郝英劍

(河南能源化工集團(tuán)焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司九里山礦， 河南 焦作市 454000)

近年來隨著煤礦開采技術(shù)水平的提高，綜采工作面設(shè)備大型化和智能化的趨勢(shì)越來越大，大型液壓支架的回撤工藝需要不斷改進(jìn)和完善。神東礦區(qū)大力推行輔巷多通道搬家技術(shù)，具有搬家速度快、費(fèi)用低、安全高效等特點(diǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益[1-2]；傳統(tǒng)的綜采工作面設(shè)備搬遷沿用軌道式輔助運(yùn)輸?shù)姆绞?，運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復(fù)雜、安全性差[3]。其中在綜采工作面搬遷中，支架回撤是整個(gè)回撤工作的重點(diǎn)，支架大而笨重，如何快速實(shí)現(xiàn)“抽架-轉(zhuǎn)架-拖架-裝架-運(yùn)架”是影響搬遷進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何在保證工作面頂板安全的前提下快速回撤支架，縮短工作面搬遷周期，滿足工作面正常接替是工作面回撤的關(guān)鍵[4-7]。就九里山礦目前的工藝、技術(shù)和裝備水平，主要還是采用傳統(tǒng)的絞車抽架、拖架和利用定滑輪(或單體柱)調(diào)向、裝車的方式回撤支架，存在跳繩、擺繩和斷繩等諸多的安全隱患，勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢、效率低。針對(duì)目前的方法，形成了一套完整的回撤技術(shù)方法。

1 回撤通道支護(hù)技術(shù)

目前主要采用單通道單翼回撤工藝，該工藝巷道施工量少，回撤工藝單一，工作面支架被從尾部或頭部開始依次從主運(yùn)巷道撤出。九里山礦針對(duì)不同的地質(zhì)條件，回撤通道的支護(hù)方式主要有兩種：一種是頂板采用錨網(wǎng)+w鋼帶，煤壁使用錨網(wǎng)+皮帶支護(hù)；另一種是頂板采用π鋼梁+單體柱支護(hù)，煤壁使用單體柱打護(hù)幫柱，用塑料網(wǎng)和荊棍裱褙頂幫。頂板穩(wěn)定圍巖條件好的情況下使用錨網(wǎng)支護(hù)，頂板和圍巖條件較差時(shí)采用π剛梁+單體柱支護(hù)。

1.1 錨網(wǎng)+W鋼帶

(1) 頂板采用W鋼帶配合錨桿進(jìn)行支護(hù)，W鋼帶沿頂板傾向布置，布置三列W鋼帶，頂板W鋼帶長4400 mm。每排W鋼帶之間留設(shè)不大于400 mm的間距。錨桿必須打設(shè)在W鋼帶孔內(nèi)。西幫采用錨桿配合木磚點(diǎn)錨進(jìn)行支護(hù)。

(2) 頂板錨桿采用Ф20 mm×2400 mm的高強(qiáng)樹脂錨桿，錨桿間排距為1000 mm×900 mm，誤差均為±100 mm。錨桿托盤規(guī)格為：150 mm×150 mm×10 mm。西幫錨桿采用Ф18 mm×1800 mm的普通螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為800 mm×800 mm，誤差均為±100 mm。錨桿托盤規(guī)格為：120 mm×120 mm×10 mm。

(3) 頂板錨桿孔深度均為2350 mm，偏差均<50 mm，西幫錨桿孔深度均為1750 mm，偏差均<50 mm，錨桿必須打在W鋼帶設(shè)計(jì)的錨桿孔內(nèi)。錨桿外露長度為10～40 mm(指螺帽外)。

(4) 錨桿采用端頭錨固方式，即每根錨桿使用兩支錨固劑錨固，孔底一支錨固劑(紅色)型號(hào)為MSCK2340，另外一支錨固劑(白色)型號(hào)為MSZ2340。頂板錨桿錨固力設(shè)計(jì)值不小于64 kN,錨桿扭矩設(shè)計(jì)值不小于150 N·m。西幫錨桿錨固力設(shè)計(jì)值不小于40 kN,錨桿扭矩設(shè)計(jì)值不小于120 N·m。

(5) 頂板裱褙金屬菱形網(wǎng)，規(guī)格為：1500 mm×1400 mm，網(wǎng)與網(wǎng)之間使用鉛絲連接牢固。西幫裱褙塑料網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)要扣扣相連，空幫空頂?shù)牡胤奖仨汃褔?yán)褙實(shí)，嚴(yán)禁出現(xiàn)空幫空頂現(xiàn)象。

1.2 π鋼梁+單體柱支護(hù)

使用這種回撤通道的支護(hù)方式主要適用于圍巖條件不好，頂幫不能為錨桿提供著力點(diǎn)的圍巖條件，回架通道必須鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)防止頂板掉矸傷人。九里山礦使用的支架型號(hào)為ZF6800/20/38型支架，支架間距為1.5 m，使用π鋼梁+單體柱支護(hù)時(shí)每架架設(shè)兩排π鋼梁+單體柱，π鋼梁一端使用液壓支架前梁進(jìn)行支撐，另一端和中間使用單體柱支護(hù)，單體柱柱根必須墊鐵鞋，支柱吃勁有力，煤壁不允許空幫，以防止發(fā)生片幫傷人事故。

2 液壓支架回撤方法

液壓支架回撤主要是回撤空間維護(hù)和支架回撤方法的問題，液壓支架回撤出來以后頂板空間需要進(jìn)行支護(hù)，防止頂板掉矸下沉，為安全回撤液壓支架提供安全可靠地空間。工作面回采結(jié)束前，需要在工作面頂板上雙層網(wǎng)和貫穿切眼的鋼絲繩，主要是防止頂板掉矸和頂板發(fā)生大面積冒頂事故。

目前主要有兩種維護(hù)方式：一種是回架空間沿走向采用π型鋼梁+單體柱維護(hù)頂板空間，一架架設(shè)兩棚，隨著液壓支架的回出，及時(shí)交替回撤π型鋼梁+單體柱支護(hù)維護(hù)頂板(見圖1)。一種是使用掩護(hù)式支架控制回架空間，使用掩護(hù)支架維護(hù)頂板時(shí)操作簡(jiǎn)單、頂板條件好，不易發(fā)生冒頂?shù)软敯迨鹿??；爻房臻g管理的薄弱環(huán)節(jié)是防止頂板大面積來壓造成掩護(hù)架死架或回撤空間坍塌發(fā)生頂板事故。工作面液壓支架通過安裝的回柱絞車來進(jìn)行回撤，在進(jìn)行液壓支架回撤過程中的薄弱環(huán)節(jié)主要是絞車鋼絲繩被拉斷，鋼絲繩回彈導(dǎo)致傷人事故。

3 工程實(shí)踐

16042綜采工作面位于九里山礦16采區(qū)西翼上部，為二分層工作面，頂板為再生頂板，北部為已回采的16022工作面(已結(jié)束回采)，南部為16061運(yùn)輸?shù)壮橄?未回采)實(shí)體煤，東部為16采區(qū)下山保安煤柱，西部為F16-3斷層。根據(jù)16042工作面的頂板和鄰近條件，選擇合適的回撤通道支護(hù)方式和回撤方法對(duì)快速回撤至關(guān)重要。

3.1 回撤通道支護(hù)

16042工作面為底分層工作面，頂板為再生頂板，回撤通道使用單體柱配合π鋼梁支護(hù)頂板。采用DW28-250/100型單體液壓支柱配長2.4 m的π型鋼梁沿走向支護(hù)頂板，一梁二柱，迎山450±50 mm，新老巷戧度200±100 mm，排距750±100 mm。π型鋼梁采空區(qū)側(cè)必須伸到支架前梁上，長度不小于200 mm；所打支柱必須吃緊有力，并墊鐵鞋，初撐力不少于90 kN,并掛好防倒鏈，頂板鋪設(shè)菱形網(wǎng)，煤墻用塑料網(wǎng)裱幫嚴(yán)實(shí)，褙頂不少于4根荊棍、裱幫不少于4根荊棍。

機(jī)頭或機(jī)尾采用DW28-250/100型單體液壓支柱配長3.6 m的π型鋼梁沿走向支護(hù)頂板，一梁二柱，迎山450±50 mm，新老巷戧度200±100 mm，排距750±100 mm，采高2500±100 mm。π型鋼梁采空區(qū)側(cè)伸入支架前梁上，長度不小于200 mm。支護(hù)示意如圖1所示。

圖1 回撤通道支護(hù)

3.2 液壓支架回撤技術(shù)

由于16042鄰近回采結(jié)束時(shí)底板為砂巖硬巖，工作面切眼上部頂板條件較差，但是工作面高度較高，回撤液壓支架采用掩護(hù)架控制頂板。液壓支架通過切眼內(nèi)安裝的1#回柱絞車配合導(dǎo)向輪將液壓支架抽出，變向后立即使用4 m木頭臨時(shí)維護(hù)頂板，然后通過絞車移動(dòng)掩護(hù)支架及時(shí)支護(hù)頂板，工作面支架通過2#絞車回撤到下出口，通過對(duì)拉絞車將液壓支架裝上裝車平臺(tái)進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)輸工作，回撤示意如圖2所示。

圖2 液壓支架回撤

4 結(jié) 論

在選擇回撤通道支護(hù)方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮巷道周邊的圍巖環(huán)境，在開采頂分層時(shí)，頂板為原生頂板條件較好，回撤通道適用于錨網(wǎng)支護(hù)；對(duì)于底分層開采時(shí)，頂板為頂分層的再生膠結(jié)頂板，往往比較破碎，回撤通道適用于采用π型鋼梁和單體柱支護(hù)頂板，頂幫必須用網(wǎng)和荊棍褙嚴(yán)褙實(shí)。在頂板圍巖和開采條件穩(wěn)定時(shí)，采用掩護(hù)支架交替前移回撤液壓支架；在頂板圍巖條件不穩(wěn)定時(shí)，采用π鋼梁+單體柱支撐回撤空間頂板，逐排交替回撤維護(hù)回撤空間。

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