盘道煤业3203工作面采煤机扩刷切眼实践与应用

刘晓东 尹炳合 苏兰君

（1.龙矿集团盘道煤业，山西 忻州 034100；2.龙矿集团大恒煤业，山西 朔州 036000）

1 概况

1.1 矿井概况

盘道煤业位于晋北黄土高原，位于宁武煤田轩岗矿区的东北部，批准矿井开采2～5号煤层，现回采煤层为2号煤，生产规模为120万t/a，低瓦斯矿井，自燃倾向等级二级，自燃发火期4～6个月，水文地质类型为中等，井田构造类型为中等。

1.2 3203综采工作面切眼巷道概况

3203工作面回采煤层为2#煤，全区厚度、层位稳定。该区煤层厚3.0～4.5m，平均3.75m。煤层倾角8～18°，平均12°。

3203切眼巷道支护方式为锚网支护，矩形巷道断面为4.0×3.5m，扩刷后巷道为矩形6.4×3.5m。3203工作面切眼净长130m，顺槽可推进长度988m，可采储量72.6万t。设计安装ZYY4410/23/42型掩护式液压支架88部。

2 综采面切眼扩刷方案选择

方案一是采用掘进机扩刷切眼。采用掘进机刷宽2.4m，切眼全宽达到6.4m,支护采用锚网配合W型锚索钢带及单体π钢棚联合支护。存在问题：（1）开口施工使用的40t溜子、可伸缩胶带机等设备需要反复撤除安装两次；（2）扩刷后全巷6.4m宽度只能采用锚索、锚杆支护，顶板破碎时，不能及时加固支护；（3）由于掘进后方二运、掘进机等占用空间大，只能使用两部钻具，支护时间长，扩刷周期长，扩刷130m切眼，需要13～15d。

方案二是采用采煤机扩刷切眼，即结合原扩刷支护方法，决定采用先安装工作面刮板运输机、采煤机，使用采煤机扩刷切割切眼，切眼内刮板输送机直接与顺槽皮带搭接运输煤的方法，完成切眼扩刷工艺，同时完成了综采工作面安装的部分工程。

为提高效率，综合分析盘道矿顶板条件，认为方案二较为合理，它充分利用采煤机扩刷速度快的特点，使切眼扩刷与工作面安装总工期大大缩短，而且安全，可操作性强。

3 工程实践

3.1 扩刷前安装设备

主要安装的设备有：材料巷距切眼约80m处安装变电列车（为工作面机电设备提供动力源），切眼安装630溜子一部、930采煤机一台，运输巷仍然使用掘进期间的3部皮带机，形成扩刷期间生产运输系统。

3.2 切眼扩刷设计支护方式

切眼切割深度为2.4m，采煤机循环进尺0.6m，需累计切割4个循环完成。支护方式：新扩刷部分顶板施打2排锚杆，切眼中部架设2排单体配铰接顶梁钢棚；扩刷中，顶板破碎时，随时补打锚索或W型钢带梁；过断层顶板破碎带，支设单体π钢棚进行加强支护。并随时优化支护。切眼扩刷前支护及扩刷过程支护示意图如下：

图1 切眼扩刷前支护及扩刷过程支护示意图

3.3 施工顺序

准备工作→运输沿线安装绞车、调试运转皮带机→安装切眼630刮板输送机、MGTY400/930-1.1D型采煤机→材料巷安装变电列车→试运转。

自运输巷端头采煤机扩刷第一刀→使用移溜单体支柱推移630刮板输送机→顺切眼轴线方向沿溜槽边沿支设第一排单体钢棚→采煤机扩刷第二刀→推移刮板输送机→打设第一排锚网→采煤机扩刷第三刀→推移刮板输送机→顺切眼轴线方向支设第二排单体钢棚→采煤机扩刷第四刀→推移630刮板输送机→打设第二排锚杆挂网、同时按5m间距施打一排锚索。

3.4 施工工艺

3.4.1 扩刷第一刀

自运输巷出口开始扩刷，向上割煤直至割透溜尾出口，距采煤机后滚筒10m采用移溜支柱依次推移溜子，推移步距0.6m，推溜单体按3m间距布置；滞后采煤机后滚筒不大于20m支设第一排单体钢棚，钢棚距远面帮3.1m。

3.4.2 扩刷第二刀

采煤机空刀自溜尾出口返回至运输巷出口，开始扩刷第二刀，向上割煤直至割透溜尾出口，距采煤机后滚筒10m采用5m单体依次推移溜子，推移步距0.6m；滞后采煤机后滚筒不大于10m处顶板施打第一排锚杆，锚杆采用Φ18L1800mm金属锚杆，顶板铺金属网。

3.4.3 扩刷第三刀

采煤机空刀自溜尾出口返回至运输巷出口，开始扩刷第三刀，向上割煤直至割透溜尾出口，推移步距0.6m；滞后采煤机后滚筒不大于20m处支设第二排单体钢棚，与第一排钢棚棚距1.2m。

3.4.4 扩刷第四刀

采煤机空刀自溜尾出口返回至运输巷出口，开始扩刷第四刀，向上割煤直至割透溜尾出口，滞后采煤机后滚筒不大于20m处顶板施打第二排锚杆，同时沿第二排锚杆按5m间距打设一排锚索，对顶板进行补强支护。

3.5 施工期间安全技术措施

3.5.1 顶板管理

（1）严格执行敲帮问顶制度，开工前班组长必须对工作面及沿线巷道安全情况进行全面检查，确认无危险后，方准员工进入工作面。施工人员工作前和工作中发现顶帮围岩发生裂隙、有片落现象、支护没有达到设计要求等情况时，必须首先敲帮问顶，按设计要求进行支护，没有妥善处理前，不得进行其他工作。施工期间，班长必须指定专人专门担负安全监护工作。

（2）找顶工作必须遵守下列规定： 找顶工作应有2名有经验的人员担任，一人找顶、一人观察顶板和退路。找顶人员应站在安全地点，观察人员应站在找顶人员的侧后面，并保证退路畅通。找顶应从有完好支护的地点开始，按由外向里先顶部后两帮，依次进行，找顶范围内严禁其他人员进入。找顶人员应戴手套，用长把工具找顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。

（3）若顶板破碎，岩体松散、片帮时，要加密锚杆，缩小锚杆间排距，锚梁（钢带梁）紧跟扩刷迎头，及时施打锚杆并加挂木锚盘护顶，每够挂设一张网时及时挂网。挂网时，一次只准撤一根锚杆的锚盘，挂网后上紧锚盘，严禁集中挂网上锚盘。根据现场情况，同时支设单体棚进行加强支护。

（4）切眼扩刷进程中，若顶板压力较大，巷道变形较重，设计支护不能满足要求时，需立即停止施工，及时采取支设单体π钢棚或补打锚索钢带梁加强支护。

（5）支设单体π钢棚（铰接顶梁）时，必须在副班长或班长委派的有经验的人员监护下，监护人员发现危险时必须立即通知施工人员停止施工，并积极处理，处理好后方可继续施工。

（6）加强单体液压支柱管理，防止漏液，严禁出现空载和失效现象。

（7）保证扩刷成型质量，严格按规定的工程质量要求进行施工，保证顶底板割平、两帮齐整，不得出现台阶、伞檐。

3.5.2 采煤机管理

（1）采煤机开机前，司机应对其操作的各部件性能进行认真检查：各部位螺丝要齐全完整，滚筒截齿要齐全，操作手把、急停手把和按扭灵活可靠，油位正常，冷却管路要畅通，电缆卡子要连接良好，各种保护要灵活可靠。

（2）开机前，先发出信号，让附近人员撤至安全地点。正常开机时，机组上、下各10m范围内不得有闲杂无关人员停留。开机应坚持先送水后送电，先断电后断水，严禁无水或水压不足开机。停机后要及时停止喷雾，正常情况下严禁带负荷开机或停机。

（3）采煤机在工作过程中，司机应随时观察压力表、温度表、真空表的显示情况，仔细监听采煤机的声音，如有不正常应立即停机处理，严禁采煤机带病运转。采煤机在运行过程中司机要跟机操作。

（4）割煤时，采煤机司机要集中精力，观察滚筒前有无障碍物。

（5）机组割煤时，司机要时刻注意顶板情况，发现顶板破碎或掉顶时应立即停机，对顶板进行维护，防止出现顶板事故。

（6）采煤机司机在工作中应看好电缆、水管，及时清除电缆槽内杂物, 严防电缆、水管、挤卡和脱离电缆槽。出现电缆卡子受损时要立即停机处理。严禁出现电缆、水管受力情况。

（7）采煤机司机在离开采煤机机身时要停机并摘掉滚筒离合器。

（8）采煤机在割两端头时，班长应指定专人进行监护。只有在端头顶板维护完整、电缆、管线吊挂整齐固定牢固，各种杂物清除干净、人员全部闪开5m以外后方可开机。开机前两巷不得有人正对滚筒，以防甩出物品伤人。人员在滚筒周围作业或更换截齿前，采煤机司机要先摘掉滚筒离合器并断电，在班长安排人员维护好顶板和煤壁以后，方可操作。

（9）出现下列情况之一应及时停机处理：无水；单体（锚网）支护跟不上；刮板输送机停止运转；顶板事故未处理好；信号不通；CH4超限时。

3.5.3 机电设备检修

（1）正常检修时，采煤机应停在顶板完好、无淋水的地段并割好机窝，然后切断电源，摘下离合器，同时必须将工作面刮板输送机停电闭锁。

（2）检修滚筒、减速箱等传动部位时,必须将电机隔离开关、减速箱隔离手把打至零位，非检修人员不得擅自操作上述手把。

（3）在煤壁侧、机身上、机身两端检修时，应设专人监护顶板及煤壁，不准单人进行检修。

（4）检修泵箱、减速箱等精密部位或给采煤机加油时，要在采煤机上方搭设掩护棚，防止煤尘进入液压系统。

（5）更换采煤机配件时，各联接部位对口螺丝需上齐，达到足够的紧固力。

（6）检修完毕后，要进行试运转，恢复送电前发出信号，待人员撤到安全地点后方可送电。启动前要发出示警信号，在确定机器转动范围内无人员和障碍物后方可启动，点动1～2次后，方可正式开机。

4 综合效益分析

使用采煤机扩切眼，不占用工作面准备的时间，经过2.5d完成130m扩刷任务。而按原掘进机扩刷切眼，正常需10d，工作面准备时间至少7.5d，效果明显。

5 结论

采用采煤机扩刷切眼技术，与使用掘进机扩刷切眼比较，在保证安全的前提下，生产效率提高了3倍，对于矿井提速增效意义重大，具有较广泛的推广应用价值。