“有壓生產(chǎn)，無(wú)壓檢修”生產(chǎn)組織模式研究

李遠(yuǎn)清 張洪猛 張振賓

（陜西中太能源投資有限公司，陜西 榆林 719109）

目前關(guān)于綜采工作面頂板管理與生產(chǎn)組織的案例和經(jīng)驗(yàn)較多，但是關(guān)于支架承載能力差狀況下綜采工作面頂板管理與生產(chǎn)組織模式的案例和經(jīng)驗(yàn)較少，本文對(duì)陜西中太能源投資有限公司3302 工作面回采期間出現(xiàn)的問(wèn)題和采取的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行介紹，希望能夠?qū)︻?lèi)似條件下的綜采工作面生產(chǎn)組織提供參考。

1 工作面概況

1.1 礦井概況及煤層頂?shù)装迩闆r

朱家峁井田位于陜西省榆林市橫山縣東北方向約20 km 處，行政區(qū)劃隸屬橫山縣波羅鎮(zhèn)、殿市鎮(zhèn)管轄。井田東西寬約10.0 km，南北長(zhǎng)5.2～7.7 km，面積約62.21 km2，由陜西中太能源投資有限公司開(kāi)發(fā)建設(shè)。

井田內(nèi)唯一可采煤層為早二迭系延安組的3 煤層，以亮煤為主，次為暗煤，屬半亮型煤，黑色、瀝青光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，厚度較穩(wěn)定，一般含夾矸1 層，夾矸為褐灰色粉砂巖。煤層內(nèi)生裂隙發(fā)育，黃鐵礦薄膜充填。由于受3#沖刷區(qū)的影響，煤層近西向微傾，傾向277°，平均傾角為0.6°，煤層厚度在2.7～3.2 m 之間，平均厚度為2.8 m，埋深相對(duì)較淺，煤層厚度由東南向西北增大，變化規(guī)律明顯，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單煤層。在本井田內(nèi)為一單斜構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，煤層頂?shù)装逵幸欢ㄆ鸱?，?duì)回采影響不大。

1.2 工作面概況

3302 工作面推進(jìn)長(zhǎng)度4200 m，傾向長(zhǎng)度240 m，平均厚度2.8 m，采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤法。該工作面布置兩條順槽，均沿煤層頂板布置，均采用頂板錨網(wǎng)支護(hù)方式，采用“一進(jìn)一回”的通風(fēng)方式，其中南順槽為進(jìn)風(fēng)，設(shè)移動(dòng)變電站、乳化液泵站、高壓水泵等設(shè)備，北順槽為回風(fēng)，承擔(dān)工作面煤炭運(yùn)輸任務(wù)。

1.3 工作面設(shè)備配置情況

3302 工 作 面 布 置142 組 支 架， 其 中：中部液壓支架選用133 架ZY8600/15.5/32 型掩護(hù)式液壓支架，機(jī)頭側(cè)過(guò)渡支架選用3 架ZYG8600/15.5/32 型液壓支架，機(jī)尾側(cè)過(guò)渡支架選用3 架ZYG8600/15.5/32 型液壓支架；機(jī)頭側(cè)端頭支架選用1 架ZYT7200/17/32 型液壓支架和1架ZYT8600/15.5/32 型液壓支架，機(jī)尾側(cè)端頭支架選 用1 架ZYT8600/15.5/32 型 液 壓 支 架。3302 回風(fēng)巷前2 組超前支架選用ZQL2×3400/18/35 型液壓支架，后1 組超前支架選用ZQL2×3400/18/32型液壓支架；3302 進(jìn)風(fēng)巷3 組超前支架均選用ZQL2×3400/22/32 型液壓支架。乳化液泵選用BRW400／31.5NB 型三臺(tái)，兩用一備，泵箱兩個(gè)；噴霧泵選用BPW400/12.5B 型兩臺(tái)，裝備兩泵一箱。裝備的礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為KJ653 煤礦無(wú)線礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、無(wú)線監(jiān)測(cè)綜采支架工作阻力等礦壓參數(shù)。

采煤機(jī)選用上海天地生產(chǎn)的MG650/1540-WD雙滾筒無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)1 臺(tái)，工作面前部運(yùn)輸機(jī)選用張家口生產(chǎn)的SGZ800/1050 型刮板運(yùn)輸機(jī)一部，轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZZ800/315 型中雙鏈箱體橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，破碎機(jī)選用PCM200 錘式破碎機(jī)，3302 回風(fēng)巷選用SSJ120/2×315 型膠帶輸送機(jī)2 部。

1.4 工作面采煤工藝

3302 工作面采用綜采一次采全高采煤工藝，工藝過(guò)程：割煤→移架→推溜。采煤機(jī)雙向割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，割煤高度2.7～3.2 m。工作面刮板運(yùn)輸機(jī)將煤運(yùn)到北順槽轉(zhuǎn)載機(jī)，再通過(guò)北順槽轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶將煤運(yùn)出工作面。工作面支護(hù)正常時(shí)期采用追機(jī)移架的方式對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，當(dāng)頂板破碎時(shí)采用超前移架方式進(jìn)行支護(hù)，采用全部垮落法處理采空區(qū)頂板。

1.5 工作面地面相對(duì)位置和井下位置關(guān)系

3302 工作面地面相對(duì)位置位于馬三地與沙溝村之間，地表基本被第四系松散沉積物所覆蓋，較大溝谷中基巖零星出露。區(qū)內(nèi)有兩黃土梁峁，標(biāo)高+1168 m、+1110 m，局部為河谷階地區(qū)。區(qū)內(nèi)地勢(shì)西部低，東部高，地形起伏較大，支離破碎，溝壑縱橫，屬于典型的溝谷、淺埋、厚風(fēng)積沙地表。中部區(qū)域有一河流通過(guò)，河流兩側(cè)有村莊。

3302 工作面井下位置位于三盤(pán)區(qū)北翼，北鄰3301 工作面采空區(qū)，南鄰未采動(dòng)的3303 工作面，3302 工作面進(jìn)風(fēng)巷與南側(cè)的3303 工作面進(jìn)風(fēng)巷之間留有25 m 保護(hù)煤柱，3302 工作面切眼沿礦井西部邊界保護(hù)煤柱布設(shè)。

1.6 工作面回采初期的生產(chǎn)組織方式

3302 工作面于2019 年1 月份開(kāi)始回采，初期實(shí)行“三八”制作業(yè)形式，即每天兩個(gè)生產(chǎn)班采煤，一個(gè)檢修班檢修工作面設(shè)備，檢修班為早班。

2 回采過(guò)程中液壓支架出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 工作面回采過(guò)程中液壓支架出現(xiàn)的問(wèn)題

3302 工作面使用的液壓支架為1303、1305 工作面回采完畢后經(jīng)修復(fù)后再投入使用的支架。該型支架在1303 工作面、1305 工作面立柱升起過(guò)程中，支架頂梁容易出現(xiàn)“后端翹起、前段低頭”的問(wèn)題。為保證過(guò)機(jī)高度和支架頂梁平行于頂板，必須使用調(diào)平千斤頂強(qiáng)制將支架頂梁后端拉低。另外，該型支架在1303 工作面、1305 工作面回采過(guò)程中，曾先后多次出現(xiàn)局部支架被壓死的現(xiàn)象。1305 工作面回采完畢，該套支架升井維修時(shí)重點(diǎn)對(duì)支架的底座、立柱、操縱閥、膠管進(jìn)行了維修和更換，大修完畢后裝備到3302 工作面。

在3302 工作面回采過(guò)程中，該型支架出現(xiàn)支架底座在立柱窩靠近老塘側(cè)位置出現(xiàn)豎向裂縫，隨著豎向裂縫的不斷由下向上發(fā)展，造成支架底座前部、后部翹起角度不斷增大。從側(cè)面看，支架底座呈現(xiàn)“V”型。此問(wèn)題的出現(xiàn)，給3302 工作面正常推進(jìn)帶來(lái)嚴(yán)重的困難，使現(xiàn)場(chǎng)安全程度嚴(yán)重降低。

2.2 采取的支架維修、加固、特護(hù)措施

為防止支架底座豎向裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，采取以下措施：

對(duì)工作面支架底座箱體兩側(cè)施工加強(qiáng)筋，先后選用焊接鋼板、焊接鏈條等方式。最終焊接鏈條這一方式有效阻止了支架底座豎向斷裂的進(jìn)一步擴(kuò)大。

對(duì)損壞嚴(yán)重的支架，在其頂梁距立柱300 mm處、支架推溜連桿前段后方100 mm 處分別焊接千斤頂連接座，兩連接座之間安設(shè)千斤頂輔助支架立柱對(duì)頂梁進(jìn)行支撐。

對(duì)工作面支架承載壓力進(jìn)行限制，對(duì)于損壞嚴(yán)重的支架，及時(shí)關(guān)注其壓力變化，對(duì)承受較大工作阻力的支架及時(shí)進(jìn)行卸壓。

2.3 工作面回采中后期采取的生產(chǎn)組織方式措施

因3302 工作面支架健康狀況不斷變差，如按照正常的時(shí)間段進(jìn)行生產(chǎn)組織，若頂板周期來(lái)壓期間早班進(jìn)行檢修，會(huì)導(dǎo)致煤層頂板在工作面煤壁處出現(xiàn)大范圍切頂，煤壁片幫嚴(yán)重，給工作面刮板輸送機(jī)檢修、煤機(jī)檢修帶來(lái)嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。且因?yàn)楣ぷ髅嬷Ъ艹休d能力差，在來(lái)壓期間，支架立柱安全閥不斷卸載，立柱行程不斷減少，導(dǎo)致支架頂梁前端不斷降低，出現(xiàn)200～800 mm 等不同程度的下降。

以上問(wèn)題的出現(xiàn)，在檢修完畢下一班組生產(chǎn)時(shí)，因頂板破碎、支架頂梁低，導(dǎo)致煤機(jī)過(guò)機(jī)空間小、割煤速度慢、工作面頂板掉落大塊矸石多，容易出現(xiàn)漏煤眼堵眼，導(dǎo)致整個(gè)煤流系統(tǒng)頻繁帶載停機(jī)，工作面設(shè)備頻繁開(kāi)停。

為徹底解決這一問(wèn)題，在3302 工作面回采的中后期，創(chuàng)新性提出了“有壓檢修，無(wú)壓生產(chǎn)”的組織方式，即根據(jù)礦壓觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)壓力顯現(xiàn)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整當(dāng)日檢修時(shí)間段。若工作面壓力顯現(xiàn)明顯，則早班繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，割煤2～3 刀后，確保工作面支架進(jìn)入以煤壁為支撐的短懸臂梁的掩護(hù)下后再進(jìn)行檢修，以便于充分利用頂板巖層自身的承載能力。為保證工作面每天的日檢修效果，中班生產(chǎn)班承擔(dān)檢修班部分收尾工作。

3 取得的效果

通過(guò)實(shí)施“有壓生產(chǎn)，無(wú)壓檢修”這一生產(chǎn)組織方案后，3302 工作面有效規(guī)避了工作面周期來(lái)壓期間頂板壓力大、工作面支架承載能力差的問(wèn)題，液壓支架底座豎向裂縫未再進(jìn)一步擴(kuò)大，既能保證檢修班組檢修期間的安全，也能保證檢修班組之后生產(chǎn)班組的正常生產(chǎn)，極大地減少了工作面大塊矸石的產(chǎn)生，杜絕了煤流系統(tǒng)頻繁帶載停機(jī)。

3302 工作面自2020 年3 月中旬以來(lái)，每個(gè)月能夠保證推進(jìn)度在240 m 左右，直至2020 年9 月20 日3302 工作面順利回采至停采線，順利轉(zhuǎn)入工作面回撤階段。

3302 綜采工作面成功回采的案例證明，“有壓檢修，無(wú)壓生產(chǎn)”不失為在特定設(shè)備狀態(tài)下一種可行的生產(chǎn)組織方式，也為支架承載力差狀況下類(lèi)似綜采工作面的頂板管理和生產(chǎn)組織方式提供了借鑒。