陈四楼煤矿21503综采工作面搬家工艺探析

黄 辉

(河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿，河南 永城 476600)

1 概况

河南龙宇能源股份公司陈四楼煤矿21503工作面外段北为Fs20正断层，南为－720回风斜巷和南十五轨道下山及其保护煤柱，西为未开采的实体煤，东为未开采的实体煤;工作面里段北为Fs20正断层，南为Fs1正断层、21501工作面和21304工作面采空区，东为2502工作面采空区。工作面所采二2煤层层位稳定，倾角 2°～24°，平均 13°，煤层厚度 1.40 ～3.30 m，平均2.46 m。煤层直接顶为灰色砂质泥岩，基本顶为灰色以及深灰色粉砂岩，直接底为灰色砂质泥岩，基本底为浅灰色细砂岩。

由于地质条件所限及为了最大限度地回采煤炭资源，21503工作面设计有里、外切眼，且两切眼推进方向垂直。工作面走向长:418 m(里段)/919 m(外段)，斜长:122 m(里段)/185 m(外段)。2013年10月28日，工作面里段推进至设计停采位置，完成收尾工作，具备搬家条件，搬家主要任务为:拆除工作面里段回撤通道支架(ZY3800－16/35型)81台，运至外切眼安装;拆除工作面里段回撤通道刮板输送机(SGZ730/2×200型)1部，总长约120 m，运至外切眼内安装;拆除工作面里段回撤通道采煤机(MG300/720－QWD型)1部，运至外切眼安装。21503工作面里段推进至停采位置时，工作面巷道布置示意图见图1。

图1 21503工作面巷道布置示意图

2 21503综采工作面搬家

2.1 搬家方案的选择

方案一:在轨道顺槽超前合适位置打设起吊棚，回撤通道内的液压支架、刮板输送机，采煤机拆除后在起吊棚处装车，由工作面(里段)轨道顺槽运出，经工作面(外段)轨道顺槽运至外切眼安装。

方案二:在工作面(里段)皮带顺槽铺设轨道，在皮带顺槽超前合适位置打设起吊棚，回撤通道内的液压支架、刮板输送机，采煤机拆除后在起吊棚处装车，由工作面(里段)皮带顺槽运出，运至外切眼安装。

方案三:回撤通道内的液压支架、刮板输送机、采煤机拆除后由工作面(里段)皮带顺槽运出，直接拖至外切眼安装。所有设备直接在底板上拖动，不铺设轨道。

方案一的优点是可以利用原有的轨道。缺点是待搬家的设备运输路线较长，运输环节较多，占用人员较多。

方案二的优点是设备运输路线较短，运输环节少。缺点是需要铺设轨道和打设起吊棚，准备工作量较大，人员占用较多，而且铺设的轨道，搬家工作完成后需再拆除。

方案三的优点是运输路线短、运输环节少，不用铺设轨道和打设起吊棚，准备工作少、人员占用少。缺点是设备直接在底板上拖拉有一定的难度，且在21503工作面改造巷处有一个落差为1.5 m的断层，设备在此处拖拉时容易“载头”。

通过方案对比，考虑到21503工作面(里段)皮带顺槽底板均为硬底，且无论是在轨道上运输还是直接在底板上拖拉设备，绞车均使用慢速，因此，为了节省人力和最快的完成搬家工作，决定采用方案三。

2.2 搬家前的准备工作

搬家前要回撤掉原来铺设在工作面(里段)皮带顺槽和外切眼用于运输煤炭的胶带输送机;回撤掉里段工作面轨顺超前支护;安装XRB2B－80/20乳化泵，回撤时给工作面供液;安装2BKJ－No.4.5局部通风机2部以及所需的风筒，回撤时给工作面供风;稳设各部绞车，用于拖拉和起吊设备;在工作面改造巷断层处顶板上打锚杆使用链条固定1个5 t的滑轮，让绞车钢丝绳从滑轮上通过，以防设备在此处拖拉时受断层影响“载头”;清理工作面里段皮带顺槽的杂物，防止阻碍拖拉设备;替换掉拖拉设备时可能碰到的单体柱。搬家时工作面绞车布置示意图见图2。

2.3 搬家顺序

1)采煤机的搬家。

图2 21503工作面绞车布置示意图

工作面里段回采完毕后，采煤机停在机头位置，将运输机机头、二节槽子以及变斜槽子解体后，使用回撤通道机头处3#SDJ－28绞车将机头各部件拖至回撤通道机头，然后使用外切眼机尾处5#SDJ－14绞车配合回撤通道机头处3#SDJ－28绞车完成各部件的调向工作，待调向工作完成后，使用5#SDJ－14绞车将各部件拖拉至外切眼机尾处，在拖拉的过程中使用回撤通道机头处的2#SDJ－14绞车与5#绞车进行对拉，以防设备在托运过程中下滑和跑偏。待各部件拖运至外切眼机尾处后，使用外切眼机头处的6#SDJ－14绞车将各部件拖至外切眼机头设计位置安装，托运过程中使用外切眼机尾处的4#SDJ－14绞车与外切眼机头处6#SDJ－14绞车对拉以防设备下滑和跑偏。待运输机机头段拖完后将采煤机解体为5部分:左滚筒、右滚筒、左摇臂与左行走部、右摇臂与右行走部以及中间箱。使用各部绞车完成采煤机5部分的拖运工作，拖运方法与拖运运输机机头各部件的方法相同。

2)运输机的搬家。

将回撤通道内的运输机按照4～8节为1组解体，使用机头处3#绞车将其拖运至机头，然后以每次拖运2节的方式将中部槽拖运至外切眼安装，拖运方法与拖运运输机机头部件的方法相同，安装好的槽子要紧靠外切眼工作面煤壁侧，以防安装支架时外切眼空间不够，槽子搬家时选择完好的槽子安装，存在缺陷的槽子装车升井。

3)液压支架的搬家。

a)液压支架的回撤。

以1#支架的回撤为例(工作面液压支架从机头至机尾依次编号为1#～81#):

将1根合适高度的单体支柱一端(柱根)放在2#架底座立柱前，另一端(柱头)放在1#架顶梁所带的孔上，并供液升紧，然后停止向液枪供液，将液枪手把用绳绑住，防止液枪脱落。拉回撤通道内1#SDJ－14绞车钩头，把钩头拴在1#架顶梁上。单独接通1#架的供液管路，将操作手把打至降架位置，对单体柱远距离控制供液，同时点动回撤通道内1#SDJ－14绞车，在降架的过程中，支架脱离受压状态，依靠单体柱的推力和绞车的拉力，将支架向前抽出，并调向，在调向过程中，为避免1#架靠向2#架，可在两架间适当位置打1根单体支柱，边调向边向单体支柱供液，使1#架顺利完成调向工作。然后调节平衡千斤顶和立柱，将1#支架调至最低高度，用机头3#绞车将支架拖到回撤通道机头处，然后利用其余各部绞车将支架拖运至外切眼安装，拖运方法与拖运运输机机头各部件的方法相同。

b)液压支架的安装。

外切眼安装128台支架，在安装里切眼时已同步安装外切眼支架47台，工作面里段回采完毕将里切眼的81台支架搬家至外切眼安装，可满足外切眼支架的数量，支架安装时从机头开始安装，安装的支架从机头至机尾依次编号为1#～128#。外切眼已安装47台支架，以48#架的安装为例:48#支架使用外切眼机头处6#绞车和外切眼机尾处4#绞车拖运至安装地点后，利用单体柱、支架本身以及绞车钩头进行调架，使支架安装在预订位置。

2.4 搬家工作完成后老塘水的治理

工作面里段在回采过程中，由于受到断层影响以及回采扰动，顶、底板裂隙水从工作面1#支架～27#支架后的老塘水流出，出水量约20 m3/h。而21503工作面外段皮顺标高比轨顺低，为防止外段工作面回采时工作面里段的老塘水从外段回采工作面过，影响正常的回采，需将里段老塘水引流出去。具体设计方法如下:在距离工作面里段停采线30 m处打设1道挡水墙，在距离第1道挡水墙3 m处打设第2道挡水墙，两堵墙暴露在巷道中的墙体高度均为1.5 m，宽度均为0.5 m，使用混凝土浇铸，墙体向煤帮和底板均深入0.5 m。在施工两道挡水墙前分别在距离两道挡水墙1 m位置打设两个全断面的宽度为2 m的木垛，用于过滤老塘水冲蚀下来的煤渣。在施工第1道挡水墙时将1根6英寸的排水管埋在巷道边水沟中，作为引水管，让水从水管中流过以方便挡水墙的施工;在施工第2道挡水墙时距离底板0.5 m高用1根6英寸的排水管穿过第2道挡水墙，作为导水管，并用6英寸排水管将导水管连接至外段工作面轨道顺槽处，待两堵墙都施工好后把埋在水沟中的引水管堵上，让水从穿过第2道墙的导水管中排出，第1道墙用于阻挡老塘水冲蚀下来的煤渣，以防堵塞导水管;第2道墙用于挡水，以使水从导水管中流出。两道墙具体的施工示意图见图3。

图3 防水墙施工图

待工作面外段推进到与工作面里段的轨道顺槽齐平时，在工作面挖水沟埋1趟6英寸的排水管与穿过第2道挡水墙的6英寸导水管连通，可达到把老塘水引流至工作面外段皮带巷排出去的目的。

3 总结

21503工作面搬家，受到断层、运输条件复杂以及老塘水等因素的影响，但通过采取一系列措施后，顺利、快速地完成了工作面搬家，保证了工作面的正常推进，缓解了该矿工作面接替紧张的局面，为今后类似条件综采工作面的搬家积累了宝贵的经验。

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