综采工作面多元快速精准对接技术的应用

周 峰

(淮北矿业(集团)有限责任公司 临涣煤矿， 安徽 淮北 235000)

目前综采工艺较为成熟，对于中厚煤层能够做到最大化的回收资源，但是遇断层构造等特殊情况，使用综采工艺的常规工作面布置易造成设备的损坏，影响资源回收。因此为提高矿井煤炭资源回收率，工作面常采用特殊的刀把式布置形式[1]，随着工作面的推进，实现里工作面和外工作面切眼的对接。以往工作面对接仅仅是把提前预留的运输机溜槽、支架进行连接，未考虑运输机经过回采后的磨损因素，尤其是在剩余可采长度较长、工作面条件较差时，会导致在后续回采过程中运输机事故多发，频繁更换运输机溜槽[2]. 临涣矿已回采结束的1061工作面就曾出现过同类型事故，严重影响工作面的安全回采。临涣矿1065综采工作面与1061工作面同属六采区，煤层赋存情况、地质条件以及工作面布置形式相似。为避免1065工作面后期受机电事故影响制约工作面产能，通过分析研究该工作面的地质特点，拟实施工作面对接期间在时间、空间上增加可与对接工作同步施工的工程。

1 概 况

1065综采工作面布置在两大断层之间，其东部为1061工作面和DF121正断层，南部为NF3正断层，北部为DF232正断层。工作面设计走向长度1 003 m，倾向长度174.5～277.5 m，见图1.

受断层影响，该工作面设计为对接工作面，里工作面安装一部SGZ800/2×700型刮板运输机，共计安装121架ZY6800-19/40D型液压支架，外工作面安装69架ZY6800-19/40D型液压支架。风巷使用5架ZQL2×4000/18/35超前支架作为临时支护。工作面设计回采期为19个月。该工作面同时安装了XDYZ(D)型综采自动化控制系统，可实现采煤机记忆截割采煤；液压支架自动跟机移架，综采系统“一键”启停；地面调度集控中心远程实时监控、操作采煤机、液压支架、刮板运输机等设备运行的智能化工艺。

2 技术难点分析

2.1 空间有限

1) 更换的新旧大件设备较多，施工现场空间有限，设备的转入、转出以及存放受空间限制，不利于平行作业。

2) 正常情况下，工作面完成对接需要3天时间，更换运输机溜槽、链条，安拆至少10天，为保证产量，计划10天内完成。

2.2 施工工艺复杂化、多元化

工作面对接的同时，增加更换溜槽、链条和刮板等工作，使整体施工的组织、工序更为复杂化、多元化，多个施工环节在时间、空间上交叉影响多，并且大件起吊、拉运频繁，存在较多安全隐患。

3 施工方案分析及技术要求

3.1 方案制定原则

多元化对接模式具有施工工序多、作业战线长、准备时间久等特点，因此方案的制定需兼顾能平行作业、少相互影响、高安全性能、能分阶段实施等。

3.2 关键点工程

1) 风巷超前支架由于其位置的特殊性关系到整体工程的进程，提前回收有利于准备工作的实施。综合考虑，风巷超前支架随里工作面的正常回采逐步向外拉移，当最外面一架拉移至对接切眼下口时，依次拆除、回收至对接风巷，并组装排列好，既保证了里风巷正常的超前支护，又减少对其他准备工程的影响。

2) 运输机左变1至左变6溜槽占用空间和更换难度大，影响整体施工的进展。

3.3 准备工程及技术要求

1) 对接切眼内卧底：确保道面距顶板高度不小于2.8 m.

2) 巷道加固：为减少施工地点受采动影响，提前对回绞硐室、装车平台地段等关键地点进行加固。

3) 提前安装对接切眼内智能化系统所需的设备、电缆及管路。

4) 溜槽提前运至对接切眼内的支架底座前码放整齐并确保牢固可靠。

5) 安装回绞、装车平台以及单臂吊。

6) 里工作面正常生产期间，利用机电检修时间更换左变1至左变6溜槽。

3.4 对接前里工作面回采状态的调整

里工作面回采至距外切眼煤壁侧35 m前，用对接控制基准线及时控制工作面支架方向，使121架与对接面内122架的间隙控制在200～300 mm. 里工作面保证采高在3.0～3.5 m，运输机俯采倾角不大于15°，控制里段工作面回采方向、伪斜角度使其与外切眼夹角不大于7°，见图2.

图2 外切眼对接前平面示意图

4 施工工艺流程及完成概况

4.1 施工工艺流程

1) 里工作面回采至距离对接切眼5 m时，巷道加固、卧底调道、回收超前支架、更换左变1至左变6溜槽、回柱绞车安装、对接切眼内智能化设备安装、运输机溜槽链条的准备、工具材料的准备以及工作面回采状态的调整等工作已全部完成。

2) 里工作面回采至预定对接位置后，掐断运输机机头、机尾上链，在第9架、第113架处拆除运输机销子使溜槽脱节。运输机齿箱、电机连同机尾溜槽整体拆除拉运至对接切眼上口，运输机上链、底链向上拉移至对接切眼下口装车平台，分段装车升井，见图3.

图3 外切眼对接后平面示意图

3) 新溜槽每6架成组向下拉运至第9架向上码放在煤壁侧，为减少人员拉运回绞钩头距离，反向由下向上依次6架成组向上拉运旧溜槽。旧溜槽拉运至装车平台段后，2架一组装车升井。

4.2 工艺流程特点

对接切眼上口主运绞车与里工作面上口绞车运行相互不干扰，主运绞车转运新旧设备期间，里工作面进行拆除、安装、转运设备以及辅助安装等工作。施工现场整体形成多地点、多工序、多小组平行作业，具有相互影响少、安全性能高的特点。

4.3 对接工作用时概况

转运机尾齿箱、电机以及回收旧运输机链条用时5个小班(1.7天)；更换溜槽10个小班(3.3天)；安装新链条用时4个小班(1.3天)；机尾齿箱、电机安装及辅助安装、设备调试用时2个小班(0.7天)；对接工作总用时7天，提前3天完成计划。

5 结 论

1) 创新对接方法。以往工作面对接只是把前期铺设好的溜槽、链条等进行连接，未充分考虑前期已使用溜槽、链条的自身情况是否会对后期回采造成影响，此次对接通过将前期安装的溜槽、链条全部更换，创新了对接方法。

2) 提高对接工效。对接期间，通过分析工作面对接与更换运输机溜槽、链条技术工艺之间的关系，1065工作面在实现快速、精准对接的同时，更换121架运输机溜槽、360 m链条、刮板等设备和材料，原计划用时10天，实际仅用7天就完成了更换、对接、调试等各项工作，比计划提前3天。

3) 多工序协调好。此次对接相较于以往，在施工工序上和劳动组织上较为复杂，需要将新溜槽全部运至工作面等待更换，旧溜槽、链条、刮板等全部拆除转走，运输机机尾齿箱电机拉至新对接切眼上口处等待安装，铺设新溜槽，安装链条、刮板和齿箱电机，最后调试运转。

4) 安全系数提升。1065工作面对接完成至回采结束，运输机溜槽未进行更换，相较于以往回采的1061工作面更换多达55块运输机溜槽的情况，提高了安全生产系数。

5) 实现了高产高效回采。对接完成后，工作面长度达到280 m，每天割煤均在4刀左右，日产4 500 t左右，未发生过大的机电事故。

工作面多元快速精准对接的完成，免受机电事故频发的影响，缓和了矿井接续紧张的状况，保证了工作面生产的连续性，使工作面生产能力大大提高，促进矿井的高产高效建设。