綜采大傾角逆向安裝技術(shù)研究與應(yīng)用

1、超化礦綜采大傾角逆向安裝技術(shù)研究與應(yīng)用一、概述31001工作面位于突出危險區(qū)內(nèi)，工作面走向長781米，傾斜長145米，平均煤厚7.8米，斜面積113100 m2，可采儲量108.7萬噸，煤層傾角11°38°，北部和西部為已回采過的22121工作面采空區(qū)、金山集團(tuán)超化煤礦越界下山、頂板水倉及采空區(qū)；東部為22下山、31下山和二水平車場；南部為31采區(qū)，有金山集團(tuán)超化煤礦越界下山。工作面內(nèi)有22121工作面采空區(qū)、金山集團(tuán)超化煤礦越界下山，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，在上付巷掘進(jìn)時已對22121工作面采空區(qū)進(jìn)行了探放，共放出老空水62萬m3，目前仍有68.6m3/h涌水從原9#、8#、7

2、#、6#、5#鉆場流出。由于工作面西部存在小超化多條越界老巷，上付巷及切巷掘進(jìn)時揭露小超化老巷和原22121西炮采工作面老巷或采空區(qū)，掘進(jìn)時小超化越界老巷有部分老空或老巷涌水，涌水量7m3/h，直接從下付巷流出。由于工作面在危險突出區(qū)內(nèi)，須要做本煤層抽放、高抽巷等工程，工作面貫通后，所做工程沒有完工，工作面安裝的支架、運輸機等設(shè)備由上付巷進(jìn)入進(jìn)行安裝，這樣上付巷將停止所有工程，等高抽巷完成，就推遲工作面的生產(chǎn)時間，為了使工作面安裝與消突同時結(jié)束，經(jīng)過多種方案認(rèn)證，決定設(shè)備由下付巷進(jìn)入工作面進(jìn)行安裝，上付巷做高抽巷及本煤層打鉆等工程，由于同時作業(yè)，使工作面提前1個月生產(chǎn)，保證了各項任務(wù)的完成。二

3、、方案制定1、安裝過程中存在的問題：（1）工作面安裝時坡度大，最大為30°，調(diào)整支架時，不易控制方向，且下滑力大，下方作業(yè)人員存在危險。（2）工作面由于在老空區(qū)內(nèi)，壓力大，且工作面原老巷的工字鋼、U型鋼沒有回收。（3）工作面有小超化老空水，底部較軟，支架下沉，高度滿足不了安裝要求。（4）由于壓力大，先安裝運輸機，再安裝支架，工作面工字受壓變形，影響支架安裝。（5）下付巷安裝由于坡度大，梭車不直接將設(shè)備運到下切口，且皮帶機頭處空間小，梭車安裝尺寸大，不易形成車場。（6）安裝時設(shè)備下車過程中需防止向下運行，保證人員安全。2、安裝方案的制定方案一（1）安裝設(shè)備從下付巷進(jìn)入工作面，先安裝支架

4、，再安裝運輸機，最后安裝轉(zhuǎn)載機、破碎機。（2）先安裝上下端頭支架，加強上下端頭支護(hù)能力。（3）在工作面上切口處設(shè)“人”字形道岔，支架從煤墻側(cè)到上切口后，再由老塘返回下部進(jìn)行安裝。（4）在工作面上切口安裝兩部絞車，一部用于運輸，一部用于防滑。優(yōu)點：（1）支護(hù)效果好，對工作面薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加固，增強了支護(hù)能力。（2）支架由下到上安裝，人的操作程序少，增加安全系數(shù)。（3）使安裝支架空間大，調(diào)架、移架方便。（4）支架在坡度大地點安裝時，下方無操作人員，支架下車安全。（5）多安裝一部絞車，有效減緩支架下滑力，使支架調(diào)整更安全。缺點：（1）安裝運輸機時，起吊不方便，運輸絞車鋼絲繩影響起吊。（2）運輸環(huán)節(jié)多，

5、安裝速度慢，支架在工作面運輸兩次。（3）由于壓力大，安裝速度慢，工作面需不斷進(jìn)行落底保證高度。方案二：（1）先安裝運輸機，再安裝支架。（2）支架由上向下安裝。（3）在工作面上切口安裝2部絞車，一部用于運輸，一部用于防止支架下滑。（4）在老塘側(cè)軌道設(shè)保險杠，用于支架下車阻擋平板車向運行。優(yōu)點：（1）減少運輸環(huán)節(jié)，使支架運輸一次到位。（2）先安裝運輸機，支架安裝同時可組裝運輸機，使安裝工期提前。缺點：（1）在坡度較大地點，支架調(diào)整過程中，不易控制，下滑力大。（2）先安裝運輸機使支架調(diào)整空間變小。（3）設(shè)備下車時，平板向下運行，易發(fā)跑車事故。方案三：（1）先安裝支架再安裝運輸機，支架由下向上安裝。（

6、2）在工作面中間安裝一部絞車，用于調(diào)整支架。（3）在煤墻側(cè)鋪軌道，老塘側(cè)不在鋪設(shè)軌道。（4）在支架下車位置安裝起吊裝置，并用絞車牽引防止不滑。（5）平板車下車時用26圓環(huán)鏈鎖，防止下滑。優(yōu)點：（1）節(jié)省材料，運輸環(huán)節(jié)減少。（2）支架由下依次向上安裝，相對不會下滑，人員操作安全。（3）增強支護(hù)，減緩工作面的壓力。缺點：（1）由下向上安裝支架，支架尾部向前，支架調(diào)整困難。（2）支架下車受運輸絞車鋼絲繩影響，不易調(diào)整，且平板車向下滑，波及范圍廣。（3）調(diào)整支架過程中，支架不能一次到位，需向上或向下調(diào)整，增加移支次數(shù)，造成安全隱患。經(jīng)過方案研究與對比，決定實施方案一。3、下付巷運輸方式由于梭車最大運輸

7、坡度為20°，下付巷最大坡度為 25°，梭車運輸能力滿足不了要求，為了保證安全運輸，在下付巷皮帶機頭處進(jìn)行擴(kuò)修，保證梭車的安裝尺寸及道岔鋪設(shè)要求，梭車機尾處環(huán)形車場，進(jìn)行交換車，距下切口350米，在下切口安裝一部絞車，往工作面運輸設(shè)備，根據(jù)情況對這兩部絞車進(jìn)行選型計算：（1）下付巷梭車能力計算運距：500米，最大上行坡度：10度，大下行坡度：10度，最大牽引重量：18+1.5+1.8=21.3T根據(jù)以上條件，選擇SQ-1200/75順槽連續(xù)牽引車一部，鋼絲繩初步選用6*19-21.5的鋼絲繩。鋼絲繩破斷力：F破=29220kg鋼絲繩強度驗算：n=Qz/（Smax+Se）=2

8、9220/（8000+1000）=3.25式中：n-鋼絲繩安全系數(shù)； Qz-鋼絲繩破斷拉力總和，kg； Smax-鋼絲繩最大牽引力，kg； Se-鋼絲繩張力初選值，kg；鋼絲繩許用安全系數(shù)為：n=5-0.001Le=5-0.001*500=4.5>3.5式中:Le-由絞車至尾輪的鋼絲繩長度，500米。nn,所以牽引鋼絲繩強度不足。實際計算：n=29220/（21300* sin10+1000）=6.2>3.5絞車電機功率驗算（電機選用75KW 6級，梭車速度為0.67m/s)F=(G+G0)(0.02*cos+sin)+ *P*L*2式中：G-最大載荷重量19500kg; G0-梭

9、車自重1800kg; -運行路線最大坡度20°； -鋼絲繩阻力系數(shù)0.25； P-單位長度鋼絲繩的重量1.658kg/m； L-運輸距離500m。F=(19500+1800)*(0.02*cos10°+sin10°)+0.25*1.658*500*2=4532kg N=FV/=4532*0.67*10/（0.85*1000）=36KW式中：v-梭車速度 -絞車傳動效率0.85功率備用系數(shù)：K=75/N=75/36=2>1.1,滿足要求。安全系數(shù)驗算KA=F破F=292204532=6.4>3.5（2）下切口絞車能力計算：巷道長度：L=350m 最大坡度

10、：=25°車輪與軌道之間磨擦系數(shù)：1=0.015 鋼絲繩磨擦系數(shù)：2=0.2綜采支架與平板車最大牽引重量：M=16.5+1.5=18t=18000kg根據(jù)以上條件，選擇SDJ-32T絞車一部，鋼絲繩選用6*19-31的鋼絲繩。鋼絲繩自重：P=3.383kg/m鋼絲繩破斷力：F破=60404kg（1）初拉力驗算：F=M*(sin+1*cos)+p*L*(sin+2*cos)=18000*(sin25°+0.015*cos25°)+3.383*500*(sin25°+0.2*cos25°)=18000*（0.42+0.015*0.91）+1019=

11、18000*0.434+448=7805+1019=8824kg（2）按檢驗實際破斷力驗算鋼絲繩安全系數(shù)：KA=F破F=604048824=6.86.5（3）最大拉力的計算：當(dāng)鋼絲繩滿足6.5倍安全系數(shù)時的拉力為：F=60404/6.5=9293kg<32000kgFmax=F-pL(sin+2cos)/(sin+0.015cos)=(9293-1019)/(sin25°+0.015cos25°)=19064kg18000kg經(jīng)驗算選用SQ-1200/75順槽連續(xù)牽引車和SDJ-32T絞車，能夠滿足運輸綜采支架要求。 4、老空水的處理小超化老巷和原22121西炮采工作

12、面老巷或采空區(qū)，有部分老空或老巷涌水，涌水量7m3/h，在工作面中部，比較分散，水亂流，使底變軟，受壓力影響，巷道低，影響支架的安裝和工作面生產(chǎn)，安裝時先將水裝入水管引到下付巷水溝，安裝結(jié)束后，工作面面向前推進(jìn)2米，利用支架上方工字鋼在架后留的空間做巷道對老空水進(jìn)行處理，具體的方法是（附圖）：（1）工作面下半段架子往前推進(jìn)2米，預(yù)留出足夠空間進(jìn)行施工作業(yè)，移架前，必須清理架前、架間浮煤及雜物。（2）在下半段架子后側(cè)緊挨架子用編織袋裝煤壘設(shè)擋水堰，以防水從架間留向煤壁一側(cè)。（3）在水堰里側(cè)鋪設(shè)6寸水管3節(jié)，每節(jié)6米，在前兩節(jié)水管上每節(jié)做2個100mm的孔，兩孔間距2m。并將原工作面4寸膠管插入6

13、寸鋼管內(nèi)，使水通過6寸鋼管流出。然后在敷設(shè)的水管上方自里向外架#型木垛。（4）在液壓支架后施工前，要檢查水路是否暢通、積水，施工時，要隨時注意水流大小，并且將施工地點支架的放煤板打開，隨時做好撤離準(zhǔn)備。（5）在下付巷端頭架下幫挖一沉淀池，并在沉淀池上方架#型木垛。當(dāng)池內(nèi)的淤泥過多，沉淀池蓄水量減少時，要及時清理。（6）自沉淀池向下鋪設(shè)6寸鋼管200m，將沉淀池水引出，流入下付巷水槽。（7）做一個三通接頭，一支通沉淀池，一支接工作面6寸鋼管，一支接下付巷6寸鋼管。三、安裝方案的實施1、設(shè)備安裝順序：支架安裝和后部運輸機（平行作業(yè)）前部運輸機采煤機轉(zhuǎn)載機和破碎機2、支架運輸要求（1）工作面上切口車

14、房內(nèi)安設(shè)兩部SDJ-28t絞車，用于煤墻運輸和老塘運輸液壓支架設(shè)備及平板車，上付巷盲巷車房內(nèi)安設(shè)一部JH-14t絞車，用于上付巷過彎道設(shè)備運輸，在切巷內(nèi)距下切口20-30米處安設(shè)一部JH-14t絞車(移動絞車)，用于調(diào)整液壓支架的方向。（2）固定絞車使用四壓兩戧柱，并加打地錨固定，所用點桿直徑不小于200mm，打牢背實，嚴(yán)禁用金屬支柱或工字鋼做點桿，兩戧柱要加防護(hù)杠，以防回繩傷人。（3）絞車司機、信號工、掛鉤工在交接班之時，要詳細(xì)檢查絞車的完好情況，制動裝置是否靈敏可靠，點桿是否牢固，鋼絲繩是否完好無損，信號是否靈敏，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，認(rèn)真填寫交接班記錄、絞車檢修記錄、絞車運行記錄、鋼絲繩檢查

15、記錄。（4）絞車每運一次重車或調(diào)一次支架，絞車司機必須對點桿、鋼絲繩、繩扣進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。沿途摘掛鉤地點，必須由各施工單位當(dāng)班班長負(fù)責(zé)檢查剎車情況、絞車狀況及鋼絲繩與平板車連接情況，插銷必須用擋銷和鐵絲固定好，每運輸一次檢查一次，未發(fā)現(xiàn)異常后方可發(fā)車。（5）31001上下付巷切口彎道處設(shè)備運輸時，要設(shè)專人把口，其他人員不得在該處停留。（6）向切巷運送支架時，平板車銷子要閉鎖并穿開口銷，防止銷子竄出。當(dāng)平板車掉道時，嚴(yán)禁用絞車硬拉上道，只有當(dāng)平板車處理上道以后方可用絞車牽引。（7）在切巷運輸時，切巷行車道內(nèi)要做到“行車不行人、行人不行車”。支架運輸、調(diào)向、起吊時，運輸、起吊和調(diào)向所用

16、鎖具不小于8t，每次運輸必須檢查確認(rèn)鎖具的質(zhì)量合格和連接完好才能使用，在調(diào)向時，保險繩必須連接頂梁上，人員要避開鋼絲繩的波及范圍，要設(shè)專人把口，負(fù)責(zé)警戒，信號工在確認(rèn)安全后方可發(fā)出信號。（8）當(dāng)兩部絞車同時運行牽引一輛設(shè)備車時，兩部絞車必須同時繃緊繩并設(shè)專人觀察兩部絞車?yán)K的張緊程度，以便協(xié)調(diào)指揮兩部絞車的牽引。（9）設(shè)備安裝期間，必須加強頂板和煤墻管理。每班要指派兩名有經(jīng)驗的老工人管理，嚴(yán)防片幫冒頂。（10）安裝設(shè)備過程中若用滑輪或?qū)ф湥喕驅(qū)ф湹膽覓斓攸c的支架必須要保證牢固可靠，并采取打抬棚、連鎖棚等方式加固支架。（11）支架運輸時，在下付巷打兩根直徑不小于140mm的坑木豎直打在老塘安裝

17、好的液壓支架中間，當(dāng)支架運輸?shù)较赂断镆簤褐Ъ茼斄旱肿】幽緯r停止運輸，用鏈條鎖緊液壓支架，去除平板車上的壓杠，作業(yè)人員撤離安全地區(qū)，上付巷絞車牽引抽出平板車。3、安裝支架要求（1）調(diào)架之前，要首先檢查有無障礙物，并提前看好躲避路線，用移動絞車?yán)K牽引液壓支架后部向上牽引調(diào)架，牽引時，必須檢查鎖具完好性，鋼絲繩保險繩必須綁在液壓支架后部。（2）安裝第一架時，必須用長3.5m長的礦工鋼靠下付巷轉(zhuǎn)載機兩側(cè)打兩道抬棚，用2.8m長的單體液壓支柱升緊，一梁三柱。（3）安裝第一、二架時，要先定好位置，第一架要抬住下付巷棚梁0.5m，在下付巷加固，直接卸車調(diào)架。（4）安裝支架后，進(jìn)行落道，必須保證道心距離液壓支

18、架柱腳1.2m，道面距離頂梁2.35m。（5）工作面運輸液壓支架必須是倒進(jìn)，液壓支架尾部朝前運輸，運輸至上付巷后，液壓支架前梁朝前向下運輸。（6）運輸液壓支架前，在已安裝支架上側(cè)用兩根直徑不小于200mm的圓木打兩根戧柱以防支架沖撞。（7）安裝現(xiàn)場必須統(tǒng)一指揮，信號工必須嚴(yán)格聽從指揮人員的口令。調(diào)架時，現(xiàn)場指揮人員要密切注意，不得碰撞抬棚。調(diào)架時嚴(yán)禁把鋼絲繩拴在支架各種明柱上。（8）每一架支架安裝好后，要及時升架支撐頂板，但不能升得太緊，避免棚腿脫落。（9）支架在調(diào)架過程中，若絞車阻力過大，絞車司機必須立即停車，待查明原因，才能繼續(xù)運輸。（10）在安裝支架的過程中，要注意保護(hù)支架明柱及管路，若

19、發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象，嚴(yán)格追查責(zé)任。液壓管路安裝前要將管頭沖洗干凈，按系統(tǒng)安好，保證各部件齊全和安全可靠，防止液壓管傷人。（11）每安裝一架，在進(jìn)行此項作業(yè)時，采面不準(zhǔn)下卸支架和其它設(shè)備，更不準(zhǔn)與安裝支架平行作業(yè)。（12）在調(diào)架時，若使用單體柱，操作人員躲進(jìn)已裝好的支架箱內(nèi)，用大立柱護(hù)住自己的身體并避開單體柱打滑方向，利用單體柱調(diào)架與利用絞車調(diào)架不能同時進(jìn)行，要使用完好的單體柱，柱根墊木鞋，迎山站正，以防滑倒傷人。（13）卸車時應(yīng)先卸掉下側(cè)壓杠，然后卸上側(cè)壓杠，嚴(yán)禁上下側(cè)壓杠同時卸，卸車時除操作人員外其它人員必須站在平板車上方。（14）工作面必須保證足夠的風(fēng)量嚴(yán)防瓦斯超限，每班必須配備專職瓦斯檢查員檢

20、查瓦斯，瓦斯超限時要立即停止作業(yè)，撤離現(xiàn)場。4、運輸機安裝要求 （1）施工隊負(fù)責(zé)將所安裝設(shè)備配件用油漆編號，依次下井，以便按安裝順序運輸。設(shè)備各連接面、齒輪、銷子等需要防護(hù)的，下井裝車前由裝車單位用皮帶、編織袋等進(jìn)行防護(hù)，經(jīng)驗收合格后方可下井。 （2）根據(jù)安裝進(jìn)度統(tǒng)籌安排，并協(xié)調(diào)相關(guān)單位將各種配件及時運至工作面。安裝的所有零部件運至工作面后應(yīng)整齊地排放在預(yù)定位置，在井下設(shè)專人清點接收配件，并做好發(fā)放和使用記錄。 （3）參加安裝工作的人員應(yīng)嚴(yán)格遵守煤礦安全規(guī)程、煤礦安全操作規(guī)程。 （4）三機設(shè)備在切巷運輸時，上、下付巷口要設(shè)專人把守，人員嚴(yán)禁站在運行車輛的下方，工作人員必須躲在安全地點，并避開鋼

21、絲繩繩道及其波及范圍，嚴(yán)禁站在鋼絲繩內(nèi)圈。 （5）三機設(shè)備在切巷卸車時，必須等車停穩(wěn)，用專用鋼絲繩鼻、鎖具和不少于兩臺的導(dǎo)鏈(5t)配合將設(shè)備牢固地固定在平板車上，以防壓杠松脫后設(shè)備下滑。卸車過程中鋼絲繩必須處于張緊狀態(tài)，絞車打好閘，絞車司機不準(zhǔn)離崗。（6）起吊重物過程中，工作人員要避開重物下滑墜落方向。嚴(yán)禁將頭、手等身體部位處于起吊重物下面。 （7）安裝過程中，若用絞車?yán)\重物時，人要避開鋼絲繩繩道及其波及范圍，嚴(yán)禁位于鋼絲繩內(nèi)圈。 （8）用鋼絲繩或?qū)ф溒鸬踔匚飼r，要先要對起吊位置的棚、梁進(jìn)行架抬棚、打點桿加固，并驗收合格后方可起吊重物，嚴(yán)禁超負(fù)荷起吊重物。 （9）三機各部件安裝時要弄清安裝

22、位置，注意各部件的安裝順序及對接方向。（10）前部運輸機安裝順序：機尾底托機尾架機尾傳動部機尾過渡槽及穿鏈條鋪底槽鏈子中部槽子抽底鏈子安裝刮板電纜槽，擋煤板及附屬裝置（機頭部的安裝與機尾部安裝順序一樣）接鏈子安裝刮板。安裝槽子時，要把底槽內(nèi)的雜物清理干凈。（11）后部運輸機安裝順序：后部機頭架機頭傳動部機頭過渡槽及穿鏈條機頭調(diào)節(jié)槽子中部槽子抽底鏈子安裝刮板接鏈子安裝刮板(機尾部的安裝和機頭部的安裝順序一樣)。在后部運輸機運輸?shù)焦ぷ髅嫫陂g和支架安裝平行作業(yè)。安裝槽子時，要把底槽內(nèi)的雜物清理干凈。（12）鋪設(shè)鏈條時要注意：鏈條焊口背離中板；中雙鏈鋪設(shè)時，接頭處用快速接頭接牢，做好記號，并用鐵絲將兩

23、條鏈條捆好避免扭結(jié)，保證上下鏈不扭向；刮板月牙方向與運輸機正轉(zhuǎn)方向一致；刮板間距要符合規(guī)定要求。（13）安裝前部運輸機時采取倒安裝方法，卸車時，用不小于26及長度10米的鏈子固定平板車，防止跑車。 （14）采煤機各部件在開始安裝第70架時依次下井。在支架安裝到75架時做一采煤機機窩。要求機窩長10m，高2.5m，寬1m，用單體柱、坑木、荊笆及千椽打頂閉幫（或以現(xiàn)場情況而定）。 （15）采煤機安裝順序：左截割部左牽引部中間箱右牽引部右截割部附屬裝置接通電源裝滾筒。 （16）轉(zhuǎn)載機安裝順序：機尾鋪底鏈落地段槽子鋪上鏈擋煤板破碎機鋪底鏈過橋段槽子鋪上鏈機頭附屬裝置。 （17）刮板隨上鏈安裝，也可最后安裝。 （18）在安裝破碎機或轉(zhuǎn)載機機頭起吊時，并由專人指揮，用不少于兩臺（5t）導(dǎo)鏈進(jìn)行起吊。 （19