薛張荔

(晉城煤業(yè)集團 寺河煤礦二號井，山西　晉城　048019)

綜采工作面設備回撤是工作面收尾階段的一道重要工序，直接影響到礦井的生產(chǎn)效率。安全、經(jīng)濟、快速的回撤技術是保證工作面設備順利撤出的必要條件[1-3]. 較傳統(tǒng)的綜采工作面，大采高工作面回采設備具有體積大、重量大的特點，很大程度上增加了工作面回撤的難度，同時回采速度逐漸加快，也增加了工作面搬家次數(shù)[4-5]. 因此，綜采工作面采用快速、安全、高效的支架回撤技術對礦井的安全生產(chǎn)十分重要[6]. 基于此，本文以山西晉城煤業(yè)集團公司寺河礦二號井151308綜采工作面撤架技術為研究對象，以期提高綜采工作面撤架的工作效率，保障現(xiàn)場施工人員作業(yè)安全。

1　工程概況

151308綜采工作面撤架通道斷面寬6.5 m×高2.5 m，長為180 m，坡度1°～6°，機頭低，機尾高。撤架通道直接頂為10 m厚石灰?guī)r，巖性致密、堅硬；直接底為泥巖，遇水易軟化、膨脹。工作面共布置有121個支架，其中119架ZZ8000/17/32型液壓支架支護工作面頂板，2架ZT16000/16/30型液壓支架支護端頭頂板，支架重20 t，降至最低時長5 390 mm×寬1 500 mm×高1 700 mm. 支架頂蓋重5 160 kg，支架4根立柱重2 580 kg，支架底座重1 224 kg. 工作面撤架通道布置示意圖見圖1.

圖1　151308綜采工作面撤架通道布置示意圖

2　傳統(tǒng)撤架技術特點

傳統(tǒng)的撤架工藝通常采用兩個掩護架緊貼并行對撤架通道頂板進行支護。一個液壓支架撤出后，需在其原支護位置采用板梁進行支護；掩護架前移后，需在掩護架后架設木垛進行支護。多個工作面撤架實踐表明，此技術工藝撤架效率低，工人勞動強度大，特別是在三角區(qū)內頂板壓力大，布置板梁數(shù)量多，人員在三角區(qū)操作時安全系數(shù)低。傳統(tǒng)撤架工藝示意圖見圖2.

圖2　傳統(tǒng)撤架工藝示意圖

為提高撤架效率，降低工人勞動強度，保障現(xiàn)場施工人員的安全，對撤架工藝進行改進是很有必要的。

3　改進后撤架技術工藝

撤架前，在151216巷內采用1 500 mm×1 500 mm的板梁支設木垛，木垛間距不大于1 m；在機尾三角區(qū)位置架設一個1 500 mm×1 500 mm的木垛，151216巷內木垛底部進行鋪網(wǎng)，同時對木垛靠煤幫的兩側掛網(wǎng)進行遮擋；撤架通道內架設3 m板梁，靠近煤幫側為單體柱，另一側由液壓支架前梁支起。

3.1　“四掩護架”施工工藝

撤走118#架并在其原位置布置一個“一梁四柱”抬棚，靠近采空區(qū)側支設兩排單體柱架棚；將119#架完全撤出，靠近煤幫擺正作為1號掩護架，同時升起支架確保接頂嚴實，在原119#架區(qū)域架設木垛及時支護原支架后半部分空間。

將117#架完全撤出，在其靠采空區(qū)側支設單體柱架棚，調整117#架位置，使其與1號掩護架平行，作為2號掩護架，同時升起支架確保接頂嚴實。1號掩護架前移，使其前梁支起116#架正前的兩根板梁，并在1號掩護架后側支設一個木垛，隨后回掉原機尾靠煤壁支設的單體柱。

將116#架完全撤出并運走，在原116#架區(qū)域靠采空區(qū)側支設兩排單體柱架棚。分別向前拉1、2號掩護架1.5 m，使1號掩護架前梁支起115#支架上支設的板梁，待115#架完全撤出并擺正后回撤原118#支架區(qū)域靠采空區(qū)側支設的兩排單體柱架棚。115#支架后退至與2號掩護架基本對齊，且向采空區(qū)側平移，其與2號掩護架中間間距不小于1.5 m，作為4掩護架，同時升起支架確保接頂嚴實。

前移1、2號掩護架1.5 m，使1號掩護架前梁支起114#支架上支設的板梁。將114#完全撤出，將4掩護架前移1.5 m,同時升起支架確保接頂嚴實，使4掩護架前梁及時支護原114#支架后半部分空頂區(qū)域。移114#支架插入4掩護架與2號掩護架中間作為3號掩護架。隨后前移2號掩護架1.5 m，此時1號、2號、3號、4號掩護架并齊，4個掩護架形成。同時在4號掩護架靠采空區(qū)側掛網(wǎng)，防止采空區(qū)碎煤、矸石進入支架前后立柱間傷人?！八难谧o架”支護技術示意圖見圖3.

圖3　“四掩護架”支護技術示意圖

3.2　普通架回撤工藝

1號掩護架前移1.5 m，并支起所撤支架上支設的板梁；降下被撤支架前后梁、前移、抽出、運走；分別前移4、2、3號掩護架1.5 m；使掩護架交替前移到撤架狀態(tài)，準備撤下一架，其余支架依次類推。

3.3　機頭支架回撤工藝

1) 撤3號掩護架，由4個掩護架變3個掩護架。

撤至機頭2#架時，撤出3號掩護架并運走；同時將4號掩護架拉斜，在原4號掩護架前梁支護空間打木垛支護。

2) 撤機頭2#、1#架。

撤出2#架運走，在其原支護區(qū)域打木垛、單體柱；分別前移1號、2號、4號掩護架一個步距，使原4號掩護架與2號掩護架平行。同時使1號掩護架支起1#支架上支設的板梁。撤出1#架運走，在其原支護區(qū)域支設木垛。

3) 撤剩余3個掩護架。

分別前移2號、4號掩護架一個步距，使3個掩護架對齊。將4號掩護架撤出并運走，并回收原1#、2#架位置木垛前方的單體柱；將2號掩護架撤出并運走，在原2號掩護架位置支設木垛；1號掩護架撤出并運走。

1#、2#端頭架邁步撤出。

4　“四掩護架”技術創(chuàng)新點

1) 由原來的兩個掩護并行變?yōu)樗膫€掩護架緊貼并行，增大了掩護架的支護面積，有效控制了三角區(qū)頂板的壓力，減少了頂、幫掉碴，片幫傷人等事故的發(fā)生，很大程度上增加了現(xiàn)場施工人員的安全性。

2) 采用“四掩護架”、少量木垛、少量液壓單體支柱相結合的方式，工藝更加簡便、安全可靠，極大地降低了支設液壓單體支柱、木垛的工作量，提高了工作效率。

3) 撤架通道內的液壓單體支柱及板梁可以全部回收再利用，降低了生產(chǎn)成本，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5　結　論

“四掩護架”支架回撤工藝技術在寺河二號井151308綜采工作面實驗成功，改變了原有的撤架工藝方式。新型液壓支架回撤工藝技術提高了綜采工作面撤架的工作效率，保障了現(xiàn)場施工人員的安全，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，為今后在類似條件下的撤架作業(yè)提供了一定的借鑒作用。

[1]鄭緒坤.大采高綜采工作面末采回撤技術研究[J].煤炭與化工,2015(4):52-55.

[2]張家鎖.大采高綜采工作面快速搬家安裝實踐[J].煤礦安全,2015,46(4):140-143.

[3]宋杰.大采高綜采工作面預掘回撤巷道多通道快速搬家技術[J].山西煤炭,2016,36(6):24-27.

[4]任安圣,郭俊,高揚.綜采工作面回撤技術研究與應用[J].煤礦現(xiàn)代化,2013(1):6-7.

[5]王東東.綜采工作面支架回撤工藝技術優(yōu)化與分析[J].山東煤炭科技,2016(7):50-51,54.

[6]鄭緒坤.大采高綜采工作面末采回撤技術研究[J].煤炭與化工,2015,38(4):52-55.