煤矿工作面液压支架快速拆除工艺及应用

2020-11-05王慧军

山东煤炭科技 2020年10期

关键词：机尾示意图顶板

王慧军

（山西焦煤西山煤电集团公司镇城底矿，山西太原 030203）

1 引言

本文依托山西西山煤电镇城底矿的综合工作面22618 工作面，对其液压支架的快速拆除技术进行探讨，目的是为了得到一套较为成熟的施工工艺，可为本矿井类似工程提供借鉴和参考。

2 工程概况

山西西山煤电镇城底矿22618 工作面长175 m，平均煤厚4.3 m，现平均割煤高度4.2 m。采煤机型号MG400/920-GWD，液压支架型号ZY5600-21/46，工作面运输机型号SGZ-800/800。两巷顶板原支护形式采用“锚杆+锚索+钢筋网”联合支护，轨道顺槽、皮带顺槽超前维护，使用单体支柱进行支护。22618工作面示意图如图1 所示。

3 原拆除施工工艺存在问题及其解决措施

3.1 原拆除施工工艺存在问题

该矿区原施工方式如图2 所示。该施工工艺下所需要耗费的时间为：巷道铺网需耗时3 d，3.6 m宽的回撤通道施工需耗时3 d，拆除回撤系列车（运输距离1200 m）需耗时5 个班，拆除运输机中部需耗时4 个班，托运机尾需耗时0.5 个班，拆除支架38 台需耗时8 个班，对机尾接线需耗时2 个班，进系列车接线试运转完善超前支护需耗时7 个班。共耗时约15 d。

图1 22618 工作面示意图

图2 原施工方式

该矿井的22618 工作面为避免在22620 工作面采空区出现瓦斯涌入的情况，原方案采取缩短工作面布置加大煤柱方式，工作面将缩短拆除支架38台。但该方案实施后，围岩破碎，顶板对回撤通道顶板的支护产生较大的影响，并伴随区域内缩短段、预留段的瓦斯积聚，回撤设备运输线路与系列车布置位置可能互相干扰，系列车重新布置和机电设备如何实现快速对接等一系列问题，这些问题也将成为工作面快速缩短过程中需要着重关注的地方。

3.2 解决措施

针对22618 工作面的快速缩短工作面巷道瓦斯、顶板、运输等关键问题，设计了合理的工作安排，并提出更加科学的施工工艺，以完成快速缩短的施工要求。综采工作面的缩短工程施工示意图如图3所示，煤矿工作面液压支架快速拆除后的维护示意图如图4 所示。

图3 综采工作面的缩短工程施工示意图

图4 液压支架快速拆除后的维护示意图

4 快速拆除施工工艺及其效果

4.1 快速拆除施工工艺

由于原施工工艺耗时较长，考虑煤矿开采的高效性，故需制定新的施工办法缩短施工周期。对原施工工艺优化后新制定的施工方式如图5 所示。该施工工艺下所需要耗费的时间为：前期加强平巷支护需耗时2 个班；针对缩短距离段8 m 铺网上木头直至贯通缩短段的铺网需要划分为13 刀，每班3 刀，需耗时3 d；回撤平巷支护需耗时1 个班；拆除机尾电缆并且移动系列车至轨道顺槽需耗时1.5 个班；拆除缩短段运输机38 节需耗时4 个班；拖运输机机尾及过渡槽至86#架需耗时0.5 个班；拆除支架38 台同时对接机尾需耗时8 个班。共耗时约8 d。

图5 优化后新制定的施工方式

4.2 优化后的拆除施工工艺效果

（1）改善了地下矿区巷道里面的通风方式，使巷道实现了全风压通风，这样就能在工作面液压支架拆除过程中保证对瓦斯的控制。

（2）针对巷道的破碎顶板进行有效支护，这样可保障缩短工程施工的安全进行。

（3）新施工工艺可减少系列车的拆除、移出以及回撤通道施工等工序，实现对接调试与支架拆除平行作业，这样一来就可大大缩短工期。并且，通过对优化后的施工工艺分析后发现，改进后的工艺施工所需要的技术门槛较低，其施工方式也较为简便，减少施工工序，降低工人的劳动量，市场推广效果好。

根据现场实际情况统计结果可知，原施工工艺下工作面日均产煤2500 t，人工费用每个工人每天360 元，该矿区每天出勤的工人按照80 人计算，原有的施工工艺与优化后的施工工艺时间及社会经济效益的对比如表1 所示。经过22618 缩短段技术实践总结改进，实现了工作面快速缩短，缓解了矿井生产衔接，实现破碎顶板支护、全风压通风、快速拆除、快速对接的生产目标。并且通过新老施工工艺的对比后，由表1 可知，优化后的施工工艺比原施工工艺节约时间7 d，节约人工560 人，节约人工费用20.16 万元，提高煤炭产量1.75 万t。