)雜地質(zhì)條件下,大噸位綜采支架的安裝成為一大難題。該工作面切眼支架安裝技術(shù)實踐是極復(fù)雜地質(zhì)條件下大噸位綜采支架安裝的一個成功范例,為類似條件綜采支架安裝提供參考和借鑒。

[1]張忠福,張彥平,周衛(wèi)東 .復(fù)合破碎頂板綜采工作面切眼支架安裝新工藝 [J].中州煤炭,2008(4)：19-20.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,國家煤礦安全監(jiān)察局 .防治煤與瓦斯突出規(guī)定 [S].北京：煤炭工業(yè)出版社,2009.

TD355.4

B

1006-6225(2010)04-0022-03

2010-05-28

周衛(wèi)東 (1971-),男,河南南陽人,碩士,工程師,采煤副總,主要從事煤礦生產(chǎn)及技術(shù)管理工作。

王興庫]