井下矸石充填支架的安装工艺研究

柳建琦

(西山煤电责任有限公司官地矿， 山西 太原 030022)

1 研究背景

西山煤电集团公司东曲煤矿位于山西省古交市东南，距太原市公路里程为56 km，行政区划属古交市管辖。东曲矿井于1991年12月建成投产，设计原煤生产能力4.0 Mt/a，为瓦斯高突矿井，开拓方式为“平硐斜井联合开拓”。

东曲矿将将八采区28802工作面作为首采充填工作面，由于前国内最大宽度充填工作面为100 m，工艺、装备相对成熟，因此首采充填工作面定为切眼长为100 m。工作面选用ZC9600/28/55型充填支架（见图1 和表1）[1]。

图1 矸石充填液压支架结构原理图

表1 四柱式ZC9600/28/55支架主要技术参数

2 矸石充填支架安装方案

2.1 大断面切眼一次安装

在准备安装充填支架前将切眼一次扩宽至11.5m→在轨道顺槽侧安装硐室内整体组装充填支架（地面组装支架前半部分、井下组装后半部分）→安装就位运顺端头支架→通过绞车将54架充填支架依次拖入切眼内→安装就位轨顺端头支架→借助升降平台悬挂充填刮板输送机→完成（见图2）。

按照实际安装经验（冀中邢东矿），该型号充填支架安装速度为2 d安装3架，按此安装速度，东曲矿28810-1充填工作面54架充填支架36 d安装完成。

2.2 小断面切眼边扩巷边安装

图2 充填支架安装方案——大断面一次安装法

开切眼先掘7 m宽导硐→准备安装充填支架时将切眼超前6 m扩宽至11.5 m→在轨顺侧安装硐室内安装运顺端头支架和第1架基本架并由绞车拖入已扩宽段的切眼内→继续超前4 m扩宽切眼→安装第2架和第3架支架并由绞车拖入已扩宽段的切眼内→扩切眼、安装循环进行直至安装就位54架充填支架→安装就位轨顺端头支架→借助升降平台悬挂充填刮板输送机→完成（图3）。该方案安装速度与方案一相差不多（冀中邢台矿）。

图3 充填支架安装方案——小断面边扩边安装法

2.3 小断面切眼降低后顶梁安装

开切眼掘进宽度8 m→在轨道顺槽侧安装硐室内整体组装充填支架（不包括后立柱和推实机构）→安装就位运顺端头支架→将充填支架升至5 m高降低后顶梁→通过绞车将54架充填支架依次拖入切眼内→向前割煤推进4 m→升起后顶梁并安装后立柱及推实机构→安装就位轨顺端头支架→借助升降平台悬挂充填刮板输送机→完成（见图4）。该方案需要支架在5 m高度状态下切眼内运输，安全性较差。

图4 充填支架安装方案——小断面降低后顶梁安装

经过分析比较，本工作面采用方案二进行安装。

3 矸石充填支架各部位安装工艺

3.1 中间架组装顺序及工艺

中间支架组装顺序:地面组装（底座—前2个立柱—前连杆—前顶梁）→井下组装（后2个立柱—后顶梁—推移千斤顶—推移杆）。

3.2 端头支架安装顺序及工艺

端头支架分为两大部分，中间用4根连杆连接。

每个部分组装顺序:地面组装（底座—前2个立柱—连杆—前顶梁）→井下组装（后2个立柱—后顶梁—推移千斤顶—推移杆）。

3.3 支架就位施工顺序及工艺

3.3.1 施工顺序

支架组装完成—运架至工作面就位平台—就位调整—完成就位工作。

3.3.2 施工工艺

3.3.2.1 就位前的准备工作

1）首先在第一架下方打3 ～5根单体，对就位第一架起定位和防倒作用。将安装位置附近的所有杂物、浮煤浮矸清理干净。

2）就位绞车在第10架处用底锚固定牢靠，并用单体四压两戗压住绞车，戗柱夹角不大于80°。该绞车随着支架的就位，向工作面机尾方向移动。

3）机头、机尾拉整架的绞车用底锚固定。

4）设专人检查顶板，需要维护时，用长板梁配单体顺工作面方向维护好就位空间，确保安全。

3.3.2.2 支架就位

1）就位顺序为机头至机尾依次完成就位工作。

2）就位时必须有专人指挥，统一号令。就位工作由班组长负责现场指挥。

3）就位前，由班组长视察无其他异常情况后，方可下令统一操作，将支架运至就位地点并进行支架就位工作。

4）支架从工作面机尾向机头运输时，机尾的两个绞车使用动滑轮的方式将支架回到就位位置。

5）第一架就位时，机头、机尾绞车将就位支架前后连接住，挂好钩头，通过绞车将支架拉上就位平台，然后将机尾绞车钩头连住底座前端，就位绞车连住底座后端，实现支架在就位平台上的掉头工序，最后配合单体适当调整，按照划定的支架位置完成支架就位工作。

6）以后就位的支架都是以上一架顶梁为锚固点，固定20 t滑轮完成前移、掉头、就位工作，依次类推，逐架就位。

7）就位后，必须将液压支架接顶，并将护帮打出[2]。

3.4 安装充填刮板输送机

3.4.1 安装顺序

机头支撑架—机头—电机减速机—中部槽—穿链—机尾支撑架—机尾—紧链—试运行。

3.4.2 充填刮板输送机安装施工工艺

1）在机头、机尾上方根据支撑架位置和尺寸四角各打设四组起吊锚杆，锚杆规格:Φ22 mm×2 400 mm高强度螺纹钢，锚杆组距2m×2m，每组间距400 mm。

2）起吊中部槽锚杆的打设。在每一架后顶梁与后一架后缝隙间各打设2根起吊锚杆，锚杆间距1.5 m。

3）使用两个5 t手拉葫芦起吊将机头、机尾支撑架组装好，并调整好位置。

4）充填刮板输送机机头、机尾部分借助专用升降平台进行安装，要严格按照施工顺序，对位准确。机头、机尾要与两端支撑架搭接牢靠。

5）安装中部槽时，需从机头向机尾逐次对接，每一块溜槽的安装需要2个不低于3 t的手拉葫芦（或升降平台）起吊（抬升）至一定高度后，上好哑铃、马蹄块和挡销。最后用一链环配合连接件将溜槽与后顶梁连接牢固。

4 结语

实践证明，东曲矿28810工作面采用的充填支架安装工艺是安全可行的，也为其他充填回采工作面液压支架安装积累了丰富经验，值得在集团及相关矿井进行推广使用。