大采高综采工作面两巷管理技术

魏生喜

大采高综采工作面两巷管理技术

魏生喜

（西山煤电（集团）公司东曲矿，山西 古交 030200）

随着采煤方法的快速发展，采煤设备趋向于大型化、自动化、重量型，为了满足大采高大型设备工作面安装、生产需要，两巷断面也需加大，传统的单体支柱支护及轨道式设备列车已不能满足要求。本文论述了大采高工作面两巷利用超前支架对顶板进行有效快速支护，同时采用自制混凝土块对轨道顺槽底板进行硬化，确保了无轨自移大型设备列车的使用，解决了两巷支护困难、劳动强度大及绞车拉移重型设备列车不安全等技术问题。

大采高；大型设备；两巷；管理；滑靠式无轨设备列车

山西焦煤西山煤电（集团）公司东曲矿，是一座年设计生产能力400万t的现代化高产高效矿井，随着矿井的快速发展及井田的合理规划，由原来的＋973 m单水平开采发展为双水平开采，即与＋860 m水平同时开采。＋860 m水平28804工作面是东曲矿八采区首个大采高综采工作面，为了提高资源的回收率，将8＃煤与8＃上煤进行一次采全高回采，采高可达5.3 m左右，工作面配备艾柯夫生产的SL500型采煤机落煤、装煤，ZY9600／25.5／55型支架进行支护顶板，为了综采设备的正常运输及回采时运输机机头机尾不上飘，两巷设计高度为4.0 m，并且根据自动化生产需要，设备列车共18辆。设备体积大，重量重，传统两巷支护及设备拉移方式存在以下难点：

1）普通单体支柱支护高度不能满足巷道高度支护要求。

2）全部采用较长单体支柱进行支护时，职工劳动强度大，安全系数低。

3）因设备列车上的设备较重且多，利用钢丝绳及绞车进行拉移，车辆及车辆之间连接件强度很难满足要求，拉移过程中极易发生跑车事故。

1 工作面概况

1.1 工作面井上、下位置及四邻关系

工作面井上、下位置及四邻关系如下：

该工作面北东为东翼轨道巷保护煤柱；北西为已规划的28802掘进工作面；南西为＋860水平西翼轨道巷；南东为已规划的28806工作面。上方2＃、4＃煤已回采、7＃煤未回采。4＃～8＃煤的层间距为76～80 m。地面相对位置位于麻坪岭村庄东南，盖山厚度260～304 m。

1.2 煤层赋存及储量情况

本工作面8＃煤厚3.4～3.6 m，平均厚度3.5 m，夹1～3层夹矸；8＃上煤厚约0.7 m，局部位置有8＃煤与8＃上煤煤层分叉，夹矸厚约0.1～2.4 m，平均1.25 m。工作面将8＃煤及8＃上煤一次全部回采，其总厚度在3.5～5.3 m，平均4.4 m。煤层倾角2°～8°，平均倾角5°。工作面工业储量119.31万t，可采储量110.96万t，回采率93%。

1.3 顶底板岩性

顶底板岩性见表1。

1.4 巷道布置情况

28804工作面由皮带顺槽、轨道顺槽、工作面切眼组成；其中皮带顺槽全长1 221 m，轨道顺槽全长1 128 m，断面均为矩形断面，宽度均为5.5 m，净高均为4.0 m，全部采用锚杆、锚索、钢筋梯进行支护。

2 两巷管理技术

为了满足多台设备列车的正常安全快速拉移，轨道顺槽采用了自制混凝土预制块进行硬化并引进滑靴式无轨设备列车；为了满足两巷超前支护的要求，采用了自移超前支架。

表1 顶底板岩性表

2.1 轨道顺槽的硬化

工作面轨道顺槽宽度为5.5 m，采用规格为：400 mm×300 mm×180 mm（长×宽×厚）的混凝土预制块进行硬化。混凝土预制块横向布置，居中铺设，距巷道两帮均为350 mm，铺设宽度为4.8 m，其间隙≤10 mm。铺设时以巷道实底为基础，不加底料，并要求巷道中心高于两侧，便于巷道积水进入两侧水沟。混凝土预制块铺设布置示意图见图1。

图1 混凝土预制块铺设布置示意图

2.2 两顺槽超前支护

两顺槽超前支护采用ZTC－40000／2.5／4.5支架进行支护，共8组，其中轨道顺槽、皮带顺槽各4组。28804工作面两巷超前支护平面示意图见图2。

图2 28804工作面两巷超前支护平面示意图

1）超前支架的主要技术参数见表2。

2）超前支架的原理。

该套支架是由四组支架串联而成的巷道超前支护液压支架，其工作原理是：

a）该套支架以组为单位，两架并列组成一组，互为支撑，交替行走；分别由前置支架、中置支架和后置支架组成，其中前置支架1组，中置支架2组，后置支架1组。

b）架与架之间通过推拉千斤顶连接；整架通过前拉、后推的方式前移。

c）机巷与风巷超前支架最后一组支架中，有一架顶梁加长1 500 mm，底座相应加长。

d）相邻的两个底座之间连接有移架千斤顶。

e）每两架顶梁间有铰接梁，内有伸缩梁，对顶板能起到临时支护作用。

f）每组支架底座都是由左右对称的两个底座组成，并分别安装有可双向调节的千斤顶，当支架倾斜时，可通过此千斤顶调节。

表2 主要性能和技术参数表

g）伸缩梁由套接的内、外箱体构成，内外箱体分别通过销轴与相邻两架的顶梁连接，内、外箱体在靠近各自与顶梁连接处焊有耳座，并通过千斤顶连接。

h）每组支架分别设计有四连杆机构，以保证支架的整体稳定性。

综上所述，该套支架有能实现巷道超前支护的功能，为煤矿工人井下作业提供安全保证，减轻了工人的劳动强度，可提高煤矿的生产效率。

3）超前支架的特点。

a）前置支架采用顶梁带铰接前梁结构，中置支架和后置支架均采用整体顶梁，铰接式顶梁有如下优点：在前梁千斤顶的推拉下，前梁可以上下摆动，对不平顶板的适应性强。

b）运输时可将前梁放下与顶梁垂直，以减小运输尺寸；接顶性能好，前柱工作阻力比整体式顶梁的前柱工作阻力小，周期来压时，支架可以抬起头，不影响支架的正常作业循环；由于合力作用点比整体式顶梁后移，相对来说其底座前端比压小。

c）该套超前支护液压支架的前置支架、中置支架和后置支架都采用四连杆稳定机构设计，增加了支架的抗扭和抗弯能力。

d）该套超前支护液压支架的所有顶梁都是由左右对称的两片顶梁组成，且顶梁两外侧都设置有侧护顶装置。

e）底座均为整体刚性底座，减小了底板比压；另外底座前部和后部都带有铰接孔，方便连接推移机构。

2.3 滑靴式无轨设备列车的应用

HXC－00滑靴式自移无轨设备列车由滑靴车体、推移千斤顶、抬底千斤顶、前推杆、后推杆及若干个换向阀等组成。动力由井下综采工作面的乳化液泵站提供。该车的液压控制系统通过管路和换向阀，分别连接至各推移千斤顶及抬底千斤顶，然后，操作换向阀接通液压管路。其原理如下：

1）给抬底千斤顶提供高压乳化液，使其缸底压在前推杆上，并使其所在的一端车体向上抬高210 mm。此时，滑靴车体底平面由平行于巷道底板平面的情形转变为倾斜于底板面的状态。

2）给推移千斤顶提供高压乳化液，使其缸底一端向前移动，并带动滑靴车体向前移动一个步距。同时，抬底千斤顶随着滑靴车体的运动，也在前推杆上向前滑移一个步距。

3）使抬底千斤顶无杆腔卸压，给有杆腔加压，使抬底千斤顶活塞杆收回，并带动滑靴车体落下。随后，使推移千斤顶无杆腔卸压，给有杆腔加压，使推移千斤顶活塞杆收回，并带动前推杆和后推杆向前移动一个步距。

至此，HXLC－00型滑靴式自移无轨设备列车完成了一个步距的运动。

3 结 论

通过实践应用，大采高工作面两巷支护及设备列车拉移方式与传统的工艺相比，支护强度高，职工劳动强度低，安全系数高，主要优势如下：

1）轨道顺槽采用预制混凝土块进行硬化后，其随工作面推进可回收进行重复利用，同时避免了采煤机至机尾时截割混凝土而损坏设备，并为无轨滑靴式设备列车的应用提供了良好条件。

2）自移超前支架相比单体支柱，其支护面积大，支护强度及支撑高度高，并且能自行移动，既满足大采高工作面两巷的支护要求，又降低了职工搬运支设单体支柱的劳动强度，效率高，为高产高效工作面推进奠定了基础。

3）无轨滑靴式自移设备列车的应用，杜绝了因目前设备大、重量重而利用轨道拉移时出现车辆间连接强度不够或拉移过程中钢丝绳断裂等引起的跑车事故，确保了作业的安全；因其自带的电缆敷设架能将整个设备列车的所有管路及缆线进行整齐有序的摆放，实现了工作面的安全质量标准化。

Two Lane Management Technology in Fully Mechanized Working Face of Large Mining Height

Wei Sheng－xi

Along with the rapid developmentof the coalminingmethod，coalmining equipment tends to be large－scale，automation and weight type，in order to satisfy the installation and production needs of the working face of largemining height and large scale equipment，the cross section of two lane should also increase，the traditional single prop supporting and track type equipment train can notmeet the requirements.Thispaper discusses that in two lane of the largemining height face by using forepoling the roof effectively and quickly was supported，at the same time the floor of track tunnelwas hardened by using homemade concrete blocks，ensures the use of the trackless，self－moving and large equipment train，solves the technicalproblems such as support difficulty of the two lane，large labor intensity，insecurity of which the winch pull and move heavy equipment train and other.

Large mining height；Large equipment；Two lane；Management；Sliding boots trackless equipment traing

TD353

B

1672－0652（2013）04－0031－03

2013－02－05

魏生喜（1969—），男，山西阳曲人，2009年毕业于黑龙江科技学院，工程师，主要从事采煤生产管理工作（E－mail）237500482＠qq.com