神东矿区综采工作面机尾缩面技术研究

张强

摘要：文章介绍了综采工作面机尾缩面过程中的施工工艺及施工方法，并针对缩面中常见的技术问题提出针对性优化方案。从历次缩面中总结提炼缩面施工中的管理重点，为不同条件下的缩面施工积累宝贵经验，提出合理化建议。

Abstract： This paper introduces the construction technology and construction method in the fully mechanized mining face machine shrinking face process， and proposes a targeted optimization scheme for the common technical problems. From the previous shrinking process， the management focus in the refining and shrinking construction is summarized， and valuable experience is accumulated for the shrinking construction under different conditions， and reasonable suggestions are put forward.

关键词：综采工作面;缩面;神东;管理;优化

Key words： fully mechanized mining face;shrinking face;Shendong;management;optimization

中图分类号：TD355                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）09-0142-04

0  引言

在工作面推进过程中，由于各种因素的影响，而从机尾方向将工作面宽度缩短，回撤一部分支架和中部槽的施工作业，笼统上称之为工作面机尾缩面。缩面的主要因素很多，多为煤层赋存状况发生变化，机尾侧出现大范围夹矸、构造、冲刷等地质构造，导致机尾侧采煤综合经济性下降，不适合继续推进所导致。还有一些煤层机尾上覆地表存在保护文物或无法拆迁的构筑物也是导致工作面进行缩面的原因。工作面缩面和工作面回撤既有类似又有较大的不同。工作面缩面和回撤一样最大的任务量也是回撤支架，但是工作面缩面更强调缩面后矿方能尽快恢复生产，将缩面的设备尽快回撤完毕，工期进度上较单独回撤更紧。和普通回撤相比，縮面回撤的运输路径通常没有正常回撤通畅，作业范围更小，人员车辆作业点更加集中。目前神东矿区基本上各个矿井都进行过缩面，矿务工程的准备和回撤施工方案均已成熟稳定，能够较好较快地完成缩面任务。通常的缩面工期根据缩面回撤支架数多少，一般为3到5天不等。

1  缩面施工中的技术探讨

1.1 缩面整体施工工艺安排

工作面与缩面回撤通道贯通后，待链网结束，支架拉移到位，浮煤清理干净后开始进行缩面设备回撤。首先停电、验电、放电，拆解机尾高低压电缆插头，分解管路接头。随后将电缆管线馈回新机尾支架前。同时特种车由新机尾联巷进车，工作面内改联巷、回撤运输机链、拆解回撤三机小件。待工作面三机小件回撤完毕后叉车进入工作面铲运溜槽并由辅助运输机运输升井，整体回撤运输机机尾。然后在新机尾处安装机尾变线槽，整体安装机尾，整理电缆管线，插插头，管路对接，接链紧链，联合试运转。随后选择新机尾联巷开口，调掩护。旧机尾处或中间联巷处稳绞车、改通道。掩护稳放到位后在新机尾处支设连锁木墙，待工作面向前回采10m左右后，开始正常回撤支架，直至回撤完毕，随后工作面继续正常推进。

在整个的缩面施工过程中，工序可以根据施工人员的多少进行微调，比如在人员较少时可以优先新机尾的完善及调试运转，而将缩面段的设备回撤相应地向后推迟。也可以在施工人员充足的条件下，将缩面段设备回撤完毕，同时进行新机尾处的安装调试工作，然后新机尾具备生产条件，旧机尾具备回撤条件。这两个工序的施工顺序是跟回采进度要求，缩面段机尾上方顶板、气体等状况来综合决定的。在现场施工中应该根据每个工作面的具体情况决定，而不能生搬硬套、死板教条。

1.2 缩面段支架开口及回撤

为了安全高效地回撤缩面段支架，多采用从新机尾联巷正对支架（待撤支架）开口向旧机尾方向单向回撤的顺序，撤架方法多采用多掩护顺序撤架法（3m以下采高使用二掩护撤架法、3-5m采高多使用三掩护撤架法、5m以上采高采用四掩护撤架法）。本文以三掩护顺序撤架法为例进行说明。回撤缩面段的支架使用的主副掩护、三掩护均为特殊专用掩护支架，架型为掩护式支架。

待新机尾联巷向旧机尾的通道、新机尾联巷的垛架改通后，使用VTC650蓄电瓶式支架搬运车配合机尾绞车，将主副掩护全部摆放到位。利用VTC650蓄电瓶式支架搬运车首先将缩面2#支架降架并拖出，并及时在原有位置打好联锁木垛，保证支护强度（缩面2#支架为从新机尾开始，待回撤的第二台支架）。利用VTC650蓄电瓶式支架搬运车缩面将1#、3#支架降架并拖出，并及时在原有位置打好联锁木垛，保证支护强度。此时由于三台支架的位置已够满足稳放三掩护的要求。随后指挥电瓶车将三掩护架运输至新机尾联巷，并调向放到通道内原1#支架—3#支架位置，及时升起。利用旧机尾侧绞车，配合支架自爬，将主副掩护支架退到位。其中副掩护前梁和5#支架采空区侧侧护板位置平齐，主掩护前梁和5#支架采空区侧侧护板位置平齐，三掩护前顶梁和4#支架采空区侧侧护板位置平齐，至此缩面支架开口完成，具备正常回撤的条件。

降下4#支架，利用机尾绞车将4#支架撤出，并调向拖出旧机尾联巷。在4#支架原位支设圆木及木垛。随后先前拉三掩护至顶梁和5#支架侧边平齐。最后将副掩护、主掩护前拉到位，立即升紧支架。然后按照这样的方法顺序回撤缩面段所有支架。

需要注意的是在神东矿区工作面缩面回撤中，由于采高一般较高，进而为了回撤速度较快，节省支护材料多采用了三掩护或四掩护回撤支架。使用多掩护支架回撤时，一定要根据顶板状况来选择掩护型号和掩护数量。一般而言，掩护越多对顶板的支撑力更大，支撑面积更大，对回撤三角区的顶板管理更加有利，然而同时要注意到，多掩护无形中增加了拉移掩护的步骤，增加了一个循环的回撤时间。所以掩护的数量和型号都要根据实际情况选取，顶板比较完整，顶板铺网质量较高，可以采用多掩护回撤。如果顶板条件较差，三角区铺网情况不理想，则可采用双掩护回撤。就经济性和安全性而言，应该在条件允许下优先选择多掩护回撤方式。

1.3 旧机尾的回撤和新机尾的安装

考虑到新机尾距旧机尾的运距较短，在缩面过程中大多数均选择运输机机尾将整体进行回撤安装，仅需要拆除机尾和尾1变线槽连接处的哑铃销、销排销和连接板，确保机尾和溜槽分解开后即可。

在旧机尾到新机尾的运输安装过程中，常有以下两种运输路线。一是缩面长度超过了50m，缩面段有中间联巷，此时选择将旧机尾整体回撤至辅回撤通道中，然后经辅回撤通道运至新机尾处进行安装。这种情况下，一般使用一台VTC650电瓶车，加之一台ED25型支架搬运车进行机尾整体运输。这种运输方式针对的是机尾多为平行机尾，机尾整体宽度4m左右，能够在辅巷中运输。当机尾为垂直机尾时，由于机尾的整体宽度达到6.5m甚至更宽，此时机尾已无法从辅巷中运输，会选择使用第二种运输方式。第二种运输方式为直接将缩面主回撤通道段的两排垛架全部拆除，这样主回撤通道加之支架推拉前方的宽度，总宽度在7m左右，符合运输垂直机尾的整体。使用一台VTC650电瓶车，加之一台ED25型支架搬运车将机尾整体由主回撤通道中运输至新机尾处进行安装。如果缩面段主回撤通道的顶板条件较差，无法确保双排垛架撤出后顶板的安全，就需要将垂直底盘和垂直电机拆下，分别运输至新机尾，然后再对位安装。总之在安全的前提下，应该尽量使用机尾整体拆解、整体运输的方式进行，确保能够在最短的时间内，完成新机尾的安装。至于使用何种方法，可在现场灵活掌握使用，甚至几种方法结合使用。

2  施工技术优化

2.1 断链位置的选择

缩面回撤的运输机断链位置的选择直接影响到后续安装时接链的快慢，因此需要谨慎和准确。缩面贯通后，优先选择将旧机尾处2#变线槽的观察窗打开断开底链，在对应的顶链道处断开顶链。然后在新机尾处2#变线槽对应位置断开顶底链。

这样断链的好处有两点：一是这样断开运输机大链后，新机尾处的多余的底链较少，在安装新机尾变线槽时，需要反穿的运输机底链较少，只需要把运输机机尾3節变线槽整体对好后直接一次性穿入运输机底链便可。如果采用常用的断链方式直接从新机尾处依照旧机尾边缘位置断开顶底链，则底链较优化方案长7m左右，无论是安装机尾变线槽还是安装机尾，穿链、馈链都十分费劲。好处二是，这样断链后机尾上带有顶底链，待机尾运输至新机尾时，可直接先将底链接住，然后机尾合口子，然后顶链接住便正好，无需在机尾对位安装中穿底链，也无需返链，整个机尾安装快捷高效。经过多次的实践证明，这种断链方法在现场实际作业中能够起到事半功倍的效果。

2.2 三机小件和电缆管线的拆解

缩面回撤的三机小件主要包括中部槽连接板和销排销、推拉横销及哑铃销。为了保证缩面中三机小件的回撤效率，在安装期间应该重点对缩面段三机小件进行安装润滑，连接板螺丝使用防卡剂，哑铃销防脱销、圆柱销均涂抹黄油，在回撤中拆解起来能够省时省力。工作面电缆管线要选择合适的位置进行固定，特别注意防止挤碰，造成电缆损伤，影响后续安装。待工作面机尾插头拆解后，应及时将工作面机尾电缆馈回至新机尾处，能够提前入槽的及时入槽，能够吊挂的及时捆绑吊挂，这样在回撤缩面段中部槽及安装新机尾时便不会发生挤碰。待机尾安装到位后，直接将电缆插头插上便能试转，由于电缆管线提前入槽或吊挂，无需再进行管线整理，为试运转减少了影响时间。

2.3 新机尾木墙的支设

缩面中最为关键的是开口后进行支护，以防止将待撤支架及待回采支架压死，造成支架没有行程，进而影响到缩面回撤和工作面正常回采。部分神东矿区矿井曾出现过缩面中将新机尾支架压死，导致无法回采，最终采用起底放炮的办法才处理好。经过不断的尝试摸索，我们总结出缩面中必须确保新机尾支护到位，并且矿方先行回采，甩过顶板压力后再进行回撤，这样就能避免新机尾压死。正因为新机尾的支护木墙和掩护支架，确保了工作面回采中，待撤支架不会发生压死支架的情况。因此新机尾木墙的支护尤为重要。

待缩面机尾安装完毕，紧链调试运转完成后，先进行开口子调掩护。待开口完毕将3台专用掩护支架放到位后，从三掩护和新机尾尾1支架中间开始，沿新机尾顺槽，支设双连锁木垛，直至回撤通道正帮前2m处，连锁木垛距尾1支架0.8m以上，以确保安全出口。为了保证新机尾联巷口处顶板稳定，沿回撤通道正帮平行联巷口支设一排双连锁木垛。如果现场顶板压力较大，顶板下沉量较大，应及时在木垛中间支设圆木。所有的木垛、圆木均应接顶严实。圆木及时捆绑防倒绳。木墙的支设见图1。

木墙支护完成，工作面快速向前推进10m后，待后方顶板已经垮落并稳定，顶板压力已经后，缩面侧开始回撤缩面支架。

2.4 缩面施工的矿务工程准备

缩面施工的矿务工程准备主要有以下几个方面需要特别注意。

一是贯通前挂网必须从新机尾待回撤支架上方挂起，确保待回撤支架上方有网，这样在新机尾开口、调掩护时不会发生顶板漏矸现象，能够顺利放入掩护支架，打起木墙。

二是新机尾及变线槽正对的7-8台支架，必须要滞后。其中机尾处滞后至少1.5m，建议2刀，可滞后2m最好。变线槽处的滞后1m，建议1.5m，方便进车安装溜槽。由于滞后距离不够曾经出现机尾底盘压在支架大脚上方的现象，为机尾安装和后续生产推进造成了困难。

三是缩面贯通时应该确保贯通质量。顶底板和主回撤通道平齐，网片搭接牢固。贯通条件优良可在后期缩面中为回撤支架及回撤安装机尾创造条件，争取时间。

四是新机尾硐室及新机尾顺槽的支护必须到位。由于新机尾处空顶较大，是人员车辆主要的作业地点，此处应该进行补强支护。既能确保不发生片帮伤人，又能增强顺槽的支护强度，减少回采中对缩面新机尾的压力释放。

3  缩面施工管理重点

古语有言：庙算胜者战。缩面施工工期紧，工艺方法多变，施工中的各个环节互相制约影响，因此在整个缩面施工前应该根据现场实际，有针对性地进行施工排序和开工准备。在现场施工中常常出现，由于现场一个突发情况未能考虑到位，进而对正个施工进度造成影响。在制定施工计划时，纪要考虑到贯通前和回采10m中人员、设备状况，又要详细考虑到缩面施工中常见和突发的各类状况，为整个施工留出合理、必要的意外时间。

在整个缩面施工中，对影响整体进度的关键环节和关键步骤制定专项措施。缩面中的回撤大链，安装机尾，调掩护，支护木墙应该作为施工人员重点关注内容。

具体生产组织中，任务分解要细致明确，要充分调动员工的积极性，科学组织。

4  安全管控措施

缩面施工中安全管控的重点集中在人员和设备、环境上。这三个环节中任何一個环节出现了安全漏洞及安全隐患，都将导致整个施工作业受到影响，进而对项目的整体进度造成延迟。

人员的安全管理方面应该从现场和日常两方面抓，其中日常管理主要包括安全技能培训，安全意识养成、安全制度建设等内容。现场安全方面，主要包括人机、人车配合，人员日常作业中各种不安全行为的整理。在缩面作业中，由于机尾空间有限，设备较多、车辆来回运输，都给作业中的人员造成了安全隐患。因此现场人员的安全管理尤其重要。主要措施包括严格执行开工前危险源辨识，执行现场准入制，现场的安全隐患不消除绝不违章作业。在缩面作业中严格执行行人不行车、行车不行人的规定，作业中安排专人指挥车辆，严禁多人指挥，严禁车辆误动作以防对作业人员造成伤害。现场跟班队干作为现场安全管控第一责任人，必须紧盯现场，对生产的各个环节进行盯防，确保现场的人员安全。机关科室现场跟班人员应该对现场存在的安全隐患及时指出并督促整改。作业人员在作业中也应该严格执行作业规程和安全技术措施，杜绝性惯性违章。根据以往的经验，在缩面作业中，人车配合作业时车辆伤人是安全事故出现频率最高的一类事故，应该给予特别的重视。

环境的安全管理主要针对的是新机尾处的顶帮情况。由于新机尾处硐室内支护的垛架在安装新机尾时便回撤出去，导致新机尾处硐室的支护情况尤其重要。它直接关系到作业人员在新机尾处安装机尾、调试运转时的安全，因此要把新机尾处硐室的顶帮支护作为矿务工程验收的重点进行检查和督促落实。在新机尾顺槽和机尾硐室交叉口处的帮上的支护也要作为一项关键内容进行检查。由于此区段是后期缩面后的主要运输路线，而在新机尾安装完毕，原先支架缩面回撤支架时，该帮上的承压立即变大，常发生片帮、锚索飞出伤人事故。因此在缩面作业中，对于环境安全的管控主要集中在新机尾处顶板和帮上支护情况的管控。

设备的安全主要集中在支架回撤中支架的安全保护和新机尾安装时机尾的安全防护。如果在作业中不注意对设备进行保护，极有可能导致机尾框架和电机从旧机尾处撤出安装至新机尾时，机尾发生故障导致调试不正常，影响正常的生产。回撤支架中注意对支架的保护，支架易损坏的阀组和立柱及管路应在回撤前及时拆除，防止在回撤中造成支架损坏。

5  结语

缩面施工作为煤矿综采工作面回采中的一个常见施工项目，工期紧、任务重，对整个生产组织的要求比较高，一旦发生压架或其它状况对正常的生产接续造成严重影响，需要施工人员特别重视。缩面施工的顺利实施能够为煤矿回采提供更加灵活、多样的回采方案，确保实现整个工作面回采全周期的经济、安全效益最大化。

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