摘 要：介紹了神華神東公司大柳塔礦52306-2面7m大采高縮面回撤采用五掩護(hù)順序回撤支架工藝及柳塔礦12114工作面5.5m大采高采用四掩護(hù)順序回撤支架工藝，實(shí)踐證明，在合理的采高范圍內(nèi)，使用此方法進(jìn)行回撤支架在安全管理、施工工藝及降本增效上具有顯著優(yōu)勢(shì)，為大采高綜采工作面回撤工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；液壓支架；回撤工藝；節(jié)約材料；關(guān)鍵技術(shù)

引言

在5.5m、6.3m、7m采高工作面液壓支架回撤時(shí)，由于通道高度、寬度以及三角區(qū)空頂面積較大，液壓支架回撤存在較大的安全隱患。目前5.5m、6.3m支架回撤采用比較普遍的工藝為三掩護(hù)支架回撤工藝。目前此工藝已不能滿(mǎn)足5m及以上采高工作面液壓支架的安全、有效、快速回撤。本著解決液壓支架回撤過(guò)程中的安全隱患，減少支護(hù)材料用量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率的原則，通過(guò)在大柳塔礦52306-2面7m大采高縮面回撤采用五掩護(hù)順序回撤支架工藝，柳塔礦12114工作面5.5m大采高采用四掩護(hù)順序回撤支架工藝。采用此工藝進(jìn)行支架回撤，有效地減少支護(hù)材料用量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。以下從5.5m采高采用四掩護(hù)順序回撤支架工藝、7m大采高五掩護(hù)順序回撤支架工藝、支護(hù)方法、材料節(jié)約等方面介紹大采高液壓支架回撤。

1 工作面概況：

1.1 大柳塔礦52306-2面7m大采高縮面

1.1.1 工作面位置及支架

大柳塔煤煤礦52306-2綜采工作面北側(cè)為52305工作面采空區(qū)，西側(cè)靠近52煤輔運(yùn)大巷，東側(cè)靠近井田邊界；工作面對(duì)應(yīng)上覆為大柳塔井22煤22304、22305綜采采空區(qū)及月牙渠煤礦，工作面長(zhǎng)280.5m（凈煤壁），此次縮面長(zhǎng)92.5m，回撤ZY18000/32/70雙柱掩護(hù)式液壓支架47臺(tái)。

1.1.2 工作面面煤層頂?shù)装迩闆r

1.1.3 工作面水文地質(zhì)情況

1.2柳塔礦12114工作面

1.2.1工作面位置及支架

柳塔煤煤礦12114綜采工作面位于井田西盤(pán)區(qū)12煤層，其東北方為12201工作面（已回采），東南側(cè)為12102工作面（已回采），西北側(cè)為12113工作面，主回撤方向?yàn)?2101工作面（已回采），長(zhǎng)278.4m（凈煤壁），布置ZY8638/2.55/5.5雙柱掩護(hù)式液壓支架164臺(tái)。

1.2.2 工作面面煤層頂?shù)装迩闆r

1.2.3 工作面水文地質(zhì)情況

1、該區(qū)域分布A、B兩個(gè)含水層。A為第四系松散層底部砂礫石層潛水含水層，由于大氣降少，故補(bǔ)給條件較差。B為12煤以上基巖中中細(xì)砂潛水承壓含水層，富水性較差，該層位頂部泥巖隔水層局部發(fā)育，故A、B含水層存在一定的水力聯(lián)系；

2、工作面回采區(qū)域無(wú)地表水體和封閉不良鉆孔，上覆松散層厚度15-45m，平均30.0m，基巖厚度85-125m，平均105m?；夭珊蠊ぷ髅鎸?dǎo)水裂隙帶高度45m。

最大涌水量（m3/h） 50 正常涌水量（m3/h） 30

2 大采高順序回撤支架工藝及新支護(hù)方法：

2.1 大采高回撤支架工藝基礎(chǔ)---“回撤通道”工藝簡(jiǎn)述

在綜采工作面回采停采線處，提前掘進(jìn)出兩條平行于綜采工作面的輔助巷道，然后在兩條輔巷之間，掘出5條聯(lián)巷，就構(gòu)成了“回撤通道”系統(tǒng)?？烤C采工作面停采線的第一條巷道，是作為回采工作面液壓支架回撤時(shí)的調(diào)向通道，又稱(chēng)“主回撤通道”，工作面要與此巷道貫通；外側(cè)一條巷道是作為作面液壓支架撤出時(shí)的輔助運(yùn)輸通道，又稱(chēng)“輔回撤通道”。主副回撤兩通道間的距離一般為10-25m（根據(jù)綜采工作面采高決定），各聯(lián)巷中心距為50m；1-5聯(lián)巷則成為工作面采取多頭作業(yè)、分段回撤的安全出口。然后工作面和主回撤通道平行貫通，貫通后主回撤通道就作為回撤支架的空間。主回撤通道的作用是當(dāng)工作面采到停采線時(shí)，不需要在支架前刻意的切割支架回撤時(shí)的調(diào)向空間。

2.2掩護(hù)支架特點(diǎn)：

專(zhuān)用掩護(hù)支架主要特點(diǎn)：①支架設(shè)計(jì)充分考慮了本支架與被回撤綜采支架之間的相對(duì)空間關(guān)系，使回撤支架工作更加順暢和安全；②雙前連桿、整體后連桿的四連桿機(jī)構(gòu)使支架具有較強(qiáng)抗偏載和水平載荷的能力；③整體較長(zhǎng)頂梁設(shè)計(jì)，增加了對(duì)頂板的支護(hù)能力和范圍，提供了較大的安全作業(yè)空間；④平衡千斤頂可調(diào)節(jié)頂梁角度，改善了支護(hù)的接頂效果；⑤剛性分體底座改善了接地支撐情況，配置起底油缸，利用摩擦系數(shù)差支架可以實(shí)現(xiàn)自移；⑥液壓管路系統(tǒng)采用DN接口，能與神東礦區(qū)進(jìn)口配件通用，方便配件組織，降低配件費(fèi)用；⑦控制系統(tǒng)為具有遙控功能的電液控制系統(tǒng)，可以采用本架手動(dòng)/本架電液控制/無(wú)線遙控等三種控制方式，先進(jìn)，高效，安全；⑧電液控制系統(tǒng)采用蓄電池供電，適應(yīng)搬家工作面工作條件；⑨在支架底座前端專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了用于絞車(chē)?yán)艿膶?zhuān)用型、安全系數(shù)較高的特制高強(qiáng)度滑輪組，滑輪上設(shè)計(jì)了防止鋼絲繩滑出結(jié)構(gòu)，提高了拉架安全性；根據(jù)支架回撤工藝要求布置滑輪組，提高了回撤支架的效率；⑩ 回撤掩護(hù)支架的技術(shù)革新，減少了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免反復(fù)搬運(yùn)滑輪；消除了斷繩、飛滑、飛鏈等重大安全隱患。

2.3 大柳塔礦7m大采高五掩護(hù)順序回撤支架工藝及支護(hù)方法

首先將縮面機(jī)尾拆解，將主回撤通道內(nèi)40T回撤絞車(chē)及機(jī)尾側(cè)5臺(tái)專(zhuān)用掩護(hù)支架穩(wěn)放到位后，開(kāi)始正?；爻贰８鲗?zhuān)用掩護(hù)支架型號(hào)及穩(wěn)放位置：①主掩護(hù)：ZY18000/25.5/50D，支架寬：2050mm，頂梁長(zhǎng)：5000mm；主掩護(hù)支架至煤壁200mm，掩護(hù)支架頂梁前端垂直于待回撤支架第二架（67#支架）；②副掩護(hù)：ZY18000/25.5/50D，支架寬：2050mm，頂梁長(zhǎng)：5320mm；副掩護(hù)支架至主掩護(hù)支架800～1000mm，掩護(hù)支架頂梁前端垂直待回撤支架第一架（68#支架）；③三掩護(hù)：ZY9000/21/43，頂梁長(zhǎng)：3070mm；三掩護(hù)支架距副掩護(hù)支架600～800mm，掩護(hù)支架頂梁前端與待回撤支架頂梁對(duì)齊（68#支架）；④四掩護(hù)：ZY9000/21/43，頂梁長(zhǎng)：3070mm；四掩護(hù)緊靠三掩護(hù)，掩護(hù)支架頂梁與三掩護(hù)平齊（68#支架）；⑤五掩護(hù)：ZY9000/21/43，頂梁長(zhǎng)：3070mm；五掩護(hù)支架緊靠四掩護(hù)支架，掩護(hù)支架頂梁與三掩護(hù)、四掩護(hù)平齊。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)，頂板相對(duì)完整，下沉量相對(duì)穩(wěn)定，下沉速度為1.67～5.00 mm/h。因此選擇大采高順序回撤方法，以降低回撤期間的支護(hù)材料消耗。（圖2）

（1）將絞車(chē)鋼絲繩與通道內(nèi)的支撐式支架大腳孔連接，使用絞車(chē)牽引將降下后的支撐式支架撤出主回撤通道，利用以上步驟回撤一定數(shù)量的支撐式支架（一般情況為2臺(tái)），保證頂板適當(dāng)?shù)目枕斆娣e和液壓支架的調(diào)向空間。

（2）在邊架和主掩護(hù)液壓支架上掛設(shè)滑輪，使用40T起重小鏈將絞車(chē)鋼絲繩與主掩護(hù)支架大腳孔連接，收緊絞車(chē)鋼絲繩后，降下邊架，通過(guò)液壓支架的自爬和絞車(chē)的牽引配合，將邊架拉出原有位置，并在其原有位置鋼絲繩下方平行于專(zhuān)用掩護(hù)支架支設(shè)兩根原木，并支設(shè)連鎖木垛，調(diào)整液壓支架姿勢(shì)后，再利用框架式支架搬運(yùn)車(chē)將支架搬運(yùn)至指定地點(diǎn)。

（3）使用支架自爬和絞車(chē)牽引配合的方法，按五掩護(hù)、四掩護(hù)、三掩護(hù)的順序步驟使五掩護(hù)、四掩護(hù)、三掩護(hù)頂梁前端緊靠下一臺(tái)待撤支架的頂梁。然后根據(jù)步驟（2），回撤下一臺(tái)待撤支架，待第二臺(tái)待撤支架回撤完畢后，按五掩護(hù)、四掩護(hù)、三掩護(hù)、副掩護(hù)、主掩護(hù)的順序?qū)⒁陨?臺(tái)掩護(hù)支架分步拉到位，每步不得大于1500mm，拉到位后的掩護(hù)支架位置為掩護(hù)支架穩(wěn)放位置。

2.4 柳塔礦5.5m大采高四掩護(hù)順序回撤支架工藝及支護(hù)方法

待工作面“三機(jī)”（刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)）、采煤機(jī)回撤完畢，將主回撤通道內(nèi)30T回撤絞車(chē)及兩側(cè)各4臺(tái)專(zhuān)用掩護(hù)支架穩(wěn)放到位后，開(kāi)始正?；爻?。各專(zhuān)用掩護(hù)支架型號(hào)及穩(wěn)放位置：①主掩護(hù)：ZY12000/18/35D，頂梁長(zhǎng)：5000mm；主掩護(hù)支架至煤壁200mm，掩護(hù)支架頂梁前端垂直于待回撤支架第二架（56#支架）；②副掩護(hù)：ZY12000/18/35D，頂梁長(zhǎng)：5320mm；副掩護(hù)支架至主掩護(hù)支架800～1000mm，掩護(hù)支架頂梁前端垂直待回撤支架第一架（57#支架）；③三掩護(hù)：久益ZY9000/21/43，頂梁長(zhǎng)：3070mm；三掩護(hù)支架距副掩護(hù)支架600～800mm，掩護(hù)支架頂梁前端與待回撤支架頂梁對(duì)齊（57#支架）；④四掩護(hù)：久益ZY9000/21/43，頂梁長(zhǎng)：3070mm；四掩護(hù)緊靠三掩護(hù)，掩護(hù)支架頂梁與三掩護(hù)平齊。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)，頂板相對(duì)完整，下沉量相對(duì)穩(wěn)定，下沉速度為1.1～6.00 mm/h。因此選擇順序回撤方法，以降低回撤期間的支護(hù)材料消耗。（圖3）

（1）同2.2（1），不同之處在于支撐式支架數(shù)量一般為1臺(tái)。

（2）同2.2（2），不同之處在于每撤6臺(tái)支架不需要另外加設(shè)木垛及原木。

（3）使用支架自爬和絞車(chē)牽引配合的方法，按四掩護(hù)、三掩護(hù)的順序分步驟使四掩護(hù)和三掩護(hù)頂端緊靠下一臺(tái)待撤支架的頂梁，每步不得大于1500mm。按步驟（2）的方法回撤第二臺(tái)待撤液壓支架，待第二臺(tái)支架回撤完畢，按四掩護(hù)、三掩護(hù)、副掩護(hù)、主掩護(hù)的順序分步拉到位，每步不得大于1500mm，拉到位后的掩護(hù)支架位置為掩護(hù)支架穩(wěn)放位置。

2.5 支架回撤注意事項(xiàng)：

1）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，每班開(kāi)工前，班長(zhǎng)必須對(duì)作業(yè)地點(diǎn)的安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)安全后，方準(zhǔn)員工進(jìn)入作業(yè)地點(diǎn)。

2）在支架回撤過(guò)程中，必須將側(cè)護(hù)板截止閥全部關(guān)閉，此工作必須由支架操作工單獨(dú)操作。

3）在支架回撤過(guò)程中，指揮人員在副掩護(hù)支架防護(hù)架后；當(dāng)拉移掩護(hù)架時(shí)，指揮人員在待撤支架防護(hù)架后指揮。

4）在支架回撤過(guò)程中，要隨時(shí)合理調(diào)整掩護(hù)支架，保證掩護(hù)架不歪斜、不擠架。

5）木支柱的支設(shè)應(yīng)向采空區(qū)有一定的迎山角度。

6）發(fā)現(xiàn)頂網(wǎng)狀況差時(shí)，要提前進(jìn)行連網(wǎng)補(bǔ)網(wǎng)，防止網(wǎng)包撕裂漏矸影響支架回撤。

3 材料消耗分析

3.1 7m采高支架回撤

以7m米采高綜采工作面計(jì)算

3.1.1 舊工藝使用四掩護(hù)順序回撤支架

7m大采高回撤舊工藝采用四掩護(hù)順序回撤支架，支架撤出后需支設(shè)連鎖木垛及圓木支柱，如圖4：

支設(shè)連鎖木垛每2層用道木7根，平均支護(hù)高度為4.5m，每回撤一臺(tái)7m支架需使用150*150**1500道木量：

式中 N—每個(gè)連鎖木垛道木總數(shù)，根；

H—支護(hù)總高度，m；

h—每根道木厚度，m；

n—每2層道木總數(shù)，根。

3.1.2 新工藝使用五掩護(hù)順序回撤支架

7m大采高回撤采用五掩護(hù)順序回撤支架時(shí)，三角區(qū)網(wǎng)包更靠近采空區(qū)，支架撤出后需支設(shè)單木垛及圓木支柱，如圖2：

支設(shè)單木垛每層用道木2根，平均支護(hù)高度為4m，每回撤一臺(tái)7m支架需使用150*150*1500道木量：

式中 N—每個(gè)木垛道木總數(shù)，根；

H—支護(hù)總高度，m；

h—每根道木厚度，m；

n—每層道木總數(shù)，根。

依上述可得采用五掩護(hù)回撤7m支架時(shí)，每回撤一臺(tái)支架，可節(jié)省51根道木，1根圓木。

3.2 3.5m、4m、5m、5.5m、6.3m采高支架回撤

以5.5米采高綜采工作面計(jì)算

3.2.1 舊工藝使用三掩護(hù)抽芯撤架

舊工藝使用三掩護(hù)抽芯撤架，抽芯架撤出后在支架位置支護(hù)單木垛和三根圓木支護(hù)，平均支護(hù)高度為3.6m；邊架撤出后每?jī)蓚€(gè)循環(huán)（4臺(tái)支架）需在三角區(qū)支設(shè)單木垛及一根圓木支柱，平均支護(hù)高度為2.6m。如（圖5）：

舊工藝每回撤4臺(tái)支架（2個(gè)循環(huán)）使用道木總數(shù)：

式中 N—每個(gè)連鎖木垛道木總數(shù)，根；

H—支護(hù)總高度，m；

h—每根道木厚度，m；

n—每2層道木總數(shù)，根。

采用三掩護(hù)抽芯工藝回撤5.5m支架時(shí)，每回撤一臺(tái)支架平均消耗道木31根，圓木2根。

3.2.2 新工藝使用四掩護(hù)順序撤架

使用四掩護(hù)順序撤架，在頭尾正?；爻分Ъ苤忻炕爻芬慌_(tái)支架只需要支設(shè)兩根圓木即可，無(wú)需木垛支護(hù)。平均支護(hù)高度為2.6m。全工作面只需要在支架開(kāi)口、過(guò)聯(lián)巷、回撤支架收口支設(shè)木垛。如（圖3）：

道木使用量：本次支架回撤開(kāi)口調(diào)掩護(hù)處的7支架后方進(jìn)行了木垛支護(hù)，以便保證頂板完整性，順利放入四掩護(hù)，該處使用了

道木。在過(guò)聯(lián)巷口時(shí)為了防止空頂面積過(guò)大

在正對(duì)聯(lián)巷的4-6架支架后方支設(shè)木垛。在

支架回撤收口處使用道木460根。本次由于在2#—3#聯(lián)巷回撤過(guò)程中頂板網(wǎng)包破碎，發(fā)生了漏矸，將4掩護(hù)撤出改成3掩護(hù)回撤了近20架，在此期間支設(shè)木垛使用道木約500根。此次回撤共計(jì)使用道木1650根。比使用舊工藝節(jié)約3403根，節(jié)約率為67.5%。

圓木使用量：平均每架支設(shè)2根圓木。圓木使用累計(jì)（3.2米—3.6）326根。

采用四掩護(hù)順序回撤，平均每架支設(shè)2根圓木。圓木使用量和舊工藝持平，道木使用量?jī)H為舊工藝使用量的1/30。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)以上分析，在7m大采高工作面回撤支架，采用五掩護(hù)順序回撤支架，其余3.5m以上采高采用四掩護(hù)順序回撤支架，可有效地減少支護(hù)材料用量，增加了支護(hù)強(qiáng)度，縮小三角區(qū)空頂面積，減少了人員在三角區(qū)支護(hù)時(shí)的安全隱患，降低了員工的作業(yè)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，達(dá)到降本增效的目的。

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