王庄煤矿超大型工作面设备安装相关问题探讨

杨 阳

(潞安环能股份公司 王庄煤矿，山西 长治 046031)

王庄煤矿是潞安环能股份公司下属的一座特大型现代化高产高效矿井，是山西省第一家通过国家一级安全生产标准化验收矿井。近年来，随着采煤活动的不断进行，采煤重心逐步向+540 m水平延伸。为了提升煤炭开采效率和煤炭资源回收率，极大发挥机械化优势，推动矿井的增产增效，超大型工作面的布置成为王庄煤矿的发展方向。综采工作面设备安装质量是工作面回采能力的体现，直接关系到煤矿的安全管理和经济效益。8110工作面作为王庄煤矿乃至潞安集团首个超大型工作面，煤炭储量达到1 200万t，是王庄矿未来2～3 a生产衔接的有效保证，如何保证8110工作面高标准、高效率地完成综采设备的安装工作，直接关系到王庄煤矿的发展。

1 工作面概况

8110工作面位于王庄井田81采区，该工作面开采赋存二叠系山西组3号煤层，煤层底板标高+377～+522 m，平均煤厚6.5 m，煤层倾角1～11°。该工作面为潞安矿区首个超长工作面，工作面运巷长度为3 650 m，风巷长度为3 580 m，切眼长度340 m，可采储量约1 060万t，决定着王庄煤矿未来2～3 a的生产衔接。该工作面整体为一个由东向西倾斜的单斜构造，局部有起伏，属于高瓦斯工作面，瓦斯含量7.34～4.4 m3/t，主要充水源为3号煤层上部顶板含水层和K8、K10号砂岩含水层，正常涌水量为25～30 m3/h，最大涌水量为50 m3/h，除此之外，该工作面东为水库禁采区，回采前应进行顶板水探放。巷道顶板采用树脂药卷加长锚固HRB335高强度螺纹钢锚杆及锚索加强支护，铺设金属网、双抗网和钢筋梯子梁。工作面采用倾斜长壁、后退式综合机械化低位放顶煤一次采全高全部垮落采煤法。

2 工作面主要设备安装及布置

工作面主要安装设备包括采煤机、液压支架、排头(尾)架、刮板输送机、转载机、破碎机、胶带输送机、乳化和喷雾泵等，见表1。为了确保设备安装的质量，必须遵循相关的安装标准及要求。

1) 液压支架安装整齐，50 m拉线其偏差不得超过±50 mm；安装架间隙不大于100 mm，切眼支架要有效接顶，支架逼帮必须及时打出逼帮板，支架管路安装符合要求，不得出现液压管路受力或者过长现象。

2) 刮板输送机搭接合理，与采煤机、转载机、破碎机闭锁，机头传动平稳。

3) 转载机和破碎机与胶带机尾硬架搭接有效长度≥12 m。

4) 胶带输送机机头、尾及中间部分铺平随直，所有紧固件必须齐全紧固、不得有任何松动现象，涨紧车钢丝绳绳径不小于22 mm，安装胶带机要与上位胶带联锁。各滚筒中心线与胶带中心线的垂直公差≤1/1 000，传动滚筒中心线与减速器输出轴中心线的同轴度公差≤0.1 mm，驱动装置各滚筒中心线与胶带机中心线对称度≤1/500，机架两侧槽面高低差≤1.5 m，胶带接头连接效率≥85%，清带器与胶带接触面积≥85%。

5) 安装人员必须熟悉所安设备的说明书、图纸及技术参数，掌握所安设备的结构和构成，特别是连接和传动部位的标准和要求，知道设备的重量、尺寸等关键参数。

表1 8110工作面主要设备统计

3 工作面设备安装相关问题解决

8110工作面作为潞安首个超大型工作面，由于巷道长度长、地质条件复杂、瓦斯含量高、初次使用单轨吊设备运输等，为了提升设备运输和安装的安全系数，确保工作面的顺利安装，用标准化要求完成综采工作面，必须对设备运输和安装整个环节的相关问题进行解决。

1) 设备安装前的超前支护和顶板管理。对切眼及巷道内顶板、煤墙状况及起吊点周围的顶板情况认真检查，要特别加强顶板观察，以便采取相应措施维护顶板。分别在运巷和风巷打设超前棚对顶部进行支护，确保初采前对顶部的有效维护，对排头架帮及前煤墙往外至少30 m的顶板进行超前维护，采用大板下架π型钢抬棚方式进行支护，见图1。材料规格为：大板长4.8 m，大头为D190～215 mm，小头为D190±10 mm，大头剖面高度为150～170 mm；小头剖面高度为150～160 mm，加工方式为一面平，打设时要平面朝上；π型钢长度为4 m。

图1 设备安装的巷道超前支护

2) 满足单轨吊运输条件。单轨吊的安装，应当满足如下条件：单轨吊布设基本平行于巷道中心线布设，单轨吊支护应当能够满足所有设备的安全起重与运输，单轨吊布设位置不能对其他设备的安装造成影响。

按照设计要求，单轨吊按照中心线距离巷道中心线(1 200±100)mm布置，距离胶带设计中心线2 400 mm，见图2。长时间悬挂>0.5 t或有频繁振动性或冲击性的物件时(>24 h)，不允许使用支护锚杆固定，需要打设专用悬吊锚杆固定，在临时性起吊物件(设备)时(<24 h)，可以使用支护锚杆固定，单根锚杆承载重量≤3 t，起吊点10 m范围内支护完好、顶板无离层现象。单轨吊轨道高度不满足设备运输要求处需进行拉底，其中风运巷和切眼必须保证单轨吊轨道底平面距底板高度不小于2.8 m，不满足要求处需进行拉底，胶带机头及工作面及其他不满足设备运输和安装要求处也需进行拉底，以满足设备运输和安装要求。

图2 运巷设备断面示意(mm)

3) 针对长巷道，两部近2 000 m的胶带机安装、两部胶带的启动问题。胶带机的安装按三部分进行，分别为机头部分、中间部分、机尾部分。三部分可独立进行安装，但必须前后呈一条直线与巷道中线保持间距相同。为了防止两部胶带安装走偏，按照胶带安装设计，提前申请地测科放运巷巷道中线，胶带中线与巷道中线关系为(1 200±100)mm(根据现场情况适当调整)，胶带机头适当增加中线点密度，若局部单轨吊与胶带间距不满足行人要求时应进行甩轨，见图2。针对长巷道，两部接近2 000 m的胶带机的调试，采用慢启动、慢运行、快响应的“两慢一快”调试法，将作业人员每隔150 m放置1个，发现异常立即停机进行处理，有效杜绝了调试胶带期间的划伤胶带情况发生。

4) 风运巷多处积水、出水量大的问题。通过绘制出水点巷道分布图，积极与地测科沟通协调，将原有独立向大巷排水的出水点进行合理合并，减少了大功率水泵的数量，采用小潜水泵和风泵将就近的来水统一抽到“U”型水仓，再由大水泵排出。

4 结 语

通过完善技术措施，加强现场管理，确保了工作面设备安全高效安装。截至目前，8110工作面已经完成了各设备的安装和调试工作，并且已经成功实现安全回采近1 000余m，保证了王庄煤矿的生产衔接，为王庄煤矿后续超大工作面的布置提供了经验，也为潞安集团未来的集约高效发展打下了坚实基础。