黄陵二号煤矿大采高工作面高效安装实践

钟祥熙

(陕西黄陵二号煤矿有限公司，陕西 延安 727306)

0 引言

近年来，随着煤矿综合机械化水平的不断提高，矿井安全生产标准化的要求逐渐提高[1-3]。在采煤工作面搬家倒面作业中，一方面要求安全快捷高效，另一方面要求实现工作面精品安装和清洁回撤[4-6]。

黄陵二号煤矿在总结以往综合机械化采煤工作面安装的经验上继续创新思维，不断优化管理模式。针对414综采工作面的安装，一方面在安装前期提前完成地面基础设施的准备工作及井下辅助运输系统的铺筑；另一方面，在工作面安装期间实现井下大型设备组装与完善供电、供液系统的平行作业，并且在工作面安装当中引入设备配件入井的菜单式交接、设备安装的程序化作业等新思路，极大提高了工作面现场安装工作的管理水平。

1 设备安装概况

1.1 工作面概况

414综采工作面位于黄陵二号煤矿四盘区东南部，工作面走向长度2 637.6 m，倾向长度300.5 m，是目前黄陵二号煤矿倾向最长的工作面。工作面煤层厚度5.2～5.8 m，平均煤厚5.6 m，切眼宽度8.6 m，高度3.8 m。工作面可采储量为460万t。

1.2 设备布置

414综采工作面安装的设备有ZY10000-26/55型液压支架174台、SGZ1200/3×855型中双链刮板运输机1部、SZZ1300/525型中双链刮板转载机1部、PLM-4500型破碎机1部、MG900/2215-GWD型采煤机1部、8PK皮带自移机尾1部、设备列车31台以及所有线缆、管路等。各设备布置如图1所示。

图1 414工作面设备布置平面

1.3 设备安装流程

首先在胶带巷安装设备列车，形成供液系统，其次在切眼处按照从机尾向机头的方向安装液压支架和刮板运输机，二者平行作业。当刮板运输机安装至采煤机位置时，把采煤机各部件运输到位，然后同时进行液压支架、刮板运输机的安装和采煤机的组装工作。切眼设备安装完毕后，在胶带巷按照从切眼向巷口方向依次安装超前支架、转载机和破碎机，然后安装单轨吊并完善供电、供液系统，最后进行单机试运转、联合试运转。

2 设备安装存在的问题

以往工作面安装不论在安装工艺方面，还是从前期的准备工作投入，或是安装时间方面都存在欠缺，从而导致安装工艺落后、安装效率不高、现场管理水平低等诸多问题。

2.1 安装工艺

前期准备工作：以往工作面设备安装前期基础设施未能准备到位，比如存在运输线路条件不成熟、多功能车维修保养不到位、设备配件准备不足等多方面问题，直接制约工作面安装进度和质量。

工作面调车线路不够优化：407工作面及以前的工作面在巷道掘进期间为便于多功能车在辅运巷正头掉头，均施工了100 m长的调车绕道，额外增加了掘进巷道成本和施工闭墙成本，同时也增加了额外的劳动力，造成了资源的浪费。

“多出来”的临时泵站：409工作面在掘进辅运正头时，超进架通道多掘了6 m，作为临时供回液泵站的放置地点。在工作面安装前期，提前把临时泵站安装到位，然后运输并安装支架、运输机和设备列车部分，待设备列车安装到乳化泵站设计位置时，拆除原有临时泵站并安装设备列车乳化泵站。使用设备列车给支架供回液，造成了安装及拆除临时泵站这一环节的重复性工作。

井下组装：井下组装刮板运输机和刮板链条存在许多的弊端，如井下空间狭小，组装现场混乱不堪[7-9]；组装工作效率低，经常出现配件丢失或配件数量短缺需要从地面调配的问题；需要专人在井下组装刮板运输机和刮板链条，造成人员的浪费，影响其他安装作业。

2.2 安装工期及现场管理

安装工期：由于生产接续紧张，安装工期短，运输线路路面维护不到位。经常出现多功能车“陷坑里”问题，短则1～2个小时，长则1～2个班，严重影响设备安装进度。

现场管理水平：以往工作面安装技术不够成熟，加之接续紧张等各方面原因，根本无暇顾及工作面现场的标准化和精细化工作，只是一味的要求尽快完成设备组装工作，实现联合试运转。现场管理粗放，效率低，存在许多不安全隐患。

3 改进措施

针对以往工作面安装存在的各方面问题，经过系统研究，在414 综采工作面安装中进行改进，具体包括安装工艺改进、安装前期基础设施投入及安装现场管理等方面。

3.1 安装工艺改进

安装工艺的优化：采用了先安装设备列车，形成临时供液系统，再安装液压支架、刮板运输机等设备的新型安装工艺。使设备列车后期的完善工作和液压支架、刮板运输机的安装工作可以同步进行，省去了以前安装临时泵站的环节和临时泵站硐室的施工，有效地缩短了安装工期，降低了巷道施工成本。

巷道布置的优化：对比407综采工作面调车线路巷道布置，如图2所示，414综采工作面在巷道掘进过程中，对巷道的布置进行了优化。采用缩短工作面最后一个联巷和进架通道距离的方式，保证在该联巷和进架通道就可以完成多功能车的掉头工作，不再施工调车绕道，如图3所示。该设计简化了巷道布置形式，降低了巷道施工成本，同时也省去了安装后期对调车绕道的封闭工作。

图2 407工作面绕道设计

图3 414工作面绕道设计

地面设备调试及组装：针对井下组装存在的诸多不利因素，在地面对所有安装设备尤其是设备列车部分进行检修和调试，确保各设备性能稳定、可靠。在地面提前进行刮板运输机部件的组装工作，先将挡煤板和刮板槽进行组装，然后按照2节1组的方式，使用哑铃销将刮板槽进行连接，安装好齿轨，并将刮板和链条按照50 m一组进行组装。地面组装把井下的部分工作在地面上提前完成，实现了安装工艺上的突破与创新。

3.2 安装前期基础设施的投入

安装前期基础设施的准备工作主要包含多功能车的维修和保养、设备配件的清单式管理和辅助运输系统的铺筑和维修3部分内容。

多功能车维修保养：多功能车是制约工作面安装的关键，工作面所有的大型设备如支架、煤机、运输机、转载机、破碎机、设备列车以及皮带机头和中部驱动等都需要多功能车从地面运至工作面安装地点。一方面，需要提前备足多功能车的配件，如空滤、油管、绞车绳等易耗品；另一方面，要建设一支技术过硬的多功能车维修队伍，及时对每台车进行维修保养，同时做好每台多功能车的全生命周期管理工作，对重点车辆要跟踪管理，及时掌握每台车的性能和车况。

前期物资的“菜单式”准备：综采工作面设备安装的关键是前期物资的准备工作，如果安装过程出现材料、配件准备不足或是配件型号不符等问题，就会直接影响工作面的高效安装[10-13]。在安装前期物资准备过程中融入“菜单式”管理方法，将安装所需的设备、配件、工器具及材料等物资按照设备配件部分、供电系统、供液系统及超前支护划分为4部分，并列出每部分的设备安装清单，按照清单对每一部分的物资逐一进行型号、数量及存放位置核实；对急需或关键环节的材料、配件，比如回风超前支护材料、设备列车乳化泵站部分及工作面临时供回液管路等物资进行跟踪管理，确保工作面安装准备工作有序开展。

井下辅助运输系统的铺筑及维护：综采工作面大型设备的运输工作主要依靠多功能车完成，而多功能车运输的关键还在于运输前期辅运巷的铺路和运输期间路面的维护工作。①辅运巷铺筑三合土路面。提前进行412辅运巷(414回风巷)起底和414辅运巷的路面铺筑工作，解决工作面安装中辅助运输和通风两大问题。412辅运起底当中按照清洁回收、重复利用的原则，采用分层起底的办法，最大限度的回收表层的三合土，运至414辅运巷二次利用铺筑三合土路面。一方面为矿井节约了成本，另一方面减少了地面装料下料的环节，缓解了辅助运输压力，并且为铺路工作最大限度的节省了时间。经实践证明，重复使用铺筑的三合土路面可满足414综采工作面辅助运输任务。②运输线路路面维护。工作面安装当中，路面的维护是极为重要的一个环节。由运输队负责大巷运输线路的维护工作，准备队负责辅运巷的路面维护。运输队每班安排5～6名专人负责路面的维护工作，对重点维修段如北二二号辅运大巷段进行班班维护；准备队每班安排多功能车司机在完成运输任务后对414辅运巷路面进行维护。③辅运巷照明。在设备运输通道安装LED照明灯，完善照明系统，保证设备运输期间视线清晰，确保运输安全。

3.3 安装现场管理

设备及配件的“清单式”管理：通过“六零”及“菜单”管理，降低材料、配件费用支出。例如在“零丢失”方面，建立设备配件入井管理清单。地面建立设备配件入井台账，井下建立设备配件接收台账，台账记录清楚时间、班次、配件名称、数量及派送人、司机和接收人。确保设备配件从入井到使用成为一个闭环过程，杜绝了设备配件的丢失。

多功能车安全运输“菜单式”管理：结合多功能车人况、车况及路况的“三况”确认和“人、机、物、环、管”5要素编制多功能车运输岗位作业菜单，保证车辆从开始使用到使用结束都按照一套完整的程序进行安全确认，保证运输安全。

设备安装程序化作业：程序化作业就是将作业的标准操作步骤和要求以统一的格式表现出来，用来指导和规范作业行为和习惯，其核心就是将行为动作统一规范化。根据“精细化”管理中“作业创精优”的要求，在综采工作面设备安装工作中，不断优化作业标准和作业流程，将程序化作业融入到设备安装的各个环节，每台设备的安装从开始的安全确认到设备安装结束都按照一套完整的程序化作业流程进行，以保证设备安装工作安全、有序的进行。

作业现场标准化管理：将“精细化”管理的各项要素融入到设备安装现场中，根据现场实际情况，将作业现场进行区域划分，分为设备安装区，备用设备堆放区，小型配件摆放区等，保证现场设备、材料等整齐有序；并在设备安装区域安装照明灯，保证安装现场视线清晰，提高作业安全性。

科技兴安，积极引进新设备：按照国家安全监管总局关于开展“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动精神，以机械化生产替换人工作业、以自动化控制减少人为操作，大力提高企业安全生产科技保障能力。二号煤矿在414工作面胶带巷超前范围内安装2组框架交错式ZQL2×5000/21/40型巷道超前支护装置，相互推拉，支护进风顶板，支护距离29.5 m，采用该支护方式有效地降低了人员劳动强度和不安全因素。

4 结语

通过工作面设备安装前的统筹安排部署，为工作面设备顺利安装做好了充分的准备工作。安装工作中积极引进菜单式管理、程序化作业等先进的管理方法，实现了综采工作面的设备精细化安装。科技兴安、大胆创新，不断优化安装工艺，标准化和精细化管理作业现场，使安装现场环境得到了很大改善，安装工作更加规范，落实了以人为本的理念。