煤业综采工作面施工方案设计分析

煤业综采工作面施工方案设计分析 本文关键词：工作面，煤业，施工方案，分析，设计

煤业综采工作面施工方案设计分析 本文简介：摘要：新安煤业综采工作面支架运输严重地受到了制约，目前，运输、起吊设备、巷道宽度、高度等条件均不能满足整体运输，导致采用解体运输，给综采支架安装、拆除的安全工作带来诸多困难。针对以上问题提出了新的支架解体运输施工方案，在减少运输环节、进行支架解体及运输提升等方面进行了回撤施工工艺的优化，从而实现了支

煤业综采工作面施工方案设计分析 本文内容：

摘要：新安煤业综采工作面支架运输严重地受到了制约，目前，运输、起吊设备、巷道宽度、高度等条件均不能满足整体运输，导致采用解体运输，给综采支架安装、拆除的安全工作带来诸多困难。针对以上问题提出了新的支架解体运输施工方案，在减少运输环节、进行支架解体及运输提升等方面进行了回撤施工工艺的优化，从而实现了支架安全回撤运输的目的。

关键词：支架；解体运输；辅助运输；施工方案

1问题的提出

新安煤业3406外工作面位于34采区南翼，开采山西组3煤层，本面北和东为3402工作面采空区；北西为-650回风下山保护煤柱；西为未开采区；南为3煤层风氧化带。新安煤业地质条件复杂，支架回收难度大，运输条件复杂，距离最远。3406外工作面共有综采支架86架，综采支架整架运输受外段巷道变形收缩影响而无法提升运输，从3406外工作面向地面运输设备需要经过30余部绞车提升，而综采支架从工作面整架运输至组装铜室需经过1部回柱纹车提升。因斜井高度达不到综采支架整架运输通过的要求，而从工作面整架运输至二三采区组装硐室解体后再升井要通过310m受压变形巷道，不仅需要修巷，而且存在不安全因素。所以，在综采工作面平巷设置起吊解体点，就地对综采支架进行解体成为最行之有效的解决方法。

2支架解体运输施工方案的确定

该矿综采支架整架从二一轨道巷和斜井不能整体提升运输，支架距离最近的拆装硐室1300m，有310m巷道由于压力大，巷道变形严重影响运输，其中40m巷道采用U型棚支护，修复工程量和难度较大，加之此线路巷道起伏大、弯道多，共需要安装回柱绞车达11台之多，运输安全性及运输效率无法保证。因此，结合该矿实际情况和经济效益分析，最终确定综采支架在3406外工作面平巷范围实施解体运输方案。方案实施示意如图1、图2所示。回收3406外工作面支架有三套方案可以选择，方案一是将综采支架整体运输至二三采区组装硎室进行起吊解体；方案二是在3406外轨道巷内施工行车吊装设施，利用行车起吊解体综采支架；方案三是在3406外轨道巷施工简单易行的起吊解体设施进行起吊解体。结合该矿实际情况和经济效益分析，最终确定采用方案三的设计。在3406外轨道巷安装设计加工的专用起吊架（绞车起）吊解体支架。具体施工内容：起底24m；施工24m，车场1个；安装3台回柱绞车；加工、安装起吊架。

3支架解体运输主要施工流程

将综采支架运至拆1号起吊点→清理浮煤、拆除闭锁销及管路→使用1号绞车配合导链固定顶梁→拆除销轴→使用1号绞车吊起顶梁→使用2号绞车将剩余部件拉至2号起吊点→使用1号绞车将顶梁翻转装车→使用2号绞车将掩护梁翻转装车→分离立柱与底座并装车。

4支架解体运输施工要求

4.1巷道要求在轨道巷选择顶板完好、无淋水、近水平巷道作为解体区段。采用见一补一的形式对顶板补打锚索加固支护强度。巷道高度保证在3.5m以上，宽度保证在4.2m以上。巷道帮部采用锚杆配合铁丝网加固支护强度。4.2车场要求采用30kg/m的轨道施工一个车场便于车辆运输，车场长21m，宽4.2m，道面平直。车场长度计算公式：L=L1+L2+Lc+D×2=6+6+6+1.5×2=21m.式中：L1为1号起吊点解体支架所需的最小距离，取6m；L2为2号起吊点解体支架所需的最小距离，取6m；Lc为两起吊点间存车范围的长度，取6m；D为两点间安全距离，取1.5m。车场宽度计算公式：S=S1×2+M+D×2=0.6×2+0.8+1.1×2=4.2（m）.式中：S1为轨道的距离，取0.6m；M为车场内两轨道间的安全距离，取0.8m；D为轨道距两帮的安全距离，取1.1m。4.3拆卸点施工要求在1号起吊点外10m处及2°起吊点里10m处，各安装一台20T的回柱绞车。两个起吊点各安装一组起吊架及两根辅助梁，采用18根Φ24mm的5.3m长的锚索进行固定，每根锚索用三节Z2460树脂药卷进行锚固，锚索预紧力须达到80kN。施工完成后对锚索进行拉拔力试验，确保锚索拉拔力均达到180kN。起吊架及锚索受到的拉力计算：α=arctan（W/L）=arctan（12/3.5）=76°；F=2Gcos（α/2）=2×45cos38°=70.9kN.式中：G为解体后起吊最重重物，掩护梁取45kN；W为起吊绞车距离起吊点的距离，取12m；α为起吊钢绳与水平面的夹角，（°）；L为起吊点至轨道平面的距离，取3.5m。起吊架连接螺栓强度计算：起吊架连接采用8.8级M24螺栓连接，其有效横截面积及单位强度查手册得：有效横截面积为353mm2；单位承载载荷为170N/mm2；承载力为170×353=60010N=60kN；则起吊架连接部能承载的载荷为60×4=240kN。起吊滑轮固定钢梁选用11矿用工字钢，在机修厂使用行车进行配重实验，经检验，配重达到300kN时钢梁仍能保持完好不变形，符合使用要求。计算围岩松动圈高度W=1.8m<5.0m（深入岩层中锚索长度），使用长度5300mm锚索作为起吊锚索满足起吊要求。经计算对比，起吊架及锚索受力为70.9kN，选用的锚索和起吊架强度符合施工要求。

5综采支架解体运输施工过程

5.1施工前准备1）准备好施工所需要的材料、设备。2）对解体区段进行起底、扩帮，保证拆卸点高度在3.5m以上，宽度在4.2m以上。3）对施工区段补打锚杆、锚索，加强支护。4）施工专用起吊锚索并安装起吊架、起吊钢梁。5）运输、安装回柱绞车。6）施工一个双轨道车场。7）对拆卸点两帮管路及管线进行拆除或落地。5.2解体过程1）将支架拉出工作面，运输至解体准备区段拆卸销子、管路并清理浮煤。2）将支架运输至1°起吊点，拆除支架销轴。3）使用1°起吊点拆除顶梁并装车。4）使用2起吊点拆除掩护梁并装车。5）使用导链拆除立柱并装车。

6效果分析

方案三实施前：在平巷施工行车吊装室，投资大，工期长，严重影响回收进度。在二三采区组装硐室解体支架，综采支架从工作面整体运往组装硐室需经过11部回柱绞车提升，若综采支架从工作面整架运输至支架组装硐室再进行解体外运，不仅需要修复310m变形巷道，而且存在较大的不安全因素，出现掉道甚至倾倒的情况，无有效办法处理，将严重影响回收施工进度和回收安全。方案三实施后：支架在3406外工作面平巷直接解体，不需动用大量的人力物力修复巷道。直接分解后装车，车辆载荷小，在运输的过程中不需要使用回柱绞车且安全性好、运输效率高，大大地缩短了回收的时间，无论是在经济对比、安全性对比及施工效率对比上均优于前者。新安煤业3406外工作面支架解体运输方案的实施实现了经济、高效、安全的综采支架解体外运，同时表现了以下优点：提高运输安全性；减少巷修工程；降低投资费用；大幅度降低职工劳动强度；节省矿井回收时间。7结论1）经济效益明显，与在二三采区组装硐室解体对比及与在顺槽施工行车起吊硐室对比，节省了大量人力、物力和时间的投入。2）社会效益明显，相对在组装硐室进行支架解体，需要对轨道巷部分区段进行修巷，投入工期39d；或在平巷施工行车起吊硐室，投入工期15d；都大大影响了矿井整体回收进度。该方案的实施能有效地减少运输过程中的不安全因素，保证了施工人员的生命安全，为矿区的安全生产作出了贡献。

参考文献

[1]韩若民.综采液压支架整体倒装工艺的研究与应用[J].中国新技术新产品，2017（13）：53-54.

[2]姜军，张文科.综采工作面机电设备快速安装工艺[J].煤矿机械，2009，30（6）：159-161.

作者：季可可 罗贤军 单位：山东能源枣矿集团新安煤业公司

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