近距离煤层下切眼边扩边安施工技术实践

近距离煤层下切眼边扩边安施工技术实践

张富尧

贵州水城矿业股份有限公司大坝田煤矿  贵州 毕节  553303

摘要：为了解决综采工作面切眼因跨度大、顶板的不稳定性等造成的扩帮支护困难的难题，以贵州某矿12702工作面为研究对象，采用近距离煤层下切眼边扩边安施工技术，应用实践表明，通过扩帮及安装工艺优化，减少了支护材料投用，节约材料费用25.6 万元; 实现了支架的安装与切眼扩帮平行作业 ,缩短了安装工期为15～20d，节约人工费用20万元，避免了顶板下沉, 漏顶、跨帮造成的二次掘巷,护巷，减少维护费用13.6万元，直接经济效益59.2万元。同时减轻了职工劳动强度，提高了施工效率，保证了工作面快速接替，消除了安全隐患，提高了安全系数。

关键词：近距离煤层；综采工作面；边扩边安施工技术；开切眼

1 引言

在煤炭资源开采过程中，经常需要对原有的工作面切眼进行扩帮支护。在扩帮过程中，传统的一次扩巷技术因巷道跨度较大、顶板暴露时间过长而出现垮落失稳，无法保证切眼扩帮期间的顶板稳定性，并可能影响巷道的通风、行人和运输安全，给后期设备的安装带来很大的困难。因此，需对切眼扩帮区域创新作业方式。

2 问题的提出

综采面安装速度快慢直接影响单产水平的提高。就马兰矿而言, 综采工作面的安装有如下特点:工作量大,准备安装工期长、工序复杂,人员多,特别是矿井地质构造复杂, 顶板较差,巷道工程完工后, 需做大量的扫尾工作,切眼形成后,得不到及时安装,顶板下沉严重, 局部地段产生漏顶、冒顶,巷道高度变低,达不到安装条件,需二次掘巷,既浪费人力物力,又延误安装日期,不能按期投产。如南一下组煤18305工作面准备安装日期长达4个月,其中切眼发生了1次冒顶,回采帮跨帮严重，不得不进行改造。其它工作面的安装, 一般在 2 个月左右,所以选择合理的综采面安装方法是生产的当务之急。鉴于此，在贵州某矿12702工作面提出了近距离煤层下切眼边扩边安的施工技术，并通过现场施工效果，验证了此种技术的可行性。

12702工作面切眼长度170 m，共计安装115架支架，其中机头、机尾安装ZY5000-12/28 型过渡支架7架，中间安装ZY5000/12/28型液压支架108架。切眼上部间隔2.0～4.2 m为02#煤，由于顶板及安装条件限制，普通架棚支护或锚网索支护等单一支护方式无法适用于该工作面。为便于顶板管理，同时满足切眼扩帮支护及支架安装要求，需采用边扩边安施工技术。

3近距离煤层下切眼边扩边安施工技术

3.1 安装前准备工作

（1）轨道巷、切眼、皮带巷（转载机段）铺设轨道和安装绞车，形成运输系统。

（2）在轨道巷距工作面50米外下帮侧，安装两台BRW-200乳化液泵和一个乳化液泵箱，作为临时泵站供液。

（3）安装皮带输送机SJJ-1000/2×200。依次安装机头传动架→驱动装置→卸载架→储带仓→游动小车→液压张紧装置→中间部分（不安上托辊）→铺设底皮带→安装上托辊→铺设上皮带→自移机尾→机头机尾穿皮带并接皮带。

（4）安装转载机SZZ-764/200及破碎机PCM110。依次安装转载机机头→架桥槽→凸槽→铰接槽→落地槽→破碎机→转载机后半部→铺上、下链→接电源线、调试。

3.2 扩帮安装工艺

（1）切眼机头处采用炮掘工艺扩帮20m，为扩安设备安装作准备。

（2）安装扩安一体化设备(主要包括MWD5.1/0.13L型铣掘机、ZLH2×600/29/41型滑移式临时支护、CZAZ-60型折叠式液压支架安装叉车、QYK-20G型矿用液压起重机)，安装工艺为：安装桥式转载机→安装铣掘机→安装滑移式临时支护装置→安装折叠式液压支架安装叉车和液压起重机。

（3）安装扩帮段支架。

（4）采用扩安设备边扩边安：

首先，采用铣掘机扩帮、滑移式支架进行临时支护、循环进度为1.5m，截割下的煤炭通过铲板部的装载机构、桥式转载机及铺设在后部溜子（或800皮带机）运输到皮顺转载机上，通过皮带运走；

其次，滑移临时支架后伸缩梁行程为2米，为保证扩一个循环后支架的顺利安装，必须保证安架处宽度为2米；

最后，将支架运输到安装点后卸车，利用机头绞车硐室的JSDB-19绞车进行拉架和摆架，同时利用支架本身推拉装置的伸缩来调整支架的前后位置，两者相互配合直至将支架安装入位。

（5）支架安装完毕，回撤扩安一体化设备，工作面800皮带。

（6）安装刮板输送机SGZ-764/630、采煤机MG250/600。依次安装输送机机头底座、横梁→机头传动部和特殊槽→上电机、减速器→过渡槽→变线槽→普通槽→安装机尾过渡槽→安装采机右行走部→电控箱→左行走部→左右摇臂→左右滚筒→输送机机尾→接链。最后接通各种管路和线缆调试运转，每安装一节输送机槽子必须与支架连接好。

（7）联络巷安设系列车及电气设备，安装吊挂专用远距离供回液无缝高压钢管，铺设电缆并进行调试。

图1  扩安一体化局部设备布置图

4 应用效果分析

近距离煤层下切眼边扩边安施工技术在马兰矿12702工作面应用以来，取得了良好的应用效果，下面从技术效益、社会、经济效益和推广应用前景等方面系统分析该技术的应用效果。

4.1 技术效益

⑴ 实现了支架的安装与切眼扩帮平行作业 ,缩短了安装工期 , 约为15～20d。

⑵ 减少了顶板破坏和暴露时间 , 避免局部顶板下沉破坏给后期安装带来的困难，更加有利于安装安全。

⑶ 节省了大量支护材料,由于空顶时间短,充分利用支架支护, 其它支护材料使用很少。

4.2 社会、经济效益分析

⑴12702切眼扩帮原设计断面3.5m，经优化施工方案，扩帮宽度达到2.5m 能够满足现场调架要求。此方案的实施减少了扩帮工程量，优化了施工组织，平行作业扩帮支护与支架运输，支架安装与出矸、窜梁、改柱，扩帮等作业程序，同时减少支架安装期间扩帮宽度。

⑵与传统先一次性扩巷后安装相比，边扩边安方案减少了顶板暴露的时间，实现了支架安装后的二次补强支护，降低了支护难度，提升了支护效果，有效保证了顶板的稳定性，有利于顶板管理。

⑶通过支架定位，可实现支架与刮板输送机准确连接，减少后期调整支架难度，提升施工效率，每班可节约2.5h。避免大面积调整支架，杜绝了因架间隙过大造成漏矸伤人及冒顶事故。

⑷通过扩帮及安装工艺优化，减少了支护材料投用，共节约材料费用 25.6 万元; 并为本矿近距离下分层工作面切眼扩帮支护积累了实践经验，对类似条件下切眼扩帮支护提供了借鉴。

⑸通过近距离煤层下切眼边扩边安快速施工技术的现场实践、跟踪分析，不但为矿井建设，巷道支护技术积累了宝贵经验，更提升了矿井生产技术水平和管理水平，成功实现了安全生产标准化，经济效益最大化，社会效益和谐稳定化。

5 结语

近距离煤层下切眼边扩边安施工技术在贵州某矿12702工作面应用以来，取得了良好的应用效果，与传统先一次性扩巷后安装相比，边扩边安方案减少了顶板暴露的时间，实现了支架安装后的二次补强支护，降低了支护难度，提升了支护效果，有效保证了顶板的稳定性，有利于顶板管理。

参考文献：

[1]解信德,夏宇君,张海亮.富水软岩条件下综采工作面“边扩边安”安装工艺实践应用[J].内蒙古煤炭经济,2012(11):94-95.

[2]王炎棕.“两软一硬”煤层综采工作面沿底抬顶煤支架安装工艺探索[J].科技展望,2014(05):39-40.

[3]李建来.顶板破碎切眼快速扩面技术研究与实践[J].今日科苑,2015(03):116.

[4]孙珍平.切顶卸压预裂技术在特厚煤层综放工作面的应用[J].煤矿安全,2020,51(08):169-173+177.

作者姓名：张富尧，1996年11月，男，畲族，贵州省麻江县人，2018年6月毕业于六盘水师范学院，采矿工程专业，本科学历，初级职称；现在贵州水城矿业股份有限公司大坝田煤矿，从事煤矿技术管理工作。

工作单位：贵州水城矿业股份有限公司大坝田煤矿

单位邮编：553303