大倾角走向长壁综放工作面支架安全快速

1　工作面基本情况

45407安装工作面可采走向长1 110 m,工作面倾角平均38°,煤层平均厚度11. 6 m,设计采高2. 6m,放顶煤高度9. 0m。运输断面12. 6m2;回风顺槽断面11. 2 m2;开切眼长99 m,伪斜量6 m,高2. 6m,宽7m,断面18. 2m2。工作面共安装支架69副,其中:过渡支架ZFG4800/18/30型2副,自重18. 5 ,t整架运输,基本支架ZFQ3600/16/28型66副,自重12. 5 ,t整架运输,端头支架ZT9600/20/31型1副,自重60 ,t解体运输到位后组装。

44408回撤工作面,平均倾角35°,回撤通道宽度2. 4 m,净高度2. 6 m,收尾段开切眼长95 m。工作面共需回撤支架64副,其中:过渡支架2副,自重18. 5 ,t整架回撤,基本支架ZFQ3600/16/28型61副,自重12. 5 ,t整架回撤,端头支架ZT9600/20/31型1副,自重60 ,t解体外运。

2　支架安装

2. 1　利用平板车横向下放直接就位法支架由普通平板车装载运输至工作面上出口,起吊换至1 200mm轨距的平板车,然后由两台同步绞车同时牵引下放就位。

2. 1. 1　准备工作

(1)安装绞车。在切眼上部绞车硐室前后安装2台同步绞车,型号JH-14, 1#主绞车在前,用于设备提升, 2#副绞车在后,主要用于稳架。副绞车钢丝绳用绞车峒室顶部锚固钢梁固定的滑轮提高钢丝绳高度。见图1。

(2)锚固起吊梁。切眼上下出口各锚固一组起吊梁,起吊梁用Ф15. 25 mm×7 000 mm锚索锚固11#矿用工字钢组成。锚固梁供支架组装、起吊与平板车分离用。在切眼上口绞车硐室口的上方锚固一根11#矿用工字钢,用于悬挂导向轮。

(3)铺设轨道。回风顺槽铺设0. 6 m轨距的轨道,上口绞车硐室前安设0. 6 m、1. 2 m的“十”字道岔,切眼内轨距为1. 2 m,轨道的枕木间距为600mm,并捣底埋设3/4枕木高,枕木规格为1 800 mm×150 mm×120 mm。轨道型号为18 kg/m,长度3m,道接头上夹板并用4条螺栓固定,轨道接头下必须铺上轨枕,枕木要垫实,轨道要平直。当安装2副支架后,则拆去一组3 m长的短轨道。切眼倾角超过30°的地段轨道用锚杆锚固,防止底板破坏下滑。

2. 1. 2　工艺过程

(1)基本支架整体运至上出口起吊梁下,停放在0. 6 m、1. 2 m轨距的“十”字道岔上;在支架的前、后各打2根单体液压支柱,防止支架倾倒;解去绑扎铁丝及固定螺栓;用2个起吊千斤顶吊起支架,抽去0. 6 m轨距的平板车。

(2)将安装峒室内横放平板车(紧靠1#绞车基础停放,轨距1. 2 m)推至支架下部,落下支架,并用2根Ф21. 5 mm的钢丝绳分别捆绑支架,竖起平板车下侧的挡板,插好螺栓。2根钢丝绳的两头用连接销与平板车前方的左右连接耳座连接,一根钢丝绳绕过支架底座上部,通过平板车后的“U”形连接头抽出,另一根钢丝绳绕过支架顶梁上部与通过“U”形连接头的另一钢丝绳用2条Ф18 mm×64mm的圆环链连接,圆环链的连接用专用连接环,圆环链与钢丝绳连接前绕过1#主牵引绞车鸡心环。

(3)把2#副绞钢丝绳通过导向滑轮与支架顶梁紧靠后立柱处连接,为了保证卸车时的安全,支架顶梁上1根Ф21. 5 mm的钢丝绳与1条Ф18 mm×64mm的圆环链同时穿过2#稳架绞车钢丝绳鸡心环。

(4)用单体液压支柱慢慢将横放平板车顶移至变坡点,移动时,随时注意绞车钢丝绳张紧情况,松紧适中,平板车过变坡点后, 2台绞车同步慢速下放;平板车到卸车位置,绷紧与顶梁连接的2#绞车钢丝绳。

(5)落下平板车下侧的挡板作为支架落地斜撑,松主钢丝绳,抽去平板车前方耳座上2根固定钢丝绳的销子,拆去2根捆绑钢丝绳,主牵引绞车上拉,使支架与平板车分离同时沿斜撑下滑落地(见图1),抽取顶梁上的钢丝绳,扶正支架,调整支架与煤壁垂直。

2. 1. 3　安全措施

(1)所有提升绞车基础采用混凝土捣制,绞车基础强度要进行校核,钢丝绳直径要经计算确定。

(2)起吊千斤顶与起吊梁的连接用Ф21. 5 mm的钢丝绳,手动葫芦与起吊梁之间的连接用Ф18mm×64 mm的圆环链,圆环链之间的连接必须用连接环,并且拧紧螺栓,严禁用废旧钢丝绳和报废的圆环链起吊设备,设备起吊之前,用方木将平板车稳住,以防起吊时平板车移动;起吊支架时,必须使绳套挂在支架重心处,严禁挂在支架的操纵阀手把、立柱、千斤顶等位置;起吊前必须统一信号,并向所有人员交待清楚;起吊必须由专人指挥,指挥人员站在

所有人都能看到的位置。

(3)每次起吊前,必须由跟班队长认真检查起吊工具及绳索,支架上拉或下放前,安检员负责检查绞车固定、牵引装置与支架连接情况;由操作熟练的专职绞车司机、挂钩工和信号工,检查绞车压柱、稳柱是否齐全牢固可靠。

(4)支架下放过程中,前后绞车要同步协调运行,保证支架缓慢平稳下放,防止翻倒;横向下架前,在已安装好的支架上方打两根单体液压支柱作为护柱,当支架平稳卸车后,再撤去。

2. 2　利用滑道横向滑行下放直接就位法支架从切眼上口由稳架绞车和牵引绞车同步牵引沿滑道下滑直接就位,省去了支架换乘不同轨距平板车既由平板车落地等工序。

2. 2. 1　准备工作

切眼内铺设滑道:滑道用11#矿用工字钢加工,间距900 mm,每节长1. 5 m,两根滑道用工字钢拉筋焊接成整体,滑道铺设的中心线与切眼中心线一致。滑道铺设要平直,并采用专用夹板相互联接,接茬要平正、严密、无错茬。滑道的枕木间距600 mm;枕木规格1 800 mm×150 mm×120 mm,每五节滑道设一带长方形眼的特殊滑道一节,用双孔钢垫板及Φ18mm×2000mm钢筋锚杆锚固于巷道底板,以防滑道整体下滑。枕木间加撑木,枕木要垫实。切

眼上口加工圆弧滑道与“#”字型轨道过渡圆弧滑道联接,并采用混凝土捣制。

2. 2. 2　工艺过程

(1)支架运送到切眼上口起吊梁下的井字道岔上,在支架的两侧分别打2根3. 2 m的单体液压支柱混凝土,防止支架倾倒;拆去支架固定压板螺栓和绑扎铁丝,用4个起吊千斤顶起吊支架,抽去平板车,将支架下放到平台上。

(2)下放过程支架的捆绑有2种方法:①2#副绞车稳住支架顶梁, 1#主绞车拉支架底座,即用90型大链(Φ26 mm钢丝绳扣)配合快速接头将支架顶梁大绑后与2#绞车钩头连接好,用90型大链(或Φ26mm钢丝绳)配合快速接头,一道绑在支架前桥,一道绑在支架后连杆与1#主绞车钩头联接。②两台绞车平行捆绑在支架重心两侧顶梁上,即用90型大链(或Φ26 mm钢丝绳扣)配合快速接头,一道绳头大绑支架前顶梁,一道绑在支架前桥,将两道绳拴在2#副绞钩头上;再用90型大链(或Φ26 mm钢丝绳扣)配合快速接头做成的两道绳扣,一道拴在支架尾梁上,另一道大绑到支架靠后柱侧的顶梁上,绳扣分别拴在1#主绞车钩头上。

(3)支架拴绑结束,由专人对绞车及信号、钢丝绳、90型大链快速接头、绳卡、导向轮、绑扎情况检查确认完好可靠后,穿好滑靴,然后用单体液压支柱慢慢顶推支架移至变坡点下放。顶推支架时注意绞车钢丝绳的张紧情况,松驰度适当,顶推支架人员站在靠柱后面操作。要保证支架垂直滑道,支架底座与滑道整体接触,便于支架的稳定下放。支架过变坡点后,两台绞车同步匀速、缓慢下放。

(4)当支架底座受阻不滑动时要及时停止两台绞车,并使钢丝绳张紧,慢慢上拉底座后再下放,必要时可用运输顺槽安设的小绞车下拉。

(5)当支架到达预定位置时,要使支架与已升起支架靠稳,再慢慢松绳,支架停稳后再解绳扣,对下放到位的支架要及时配管路调正与前溜连接并升紧,有效支撑顶板。

2. 2. 3　安全措施

(1)捆绑支架拴绳时要找好重心,使支架顶梁和底座同时受力。采用固定总绳扣将捆绑支架的绳扣连接在一起再与绞车钩头连接时,必须采用双道总绳扣,另加一道保险绳。

(2)严禁采用废旧钢丝绳和报废的圆环链起吊设备。用导链链条直接连接时,要拴可靠,严防滑链。

(3)起吊工作必须由专人操作,专人(跟班队长)指挥,指挥人员站在所有人都能看到的位置,严禁其它任何人乱喊乱叫,乱发号令。起吊时严禁支架、大件后方、两侧和绳道有人作业和逗留。

(4)支架、设备、材料等大件在下放或上拉前,必须由专人对绞车、滑道、钢丝绳、大环、大链、“U”型环、快速接头、绑扎等情况全面检查,确定完好后,方可下放或提升。

3　支架回撤

3. 1　准备工作

(1)做缺口。回撤通道做好后,在工作面上下口提前做好缺口,缺口与巷道交岔处圆弧过渡,便于支架转弯。

(2)锚固起吊梁、安装绞车、铺设滑道等工作与支架安装时的情况一样。

3. 2　回撤工艺

(1)抽架。首先将主牵引(1#)绞车钢丝绳采用90大链与被抽支架底桥联接(绳头与大链用“U”环联接),将绳慢慢张紧,并停车。然后采用抽架(或调向)绞车通过导向滑轮与支架前梁(或掩护梁)连接(锁具采用90大链、快速接头、“U”型环)完成抽架。

(2)在支架调向的同时主牵引绞车也慢慢紧绳,待支架完全转向与煤壁平行并上滑道后,停止主牵引(1#)绞车,摘掉调向绞车绳头,然后在支架顶梁下采用单体液压支柱顶起支架使底座抬起,并在支架底座前下部快速放好专门加工的滑靴,慢慢降单体液压支柱使底座正好落在滑靴上,然后发送信号,由主牵引(1#)绞车向上拉运。向上拉架前,将90大链(长短适宜)配合“U”型环与支架顶梁联接,并用快速接头、“U”型环与2#副绞绳绳头联接(其

钢丝绳张紧程度适宜),起保险作用。支架抽架或调向过程中需采用单体辅助顶推时,单体液压支柱必须采用远距离控制操作。单体液压支柱支点必须找准,各支点垫好防滑小木块,并拴好保险绳。支架到上口后,起吊同时转向,装平板车外运。

(3)掩护架移设。1#支架回撤拉走后,采用同样方法将2#支架抽出并调向转正(纵向)距煤壁侧1m左右,然后升起支架,并达到初撑力。2#支架始终做为掩护支架,该架前梁与被撤支架前梁始终保持1~2m距离,以防与被撤支架的前梁干涉,见图2。

掩护架始终随工作面支架向上回撤而向上拉移(采用绞车),主要作用是挂设导向滑轮并对已回撤空间靠煤壁侧进行支护。

3. 3　安全技术措施

(1)撤架前,对其顶梁上侧的长钢梁首先打好单体液压支柱升紧,然后再降架, (在抽架时将钢梁单体回撤或替换单体液压支柱位置来完成抽架)在支架回撤过程中,受力钢丝绳方向和所包围角内侧,严禁任何人作业、停留或通行。

(2)为确保工作面回撤顺利,以防顶板下沉给撤架带来困难,工作面每撤出一付基本支架,对撤出的空间及时采用单体液压支柱配合Ф180 mm、长m的圆木架设横山抬棚支护顶板(如采用“π”梁配合单体支柱其支护要求与以上相同)。同时每撤出2~3付支架,在回撤空间分别靠老塘、煤帮侧1. 5 m的位置按三花形均匀布置木垛,以加强支护。工作面端头支架回撤时向外每移出一段距离(2~2.m),及时在运输顺槽架设木垛。巷道压力较大时,端头架每移1 m,首先采用单体液压支柱配合圆木(Ф180 mm、长2. 4 m)架设抬棚支护,待长度足够时,替换为木垛。

(3)掩护架要求每次移设后支撑有力。为防止掩护架破坏通道内锚索梁,在支架顶梁上部前后垫好方木或木块后方可升架,所有支架的管路必须束扎整齐,以防损坏或影响起吊。

(4)每次回撤支架前,首先对煤壁侧单体液压支柱、相邻所有支架重新补液一次,防止下架降架后上邻架下滑,以有效支撑顶板。为防止被撤支架在调向时倾倒,利用2#付绞、90大链、“U”型环等锁具联接支架顶梁(或支架掩护梁四连杆),配合工作面支架调向,通过1#主牵引绞车紧松绳来完成支架抽架及调向。上邻架防倒防滑可利用支架顶梁防倒防滑千斤顶,防滑千斤顶随支架上撤而移动,始终保持10付支架组成排头防倒防滑架。

(5)支架在上口转向时, 3#绞车作为主牵引绞车, 2#副绞车作为支架调向时的防倾倒绞车, 1#牵引绞车将支架拉至上口转弯点时,不得摘掉绳头。通过慢慢紧松绳,由回风巷调向绞车将支架完全拉至平巷后,方可摘掉1#绞车绳头,以防支架在上口转向时下滑。

4　结　语

倾角35°以上的综放工作面支架的安装及回撤,无法采用支架搬用车、卡轨车等先进快速的支架搬运设备,在对传统的支架安装、回撤工艺进行改进的基础上,王家山煤矿结合工作面倾角较大的实际,探索出了利用绞车牵引,再沿滑道整架滑行下放或提升回撤支架的方法,但该方法在高瓦斯矿井慎用。