煤矿综采“1+2”切眼扩安一体化工法的探索与应用

煤矿综采“1+2”切眼扩安一体化工法的探索与应用

潘,军

淮北矿业（集团）有限责任公司生产装备分公司桃园项目部，安徽宿州 234116

摘 要：为了明确综采、综放工作面切眼刷大期间顶板支护管理，采用“1+2”切眼扩安一体化工法，并使用两架垛式支架在顺山支架由顺山调为走向的过程中，对顶板进行补强支护，达到安全高效刷大、安装的目的。本文对信湖煤矿818综放工作面切眼刷大、设备安装的具体过程进行分析论证，通过创新、实践达到工作面切眼在刷大期间顶板的有效支护、设备的快速安装，总结并提出关于工作面切眼刷大期间顶板支护的建议及措施。从而为工作面设备的安全、高效安装提供参考。

关键词：“1+2”切眼扩安一体化；垛式支架；切眼刷大；顶板管理

综采、综放工作面切眼刷大期间，巷道断面跨度大、围岩变形量大，传统的采用单体支柱配合铰接顶梁对巷道顶板进行支护，每班需安排专人对卸载单体进行补液或更换，遇到大倾角、大采高工作面，打设单体棚施工难度大、安全系数低、劳动效率低下，且不能有效支护工作面顶板，巷道围岩变形量大。在工作面切眼刷大期间，顶板的管理是极其重要的。针对切眼刷大期间顶板管理困难，对信湖煤矿818综放工作面切眼支护方式进行分析论证，从而总结经验，提供思路。

1.信湖煤矿818综放工作面概况

1.1地质概况。818切眼施工段81煤厚3.76～4.06m，平均3.87m；82煤厚2.6～3.0m，平均2.8m；81～82煤层夹矸为泥岩，厚1.76～2.23m，平均1.94m；其中 81煤直接顶为泥岩，厚0.96～5.62m，平均2.88m；老顶为细砂岩，厚11.74～16.98m，平均14.04m；切眼跟81～82煤层夹矸施工。

1.2支护概况。切眼导硐侧采用“36U平顶棚+锚索梁+锁腿支护+顺山支架加强支护”，导硐侧为梯形断面，净宽（腰）×净高（中）=4900×3600mm。刷大前，采用31架型号为ZF10000/18/36D型液压支架，沿导硐切眼待刷扩侧顺山支设一排支架用于补强支护导硐顶板，首尾相连，间距≥5.3m。

1.3工作面安装的主要设备。采煤机MG500/1180-WD型1台；前运输机SGZ800/1050型1部；后运输机SGZ800/1050型1部；中间液压支架ZF10000/18/36D型115架；过渡液压支架ZFG10000/22/35D型7架；端头支架ZT5000/21/40D型2架；超前支架ZQL2×5000/21/40D型16架、ZQ5000/21/40D型3架，分别安装在风巷、机巷。

2.存在的困难及原因分析

在分析总结双龙公司Ⅱ513应用“1+2”切眼扩安一体化工法的基础上，认为818工作面在地质条件、支护现状、设备型号等方面的不同，安装会面临以下的全新问题：①在切眼紧贴煤壁安装顺山支架后，切眼宽度已不能满足运架需求。②下端头3架过渡支架，型号为ZFG10000/22/35D，最小支撑高度2.2m，切眼高度不能满足整架吊运要求。③该面中间支架型号为ZF10000/18/36D，顶梁长5m，每调1架顺山支架补充2架支架后会多出0.5m的顺山长度得不到有效支护。④切眼为36U平顶棚，切眼刷扩卧底后，中间2.8mU型棚腿已悬空，支护失效，调架时支护强度达不到要求。

3.采取的解决方案（创新点）

安拆公司经过认真研判、分析，认为在818的安装施工中，必须对“1+2”切眼扩安一体化工法作以下创新。

3.1引入“二次靠架”工序。因切眼压力显现，首先要安装顺山支架对切眼支护进行加固，确保有效支护顶板后才能进行刷扩作业。而顺山支架安装后，切眼宽度已不能满足运架需求，需要在切眼刷扩后对顺山支架进行“二次靠架”，留出足够的运架宽度，再同步开展扩安一体化作业。

3.2切眼内组装过渡支架。地面通过对过渡支架解体和测量，最终确定将过渡支架解体为底座（含掩梁、立柱）、尾梁、顶梁（含前梁）三个部分，使用柴油单轨吊依次吊运至切眼安装位置，在切眼现场进行组装。

3.3在“1+2”的基础上，引入“3+1”的支架补充安装方案。中间支架顶梁长约5m，3架顺山支架所支护的顺山长度需要调正10架才能完全支护，在三个“2+1”后再补充一架调为走向支架，即“1+2”“3+1”。“1+2”：即每调正1架顺山支架，再从硐室调运2架支架补充安装到顺山支架所支护的空间，形成1个小循环。“3+1”即每进行3个小循环再从硐室调运1架支架补充安装到多出的支护空间上，形成1个大循环。大循环往复进行直至支架全部安装完成。

3.4采用2架垛式支架补强支护调架空间。调架作业时，对调架空间采用2架垛式支架进行补强支护，并且在2架垛式支架底座上加装一根千斤顶，实现2架垛式支架的循环自移。

4.工作面支架安装

4.1工作面内支架安装顺序。机头3架过渡支架→1架顺山支架→2架补充支架→1架顺山支架→2架补充支架→....→机尾4架过渡支架（按照“1+2”切眼扩安一体化工法循环施工安装）。

4.2过渡支架的安装（机头3架，机尾4架）。作业前，矿方提前在组装位置打设专用起吊点，对切眼导硐侧进行刷帮、支护、清理，保证切眼支护可靠。将过渡支架散件通过柴油单轨吊运至安装位置落在底板上，进车顺序为顶梁→底座→尾梁；使用手拉葫芦将顶梁起吊至足够高度后，使用手拉葫芦将底座牵引至顶梁下进行组装，最后使用三台5t手拉葫芦把尾梁起吊至合适高度进行组装。组装完成后，跟班干部及班队长现场指挥操作人员接上待安装支架临时供液管路，利用支架自移，远距离供液单体支柱配合调架绞车将支架挪移到位。过渡支架调正后立即升架，保证有效支撑工作面顶板。

4.3顺山支架支架的安装（31架）。安装前，使用调架绞车将工作面预留2架垛式支架牵引至紧靠顺山支架煤壁侧位置后通液升起，确保有效支护顶板。接上待安装顺山支架临时供液管路，利用支架自移，配合调架绞车将顺山支架挪移到位。顺山支架调正后立即升架，保证有效支撑工作面顶板。

4.4补充支架的安装（115架）。吊装人员与单轨吊司机配合利用风巷柴油单轨吊将支架起吊吊运至切眼安装位置就位。支架吊运到安装位置后，信号把钩工及时使用哨子发出停车信号，然后将支架落到底板。支架到位前，先将支架待就位位置浮煤杂物清理干净，主油管接齐，单体、注液枪等工具准备齐全。跟班干部及班队长现场指挥操作人员接上待安装支架临时供液管路，利用支架自移，远距离供液单体支柱配合调架绞车将支架调正。

4.5顶板管理。①支架安装前，需检查两架垛式支架初撑力是否完好，确保有效支护顶板。顺山支架调正后，使用两架垛式支架代替顺山支架支护顶板，两架垛式支架随迎头安装的支架前移超前支护顶板。②切眼设备及支架安装过程中，必须坚持“先支后回”的原则，并且不得超前，设备或支架安装到位后根据需要及时挪移垛式支架支护顶板。③支架调正后，支架推溜与运输机要连接好，支架供液支撑顶板。

4.6液压支架安装质量要求。①支架要排成一直线，不得歪斜，中心距偏差不得超过±50mm，且能与运输机正确连接。②支架要垂直顶底板，与顶板接牢，严密有劲，不得空顶。③支架与煤壁保持垂直，顶梁与顶底板平行支设，其最大仰俯角应≯7°。④相邻支架间不能有明显错差，支架不挤不咬。⑤支架内无浮煤，架间无煤尘堆积，支架的立柱、阀组以及各类千斤顶完好，无锈蚀、窜液、漏液现象。伸缩自如，缸体或连接头无变形、损坏。⑥支架液压管路排列整齐，无漏液、短路，接头使用合格的U型卡销。⑦结构件、零部件无开焊和裂缝以及变形；零部件、连接销齐全、完好。

4.7液压支架的安装注意事项。①在每班班前会上，值班人员必须将工作面即将装架地段的地质状况、安全隐患及安全注意事项向参与施工人员传达清楚。②安装期间安装支架时，项目部及矿跟班干部现场跟班指挥。跟班干部必须在每班安装支架前对切眼内支护状况进行巡查，发现安全隐患，必须立即处理，处理好后方可作业。③迎头调架牵引用绞车每班工作前必须认真检查，确保完好，安全设施齐全、灵敏、可靠，按钮信号齐全、可靠，不得出现误动作。④工作面信号要安设一名职工负责，传递信号时需及时、准确、清晰，严禁用晃灯、口喊、敲打物件等其它方法代替。⑤支架就位时，要随时注意调整角度，严禁强拉硬拽。⑥安装切眼前5架，人员要躲到下出口10m以外；安装上部支架时，施工人员要躲在已安装完毕支撑起来的支架架档内，距离迎头待安支架至少5架。⑦支架没有靠到位前，人员严禁站在已安装好支架和待调向支架之间。⑧支架在调向期间，支架下方、两侧及波及范围严禁有人。⑨迎头站架与刷大施工地点，拉茬距离不得小于30m。⑩迎头施工人员进入煤壁侧施工时，煤壁侧链板机要实行停电闭锁。

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