郭晓亮

(皖北煤电集团公司，安徽 宿州 234000)

梯形综采工作面边采边延车接架技术

郭晓亮

(皖北煤电集团公司，安徽 宿州 234000)

现代化煤矿开采过程中，在复杂地质条件下为多回收煤炭资源，工作面越来越长，因此需要在回采过程中延运输机对接支架，确保工作面的连续生产。

梯形综采工作面； 延运输机； 对接支架

1 工程概况

恒源煤矿Ⅱ627工作面位于Ⅱ62采区中下部，设计为倾斜长壁综采工作面。工作面倾斜长985～1 000m，平均954.4m，走向宽为147～217m，平均工作面机巷标高为-591.0～-487.8m，风巷标高为-481.1～-506.6m，切眼标高为-506.6～-487.8m。

Ⅱ627工作面周围的地质情况是东部为尚未布置采掘工程的块段；南部为正在回采的Ⅱ624工作面；西部为2011年12月回采结束的Ⅱ628工作面和火成岩严重侵蚀区；北部为尚未布置采掘工程的Ⅱ62下采区。

Ⅱ627工作面地表范围内情况：对应地表主要为农田、沟渠、池塘以及乡村小路等，另有一条季节性河流王引河由西北向东南径流。对应地表标高为+31.5～+32.3m。预计工作面回采将进一步加剧地表沉陷。

在掘进成巷过程中，由于受Ⅱ627- 13(H=10m)断层的影响，做斜风巷尽可能地回收煤炭资源。在斜风巷准备48架支架，随着回采工作面越来越长，需要延运输机并把工作面支架与斜风巷支架对接，确保综采工作面的连续性，如图1。

2 施工前准备

(1)施工人员组织及培训。①根据现场情况及设备安装技术要求编制施工安全技术措施，并在工作面施工前完成审批工作。②在施工前，所有施工人员必须学习《Ⅱ627综采工作面机尾段接架延车安全技术措施》，做到熟悉各项安全技术措施，掌握施工工序、安装工艺。③参加施工的所有作业人员必须持证上岗。

(2)工作面延车前检修班需将所有电缆(运输机两根、转载机两根、破碎机一根、煤机一根共计6根)捣够3.2m(在运输机机尾处)。

图1 综采工作面示意图

(3)检修班提前准备所需备件材料。

3 接架延车

3.1 对接前准备工作

(1)对接前控制好工作面的伪倾斜防止上窜，保证上隅角宽度，确保有足够的对接空间。

(2)工作面接架延车期间斜风巷顶板及上帮严禁退锚。

(3)对接支架架前架裆内浮煤清理干净并加强巷道支护。

(4)接架前对待接支架进行全面检修，保证完好。

(5)待接支架放置于风巷上帮，必须支撑有力，接实顶板。

(6)接架延车期间风巷不退锚。

(7)技术员根据工作面风巷侧第一架支架位置放支架对接线并在顶板用白漆画出。

3.2 施工方法

(1)随着工作面的推进，支架前移，待98架支架顶梁与99架支架顶梁对齐时停止拉架，开始用单体液压支柱靠99架，直至与98架对接。若工作面支架与对接支架顶梁对齐时，煤机不能割通硐，必须人工炮采超前施工。

(2)待支架对接完毕后，开始延运输机，延车前工作面机尾段多割500mm，不抵车并支护好帮顶，留够延运输机的空间。

(3)拉运输机尾前，90架至延长段底板必须清理到矸石底板，并确保底板平整，然后用运输机链条配合10T的回头滑子固定在下次接架的大立柱上，之后用JDHB-14慢速绞车与回头滑子配合拉运输机尾，确保拉够2节溜槽的空间，若拉不到位或者与工作面运输机中心线不一致，必须用单体支柱调整一致，见图2和图3。

图2 拉运输机尾示意图

图3 拉运输机尾就位示意图

(4)延车施工工艺：掐链→拉运输机机尾至风巷口→铺设中部槽→穿底链→铺设上链→运输机机尾电机供电→运输机对接调试→安装销排→安装电缆槽及夹板→电缆入槽。

(5)使用单体支柱配合就位时，单体支柱实行远程控制，距离不少于5m，并拴好防倒绳，防止单体支柱事故伤人。

(6)接架延车完毕后，将支架拉线调整，使支架、运输机平直。

(7)其余支架接架延车按上述方法依次进行。

4 安全技术措施

4.1 绞车使用安全技术措施

(1)绞车安装在顶板稳定支架合适地点，采用地锚全长锚固固定，压戗柱牢靠，接实顶板，绞车安装牢固。

(2)绞车绳使用φ26mm，且完好，信号设施齐全。

(3)绞车司机持证上岗，按操作规程作业，注意力集中，确保开停及时。

(4)开车时，绳道严禁站人或有行人通过，专人站在安全地点观察大件运行情况，及时传递开、停车信号，及时调整大件运行方向，防止大件碰撞支架及周围设备。

(5)使用回头滑子时，固定回头滑子的支架必须升足劲，用大链缠绕在大立柱上必须使用配套螺栓和连接环接合牢固,并且挂轮时的绳道三角区内严禁站人。

(6)回柱绞车运输大件时，司机及观察大件运行人员必须站在有可靠防护的安全地点，绞车前方设护身柱并挂网。

4.2 绞车拉架安全技术措施

由于机尾最后一架液压支架无法与运输机尾连接，需要用慢速绞车向前拉，见图4。

图4 支架就位示意图

(1)拉移支架前，沿途要巡查一遍，把支架通道内的杂物清理干净。

(2)绞车牵引支架前必须仔细检查连接是否牢固。

(3)拉移支架过程中，整个支架通道禁止有人，且应安设警戒，严禁人员进入。绞车司机在有护身柱和护身金属网的安全地点操作绞车。

(4)每次拉移支架前，绞车司机都必须仔细检查绞车基础及地锚、护身柱、对轮销、钢丝绳及钩头的连接等是否牢固可靠，检查绞车的安全制动装置及切眼运输路线是否符合要求，发现问题及时处理，否则不准拉架。

(5)拉移支架过程中，如发现歪架、刮棚、拉不动及绳松等异常情况，应及时停车处理，处理时绞车必须有专人切断电源，以防误动作，并有区队长现场指挥。

4.3 靠架安全技术措施

由于机尾最后一架支架顶梁与斜风巷支架顶梁对齐后，两架间距离较大，需要用单体靠架对接。

(1)操作前必须加固好斜风巷原支架位置的顶板，并确保支柱强度、防倒可靠。

(2)收所靠支架的伸缩梁及护帮，确保支架的空间最小。

(4)片阀供液时缓慢供液，若支架歪斜时必须停止供液，重新固定单体支柱位置。

(5)至少3人配合作业，一人监护，跟班人员及队长要现场监控。

(6)支架就位后，必须升足劲，伸出前梁，打好护帮板。

4.4 延运输机尾安全技术措施

(1)延车前，机尾8架多移500mm，并伸出支架伸缩梁，打好护帮板，断面距≥340mm时应超前管理，采用人工打穿插梁方法管理顶板。采用φ200mm×1 800mm的半圆木作插梁，配DWX- 35、31.5型单体支柱，每架二棚，棚距750mm；过顶采用φ200mm×1 800mm半园木或搪柴捆；煤帮采用1.2m双搪柴间距500mm及双大笆满帮背帮，支柱初撑力≥90kN。

(2)延运输机前，首先停电、挂牌、闭锁运输机开关。

(3)先将运输机溜槽及电缆槽等运到外段切眼口，使用回柱绞车挂回头滑拉到位，溜槽靠煤帮立放好，电缆槽放在支架底座上。

(4)使用回柱绞车将机尾及过渡槽拉到对接的支架前，再用绞车将偏转槽拉至机尾过渡槽处。

(5)使用6分钢丝绳配合绳卡卡紧底链条，穿溜槽，用回柱绞车拉连接底链的钢丝绳以达到拉底链目的，最后将溜槽与偏转槽及机尾对接，将底链拉出机尾后接上链，链条对接并紧链适宜，保证运输机链条松紧适当，运转正常。

研究组采用多排的CT螺旋机检查，对于扫描范围，将胸廓进入，直到肺底部，再次进行连续扫描[2]。用多排预设的螺旋扫描每圈四十毫安，即1.5螺距， 每圈0.75秒，非多排螺旋的预设扫描四十毫安，每圈三十毫米的床进即(层距=层厚) ，每圈0.48秒，层厚重建为五毫米。在工作站显示屏中，用纵隔窗以及肺窗对CT的图像进行观察，对肺血管的支气管及其正常的肺组织进行纵隔解剖，对其结构进行观察，对不安的患病的部分布形态、及其大小、病变的位置、密度等进行观察。

(6)电器设备拆除时，要挂停电牌，并安排专人看管。

(7)拆除的零部件全部回收以备安装。

(8)设备拆除时严禁破坏性拆除，回收要安排专人清点，随拆随运，小件交井下家具房并出票核对，严防丢失。

(9)延车应按技术措施的要求及其施工工艺进行。

(10)运输机延车要保证平直稳，刮板均匀布置。

(11)延车后将运输机段电缆放入电缆槽托架内。

(12)延车完毕后，将运输机找平找直，确保初级支架不掉斜。

4.5 大件起吊安全技术措施

(1)凡需起吊大件的地点，每次起吊前应合理确定大件的起吊点，并视具体情况采用打点柱或挑棚等方式加强起吊点及周围的棚子，待加固安全后方可起吊；起吊运输机机尾大件必须架“井”型组合梁作为起吊棚起吊，起吊棚使用长钢梁或工字钢配合单体一梁四柱架设。

(2)起吊梁必须采用一梁三柱进行加固，单体初撑力不低于90kN，确保起吊棚牢固。

(3)起吊时必须挂牢、挂稳物件，起吊固定绳必须位于起吊物正上方，先试吊，经确认无误后，方可正式起吊。

(4)用长钎子辅助支撑起吊物，严禁用手托或用脚蹬。

(5)先用手拉紧起吊绳，然后逐渐缠紧起吊绳。

(6)起吊大件时，必须安排一名有经验的人员专门看护起吊物、起吊棚，认真观察顶板变化情况。

(7)起吊大件时，人员必须站在起吊地点的斜上方，严禁站在大件下方，无关人员严禁在起吊点5m以内停留或通行，操作人员应集中注意力操作，严防甩钩伤人。起吊过程中，操作人员与大件保持一定距离，操作人员应远离大件波及地点，严禁将身体任何部位伸入大件下方，站在起吊大件斜上方支护安全地点起吊，严禁站在起吊棚以下起吊及做与起吊无关的工作。

(8)工作面检修更换物件时，严禁单人作业施工。

(9)使用手拉葫芦起吊运输机、支架等设备大件时，使用5t的手拉葫芦，超过5t设备必须根据设备重量使用多台手拉葫芦配合起吊。

(10)所使用手拉葫芦必须完好，每次起吊前应仔细检查手拉葫芦是否有故障，严禁使用不完好手拉葫芦起吊大件。

(11)起吊绳环使用φ15.5mm以上钢丝绳做成，插接不低于21扣，双头双股连接，或使用运输机链条起吊，每次起吊前应仔细检查绳头是否有断丝、断股等现象，链条是否有损伤，如有上述情况之一都禁止使用。

(12)使用链条捆绑大件起吊时，链条的挽绳处要用配套螺丝紧合。

(13)手拉葫芦起吊重物时，要双手均匀用力拉小链，不得过快过猛，起吊重物悬空停留时，要将手拉小链栓牢在大链上。

(14)起吊地点应保证支护完好，退路畅通，无安全隐患。

(15)起吊工具额定起重量必须大于大件重量，起吊过程中大件别卡时不要强拉，要采取措施处理好后再起吊。

(16)起吊工具可采用锚杆、锚索、梁进行固定，强度必须与额定起重量相匹配。

采用起吊梁固定的，挖梁窝固定时梁端深入巷帮有效长度不低于500mm，并进行浇注；支护棚梁作起吊梁时，必须对棚梁采取加固措施。

(17)设备大件起吊前应在距起吊地点一定距离处设置警戒牌，并明确标识。起吊作业前，除操作人员外的其他人员必须撤至警戒范围以外。平巷起吊时，起吊点前后警戒距离不小于10m。

(18)起吊前必须仔细检查起吊工具及固定设施的完好状况，如有失效严禁起吊。

(19)设备大件起吊时，捆绑必须牢固可靠，严禁使用铁丝捆绑设备大件。

(20)设备大件起吊时，作业人员应站在安全地点进行操作。

(21)设备大件起吊操作应遵守下列规定。①起吊前应先试吊，试吊高度为100～200mm。②设备大件应垂直起吊，严禁斜拉、斜吊。③设备大件起吊应连续作业。④严禁使用人体重量来平衡被吊设备大件。严禁操作人员站在被吊设备大件上起吊。严禁用手直接校正已涨紧的起吊工具。⑤采用手拉葫芦起吊设备大件时，拉小链应双手均匀用力，不得过快过猛，起吊设备大件悬空停留时，应将手拉葫芦的小链固定在大链上。⑥采用风动葫芦及液压马达起吊时，压风及供液压力应满足起吊工具额定压力要求。⑦采用回柱绞车起吊时，必须保证钢丝绳处于拉紧状态，平稳起吊，严禁强拉强拽。

4.6 煤帮人工超前安全技术措施

(1)采取放震动炮配合人工镐刨超前施工。

(2)每次开工前和各工序作业前，严格执行敲帮问顶制度，敲帮问顶工作要贯穿于作业全过程，特别是各工序前要进行细致的敲帮问顶工作，及时处理危岩活石。对工作区域安全情况进行全面检查，确认安全后方可作业。

(3)准备好所需单体液压支柱、塘柴、小笆、大笆、半圆木等应用物料和工具。

(4)准备好风镐和风带、撬棍。

(5)每次开工前要认真检查施工地点及附近20m范围内的瓦斯情况，只有瓦斯浓度在0.8%以下时方可施工。

(6)开工前必须将附近的电缆、风水管路等进行有效保护，防止挑顶时被破坏。

(7)机尾人工超前宽度以不影响支架对接为原则，支护采用支架、单体配合半圆木支护，并采用塘柴配合大小笆片将顶帮过严背实，棚距为750mm，且单体活柱伸出量不小于200mm，初撑力不小于90kN，并有可靠的防倒措施。

(8)超前结束后，必须将作业地点余煤及杂物清理干净，用大笆将煤壁自上而下背严，防止煤壁片帮。贴帮支柱要紧贴煤壁支设。

(9)支柱要成排对齐，防倒绳齐全、完好、牢固，三用阀要平行于人行道。

5 验算

5.1 φ30mm×108mm链条验算

起吊大件重量按5t计算，Fmax=49kN(单股)；φ30mm×108mm级性能链条最小破断力：Qp=1 130kN。安全系数Ma=Qp/Fmax=1 130/49=8.4>6.5，所以该链条满足要求。

5.2 绞车布置及校验

运输机伸缩机尾重量9 860kg，动力部件6 180kg，共计16 040kg。

外段切眼上口靠风巷上帮安装JDHB- 14/1.7型回柱绞车1台，钢丝绳选用φ26mm。牵引最重物体重量17t，绳长70m，最大倾角β=6°，沿底板牵引。

绞车提升能力校核。①根据绞车使用说明书，可知JDHB- 14/1.7型回柱绞车技术参数为：电机功率22kW；绞车平均绳速0.13m/s；绞车容绳量180m；绞车平均静拉力140kN。②斜长70m、坡度6°。③选用钢丝绳直径26mm，钢丝绳破断力总和为473kN。④根据《煤矿安全规程》第400条规定：单绳缠绕式绞车提升装置钢丝绳安全系数的最小值6.5。⑤JDHB- 14/1.7型回柱绞车拉大件验算。绞车拉大件的实际牵引力：

Fmax=Mg(sinβ+ω1cosβ)+gMpLp(sinβ+ω′kcosβ)

=60 315.5N<140kN

式中：Fmax——绞车需要的实际牵引力，kN；

M——绞车所拉大件重量，17 000kg；

g——重力加速度，9.8m/s2；

ω1——大件沿底板运行阻力系数，取0.25；

Mp——钢丝绳的每米质量，2.54kg/m；

Lp——钢丝绳沿轨道全长，70m；

β——巷道线路倾角，6°；

ω′k——钢丝绳移动时的阻力系数，为0.3。

钢丝绳的安全系数校核：

Ma=Qp/Fmax=473÷60.315 5=7.8>6.5

式中：Ma——钢丝绳安全系数。

由以上计算可知钢丝绳在破断力总和上符合《煤矿安全规程》第400条规定的要求。

根据以上验算可知，斜巷坡度为6°、斜长70m时，JDHB- 14/1.7型回柱绞车满足拉大件的要求。

6 结语

梯形综采工作面能否顺利安全回采，关键在于运输机尾能否安全顺利拉移够延车位置、支架就位的安全措施，只有处理好上述两大因素，才能实现顺利安全生产。

Conveyor and support advancing technique during mining on trapezoidal fully mechanized working face

In modern coal mining the working face becomes longer in order to recover more resource under complicated geological condition. So it needs to extend the conveyor and support, which can ensure the continuous production of working face.

trapezoidal fully mechanized working face; conveyor advancing; butt joint support

TD822+.1

B

2017-05-16

郭晓亮(1982 -)，男，安徽淮北人，工程师，主要从事矿井地质资源开发与管理技术工作。