Y型通風(fēng)沿空留巷綜采工作面機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用

藏克培

（西山煤電集團(tuán)公司 屯蘭礦，山西 古交 030206）

Y型通風(fēng)沿空留巷無煤柱開采技術(shù)從2009年在西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦18205工作面試驗(yàn)以來取得了顯著效果，屯蘭礦現(xiàn)已在18205、18207、12401、28107、28109、12501等6個(gè)工作面采用Y型通風(fēng)沿空留巷無煤柱開采技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)可避免區(qū)段煤柱的留設(shè)，提高資源回收率。由于Y型通風(fēng)改變了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律，同時(shí)利用傾向鉆孔、埋管抽放等方式，可從根本上解決工作面上隅角瓦斯積聚及超限問題，對于瓦斯突出礦井的瓦斯治理有著顯著效果。從屯蘭礦6個(gè)Y型通風(fēng)沿空留巷工作面的回采經(jīng)驗(yàn)來看，機(jī)電設(shè)備的合理布置和供電使用對Y型通風(fēng)沿空留巷工作面的順利回采起到至關(guān)重要的作用。

1 Y型通風(fēng)沿空留巷工作面概況

屯蘭礦Y型通風(fēng)沿空留巷工作面大部分布置于8#煤層，該煤層平均厚度2.2～4m，煤層傾角1°～8°，工作面切眼長度為200～240m，工作面走向長度為1500～2000m.工作面巷道布置一般設(shè)置軌道運(yùn)輸巷、膠帶運(yùn)輸巷、低抽巷3條巷道，3條巷道平行布置。其中軌道運(yùn)輸巷、膠帶運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，軌道運(yùn)輸巷沿空留巷后由低抽巷回風(fēng)。

工作面主要機(jī)電設(shè)備一般選用：MG400／920-WD型采煤機(jī)1部、ZY5600-20／42型液壓支架（含1套充填模板支護(hù)系統(tǒng)。支架具體數(shù)量根據(jù)切眼長度確定）、SGZ-880／800型運(yùn)輸機(jī)1部、SZZ-880／315型轉(zhuǎn)載機(jī)1部、PCM-200破碎機(jī)1部、SSJ-1200型可伸縮帶式輸送機(jī)1部、BRW315／31.5型乳化液泵站2臺、RX-315／25B型乳化液箱1臺、XPB315／6.3型噴霧泵站2臺、KJZ2-1600／1140／8型八組合開關(guān)2臺、HBMG-30／21-110S型混凝土充填泵2臺、螺旋輸送機(jī)（上料機(jī)）2臺。

2 工作面電氣設(shè)備布置

根據(jù)Y型通風(fēng)沿空留巷綜采工作面通風(fēng)方式，一般將電氣設(shè)備布置于軌道運(yùn)輸巷和膠帶運(yùn)輸巷內(nèi)，即膠帶運(yùn)輸巷布置帶式輸送機(jī)，軌道運(yùn)輸巷布置充填系統(tǒng)。工作面供電設(shè)備及泵站系統(tǒng)屯蘭礦一般采用集中布置，即工作面移動變電站、組合開關(guān)（供采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備用電）、控制臺、乳化液泵站、乳化液箱、噴霧泵站等全部放置于電氣列車上，隨回采進(jìn)行移動。

集中布置的電氣列車具體安設(shè)位置需根據(jù)軌道運(yùn)輸巷和膠帶運(yùn)輸巷的實(shí)際情況而定，主要分以下兩種方式：

2.1 電氣列車與充填系統(tǒng)共同布置在軌道運(yùn)輸巷

電氣列車布置在軌道運(yùn)輸巷時(shí)，為保證工作面的充填效率，一般在軌道運(yùn)輸巷鋪設(shè)兩條軌道，一條軌道用于運(yùn)輸充填系統(tǒng)所需的充填料，另一條軌道用于放置和拉移電氣列車。由于軌道運(yùn)輸巷屬于進(jìn)風(fēng)巷道，充填系統(tǒng)在充填巷道時(shí)充填料所形成的粉塵會沿著風(fēng)流進(jìn)入工作面，為保證工人工作環(huán)境及電氣列車上電氣設(shè)備的安全及衛(wèi)生，根據(jù)屯蘭礦近年來的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般將充填系統(tǒng)布置在距切眼100～150m的位置，電氣列車布置在距切眼150～200m位置（電氣列車與切眼最近距離，下同）。此種布置方式既避免了充填過程中工人和電氣設(shè)備受充填粉塵的危害，改善了工人及電氣設(shè)備工作環(huán)境；同時(shí)也解決了充填系統(tǒng)經(jīng)常移動帶來的一些隱患，可大大提高沿空留巷綜采工作面的生產(chǎn)效率。但由于電氣列車距工作面切眼較遠(yuǎn)，此類布置方式下，電纜及電纜（液管）吊掛裝置的投入也相應(yīng)增加。

2.2 電氣列車與輸送機(jī)共同布置在膠帶運(yùn)輸巷

“機(jī)軌合一”布置需在膠帶運(yùn)輸巷鋪設(shè)一條軌道用于放置和拉移電氣列車，電氣列車的具體安設(shè)位置需根據(jù)工作面超前支護(hù)距離、拉移電氣列車效率和運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭卸載方式等因素綜合確定，屯蘭礦一般將電氣列車布置在距工作面切眼80m處位置隨回采移動。

由于屯蘭礦采用的運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)大部分為SSJ-1200型，整機(jī)寬度為1.8m.根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2011版）第二十條對運(yùn)輸巷道安全出口及設(shè)備與巷幫距離的規(guī)定，可推算出膠帶運(yùn)輸巷寬度最小為5m.此類布置方式對膠帶運(yùn)輸巷的寬度要求較高，巷道掘進(jìn)時(shí)工作量大。對于膠帶運(yùn)輸巷寬度滿足要求，且巷道整體平直的工作面可采用此類布置方式。但對于上銜接工作面充填留巷后形成的巷道，復(fù)用作下銜接工作面膠帶運(yùn)輸巷的不建議采用此類布置方式，主要由于充填后形成的墻體整體平直度不夠，巷道的寬度整體差距較大，影響電氣列車在回采過程中的拉移。

此類布置方式對于軌道運(yùn)輸巷充填系統(tǒng)的安設(shè)位置比較靈活，具體安設(shè)位置可根據(jù)充填設(shè)備性能、工人操作充填設(shè)備的熟練程度、工作面實(shí)際情況等因素綜合確定。

3 充填模板支護(hù)系統(tǒng)選型

屯蘭礦在最初的18205、18207兩個(gè)Y型通風(fēng)沿空留巷工作面配套的模板支護(hù)系統(tǒng)是由ZMC15000／25／42型側(cè)模板支架、ZMC13400／25／42型后模板支架和ZYM1880／26／42型液壓支護(hù)模板組成。其中側(cè)模板支架單重達(dá)79.205t，不可拆分最大單件重量達(dá)16t.為在井下順利安裝和拆除該套模板支護(hù)系統(tǒng)，需在井下施工一處高5.5m，長20余m的安裝（拆除）硐室。并購置1臺德國產(chǎn)JDN-20風(fēng)動提升機(jī)，配合1根20m長450A型H型鋼為吊裝梁才能順利完成安裝和拆除工作。該套模板支護(hù)系統(tǒng)安裝（拆除）工藝復(fù)雜，工程量及施工危險(xiǎn)性大，安裝條件要求高。其次，由于后模板、側(cè)模板支架和液壓支護(hù)模板3臺設(shè)備為分體式結(jié)構(gòu)，合模時(shí)經(jīng)常存在跑漿現(xiàn)象，必須人工使用單體堵縫，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，留巷后墻體成型差，且每次充填工作面最多能推進(jìn)3刀，每日工作面循環(huán)產(chǎn)量最多為6刀。

針對以上存在問題，在與模板支架廠家多次技術(shù)溝通后，2012年在屯蘭礦南四盤區(qū)12401工作面配備了1套由2臺ZZTM2×11300／21／42H模板支架和1臺TM8×891／26充填模箱組成的充填模板支護(hù)系統(tǒng)。這套模板支護(hù)系統(tǒng)安裝和拆除不需打設(shè)專用安裝硐室，只需普通倒鏈即可安裝，設(shè)備故障率低，充填效率高，且模箱與墻體成型好。后經(jīng)過將模箱加長改進(jìn)，現(xiàn)該類型模板支護(hù)系統(tǒng)每次充填最多可推進(jìn)4刀，單日可推進(jìn)8刀。

根據(jù)屯蘭礦的經(jīng)驗(yàn)，在此類工作面充填模板支護(hù)系統(tǒng)的選型上需綜合考慮以下方面：1）盡量不選擇超重、超長、超寬設(shè)備，確保工作面安拆效率，否則將嚴(yán)重制約礦井工作面正常銜接。2）至少保證3個(gè)步距移1次模箱，以滿足工作面的單產(chǎn)不受限制和充填料澆注后隔離墻有足夠的凝固時(shí)間（充填墻體凝固一般需要4h）.3）最好選擇一體式結(jié)構(gòu)的模箱（模箱能單獨(dú)拉移），確保合模時(shí)和充填后墻體的質(zhì)量，提高工作面充填效率。

4 充填系統(tǒng)供電

沿空留巷綜采工作面較普通工作面多出一套充填系統(tǒng)及充填模板支護(hù)系統(tǒng)，在充填系統(tǒng)供電方式選擇上屯蘭礦起初給該系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置1臺小容量移動變壓器放置于電氣列車上隨回采移動?？紤]到采區(qū)變電所高開柜數(shù)量有限，一般將充填系統(tǒng)移動變電站與皮帶機(jī)移動變電站（或其它工作面移動變電站）共用1趟高壓線路供電。但在實(shí)際回采過程中經(jīng)常出現(xiàn)皮帶移動變電站（或其它工作面移動變電站）跳閘影響充填系統(tǒng)移動變電站正常供電現(xiàn)象。若在巷道充填過程中充填泵突然停電會導(dǎo)致充填泵堵管，處理堵管的時(shí)間較長，且工作量大，不僅造成充填料的浪費(fèi)，還嚴(yán)重制約工作面回采效率。

通過屯蘭礦多個(gè)沿空留巷工作面的經(jīng)驗(yàn)，在此類Y型通風(fēng)沿空留巷工作面的供電方式上，若條件允許，必須給工作面充填系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置1臺移動變壓器，并采用獨(dú)立供電。

5 結(jié) 語

由于Y型通風(fēng)沿空留巷開采技術(shù)對工作面的瓦斯治理有著顯著效果，今后將會在瓦斯突出礦井中得到越來越廣泛的應(yīng)用，本文闡述的機(jī)電方面的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)將為同類條件礦井工作面順利回采提供借鑒。

［1］ 華心祝.我國沿空留巷支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及改進(jìn)建議［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2006（12）：78-81.

［2］ 徐青云.綜采工作面設(shè)備布置方式探析［J］.山東煤炭科技，2010（01）：159-161.

［3］ 王成學(xué).綜采工作面電氣列車安裝移動方案探討［J］.煤，2013（8）：69-71.

［4］ 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2014：135-138.