综采工作面机电设备快速安装工艺研究

孙竞辉

（大同煤矿集团综采安装分公司， 山西 大同 037003）

引言

煤矿综合机械化采煤工作面具有机械化水平高、采煤效率高、回采速度快、劳动强度低等优点，我国各大煤矿已基本实现综合机械化采煤，但是由于综采工作面安装机电设备数量多，例如采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、破碎机等，导致工作面前期准备安装工作繁琐，经常出现综采工作面设备安装速度慢、安装工艺差、设备安装故障率高等现象，不仅增加了工作面设备安装劳动作业强度，而且严重影响工作面后期安全高效回采。所以综采工作面机电设备快速安装对工作面安全高效回采、回采任务衔接具有重大意义。对此，大同煤矿集团综采安装分公司对综采工作面机电设备提出了合理有效的快速安装工艺[1]。

1 综采面机电设备快速安装前期准备工作

1）为了承受工作面顶板较大的压力，综采通常使用体积较大的支架，因此支架在搬运前需对沿路经过的线路进行查验，尤其是在经过沿线有风门路段时确保周边设施完好，对运输线路上存在隐患的区域进行整改。

2）若采用轨道进行设备运输时，轨道安装必须严格按照设计进行施工，弯曲轨道半径必须符合设计轨道，轨道安装后必须严格进行检查，防止轨道出现阴阳道、悬空道。

3）若使用绞车或其他调整设施时，需保证绞车规格满足生产要求，同时确保绞车地锚的施工质量，绞车钢丝绳出现断丝、锈蚀等现象时必须及时更换，绞车钢丝绳最小承载力满足最大重量设备运输要求[2]。

4）所有设备在入井前需安排专人对每个部件进行检查，工作面采煤机、刮板机、运输机及支架需在地面进行组装，电气设备组装后例如隔爆开关、移动变电站等需在地面进行充放电实验，各类型号的线缆需统一编码，确保完好后方可入井。

2 设备安全运输管理

2.1 装车安全管理

1）由于采煤机、液压支架、运输机、转载机、刮板机的体积较大，因此这些设备在拆卸装车时，所有零部件要与运输车辆牢靠紧固。使用轨道运输时设备与轨道平板车必须捆绑牢固，采用无轨脚轮运输时设备与胶轮车之间采取合理有效的防滑措施[3]。

2）对刮板机进行运输前，首先要将刮板机的链条、刮板、溜槽、挡板用专车运输，机头采用整体装车运输。为了减少井下稳装时间，电动机及减速机需在地面安装完毕后入井。

3）当设备进入工作面顺槽后确需采用绞车进行运输，需对绞车的运行情况进行查看，检修人员要在使用之前安排专业的操作人员对绞车进行维护，检测内容主要包括绞车电机运转情况、绞车制动情况、钢丝绳磨损情况等。

2.2 无轨胶轮车设备运输安全管理

对于中大型现代化矿井，采用无轨胶轮车进行综采工作面设备运输时，必须定制合理有效的安全运输管理措施。

1）设备运输前需对主运输大巷、工作面顺槽以及切巷底板采用混凝土进行硬化处理，混凝土浇筑厚度不得低于0.2 m，硬化强度不得低于C20；同时在工作面顺槽每隔200 m设置一个调车硐室。

2）工作面支架主要采用LWC50支架搬运车以及MH-40铲板车配合搬运，首先采用LWC50支架车将支架运输至工作面，然后利用MH-40铲板车进行支架安装调向[4]。

3）对于采煤机、输送机、转载机、破碎机、带式输送机、泵站列车等设备运输至工作面后采用MH-40型或JUGANAUT铲车进行搬运安装。工作面机电设备零部件可直接采用WC5E（B）型材料车进行运输。

3 安装工序

3.1 依次安装运输顺槽机电设备

1）施工人员在安装前需对整个安装流程进行梳理，并合理安排每个安装流程，运输顺槽机电设备依次安装顺序为：转载、破碎机→移动设备车→带式输送机→供电；在安装带式输送机时从皮带尾向皮带头方向依次安装，安装后必须进行调试运转。

2）在进行工作面刮板输送机安装时先安装输送机机头，然后依次安装溜槽、刮板、机尾，在进行输送机安装过程中同步安装电缆；刮板输送机安装后对输送机刮板链张紧进行合理调节，保证输送机运转稳定。

3）为了缩短工作面机电设备安装时间，当刮板输送机溜槽安装至工作面中部时将采煤机底托架与刮板输送机对接安装，同时从机头部向尾部依次安装液压支架，实现采煤机与液压支架同步对接安装，缩短工作面设备安装时间，如图1所示。

图1 综采工作面采煤机安装工艺优化后设备平面布置图

4）待刮板机全部安装完毕后，安装人员方可对剩余的支架进行安装。为了减少支架的安装时间，安装人员可以在安装硐室采用多部绞车对支架进行调向。

3.2 选择组装硐室位置

1）对于特殊复杂地质条件，安装人员需在地面对支架进行解体后运输至工作面液压支架组装硐室内，在硐室内整体安装后再将绞车、平板车、支架车运送至工作面内；支架组装硐室位置必须合理选择，一般组装硐室选在距切巷20～30 m范围内。

2）根据工作面设备型号的不同，选择不同的组装硐室，硐室过大会造成施工难度增大，而且后期顶板维护量大，硐室过小会造成设备不能安装。

3.3 支架组装、卸车、调向

1）支架在组装前要对每个安装顺序进行合理规划。通常采用以下顺序进行组装：底座→掩护梁→顶梁。支架在地面组装完成后采用无轨胶轮车或绞车直接拉入工作面。

2）若矿井采用有轨运输时，支架进入工作面后利用安装在切巷及机头硐室的绞车进行调向。通常在切巷内安装4部双速绞车，机头、机尾硐室内各安装一台主要用于前后移架用，在采空区侧以及煤壁侧各安装一部，主要用于支架调向用。

3）对于绞车运输工作面，为了提高支架搬运速度，可采用装架卸载一体装置。该装置工作原理为：将装置中卸载平台与平板车固定，支架装车后将装置移动至指定位置，然后利用工作面绞车将支架移动至平台上，并断开平台与平板车，最后采用绞车将平板车拉回。

4）当液压支架进入工作面后，利用切巷内多部绞车对支架进行调向，并使相邻支架进行对接安装，支架调向对接安装后，必须保证支架顶梁与工作面煤壁垂直布置[5]。

4 实际应用分析

大同煤矿集团雁崖煤业公司三盘区8307工作面设计回采长度为1 500 m，倾向长度为220 m，工作面回采煤层为4号煤层，平均厚度为3.5 m，工作面采用机械化回采工艺，工作面内安装机电设备如下：一台SL300型采煤机、126架ZZ10000/20/38型液压支架、一台GXW59型刮板输送机、一台转载机以及一部DTL型带式输送机等机电设备。

三盘区其他综采工作面例如8301、8303以及8305工作面采用传统工艺进行设备安装时，平均安装周期在35 d左右；而对8307工作面机电设备安装工艺进行合理优化后，通过实际应用来看，工作面设备安装周期为26 d，缩短了9 d，而且设备安装过程中设备故障率由原来的12%降低为4%以下，有效保证了工作面后期安全高效回采。

5 结语

大同煤矿集团综采安装分公司对综采工作面设备快速安装提出了合理有效的安装工艺，并在雁崖煤业公司三盘区8307工作面进行实际应用，不仅有效提高了工作面设备安装效率，降低了设备安装劳动作业强度，而且保证了设备安装质量，为后期综采工作面安全快速回采奠定了基础，具有很好的推广应用价值。