劉偉洋

（潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司，山西 晉中 032600）

綜采工作面回采結(jié)束后能否快速回撤，是影響礦井生產(chǎn)銜接任務(wù)及礦井產(chǎn)量的重要因素。大采高工作面設(shè)備種類多、數(shù)量多、重量大，在回撤時(shí)環(huán)節(jié)多且面臨很多技術(shù)難題，如頂板控制、回撤通道施工等。為提高工作面回撤效率，降低回撤過程中事故率，以潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司1101工作面為研究對象，對傳統(tǒng)工作面回撤方案主要存在的問題進(jìn)行分析研究，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對傳統(tǒng)回撤方案進(jìn)行優(yōu)化。

1 工作面概況

左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司位于左權(quán)縣寒王鄉(xiāng)劉家莊村南，西南距左權(quán)縣城約10km，井田面積5.8196km2，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。井田內(nèi)主回采煤層為15#煤層，煤層平均厚度為6.0m。

1101工作面位于井田一采區(qū)，工作面走向長度為936m，傾向長度為150m，以東為井田邊界，以西為一采區(qū)三條大巷，南部為1102工作面，北部為4#采空區(qū)。工作面采用傾斜長壁后退式綜合機(jī)械化一次采全高采煤法。1101工作面回采期間采用ZY12000/29/64型液壓支架進(jìn)行頂板支護(hù)，共計(jì)81架，機(jī)頭、機(jī)尾位置各安裝一架型號(hào)為ZYG12000/29/64型液壓支架進(jìn)行端頭維護(hù)，采用MG750/1940-WD型采煤機(jī)割煤，SGZ1200/1400型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤；工作面轉(zhuǎn)載機(jī)采用SZZ—1200/400型，機(jī)頭驅(qū)動(dòng)，并配套使用PLM4500型破碎機(jī)。

1101工作面回采至856m處時(shí)停止回采，施工回撤通道進(jìn)行工作面設(shè)備搬家回撤，停采線距采區(qū)大巷預(yù)留保護(hù)煤柱寬度為80m，目前工作面已回采810m。

2 傳統(tǒng)回撤方案及存在的問題

2.1 傳統(tǒng)工作面回撤方案

（1）當(dāng)工作面回采至830m處時(shí)逐漸降低采高，回采至848m處時(shí)工作面回采高度控制在4.0m，并對頂板鋪設(shè)金屬網(wǎng)及2寸鋼管。

（2）當(dāng)工作面回采至852m處時(shí)（距停采線4.0m）停止移架，采煤機(jī)繼續(xù)割煤施工主回撤通道，主回撤通道寬度為4.0m，高度為4.0m。

（3）工作面主回撤通道頂板采用錨索鋼梁、錨桿、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，頂板共一排錨索鋼梁、四排鋼帶及兩排單錨索，為了保證工作面煤壁頂板穩(wěn)定，在煤壁側(cè)支設(shè)一排單體液壓支柱，如圖1所示。

（4）在工作面機(jī)尾處施工一個(gè)調(diào)車硐室，在調(diào)車硐室內(nèi)、主回撤通道以及回風(fēng)順槽內(nèi)共穩(wěn)裝5部絞車，然后利用絞車及設(shè)備運(yùn)輸車依次拆除工作面刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)。

（5）待工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)拆除完后，開始回撤工作面液壓支架，從機(jī)頭向機(jī)尾依次回撤。

圖1 一采區(qū)1101工作面回撤通道支護(hù)剖面示意圖

2.2 主要存在的問題

（1）傳統(tǒng)工作面回撤方法，需施工一條主回撤通道，與工作面回采方向垂直，受頂板壓力及超前支撐壓力影響，主回撤通道出現(xiàn)頂板下沉、破碎、底板鼓起、煤壁片幫現(xiàn)象，回撤通道內(nèi)錨桿、錨索支護(hù)不能滿足支護(hù)要求。

（2）通過觀察發(fā)現(xiàn)，回撤期間工作面機(jī)頭、機(jī)尾與順槽交叉點(diǎn)處壓力最大，采用從機(jī)頭往機(jī)尾方向依次移架時(shí)，機(jī)頭處拉架后僅采用木垛進(jìn)行維護(hù)，不利于頂板安全控制，很容易發(fā)生垮落現(xiàn)象。

（3）工作面施工一條主回撤通道，長度為150m，斷面規(guī)格為寬×高=4.0×4.0m，工程量大，施工工期長，頂板支護(hù)量大，從而增加了成本，且回撤通道為矩形斷面，頂板抗壓力差。

（4）在進(jìn)行支架回撤時(shí)，工作面及機(jī)頭處需穩(wěn)裝1部調(diào)向絞車、4部拉架絞車，且每一架支架回撤時(shí)都需進(jìn)行調(diào)向，拉架距離遠(yuǎn)，整個(gè)工作面支架回撤周期長。

3 1101工作面回撤方案優(yōu)化

為提高工作面回撤效率，決定取消工作面主回撤通道，在工作面中部垂直施工一條輔助回撤通道并與采區(qū)運(yùn)輸大巷直接貫通。

3.1 工作面回撤方案

（1）當(dāng)工作面回采至830m處時(shí)同樣逐漸降低采高，回采至848m處時(shí)工作面回采高度控制在4.0m，同時(shí)在支架前探梁前方0.3m處頂板鋪設(shè)金屬網(wǎng)及一排錨索鋼梁，鋼梁長度為3.5m，每根鋼梁采用兩根長度為5.3m錨索進(jìn)行起吊，鋼梁平行工作面布置。隨著工作面逐漸推移，每推進(jìn)3m施工一排錨索鋼梁并鋪網(wǎng)。

（2）當(dāng)工作面推進(jìn)至855m時(shí)停止移架，采煤機(jī)繼續(xù)割煤至停采線，此時(shí)工作面空頂距為1.0m，在空頂處及時(shí)施工一排錨索鋼梁。

（3）工作面支架到位后，在工作面中間位置沿煤柱施工一條輔助回撤通道，輔助回撤通道長度為80m，到位后直接與采區(qū)軌道大巷貫通，如圖2所示。

（4）為了提高輔助回撤通道抗壓能力，輔助回撤通道設(shè)計(jì)為拱形斷面，斷面規(guī)格為寬×高=4.5×4.0m，輔助回撤通道頂板采用鋼帶、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

（5）輔助回撤通道施工完后依次撤出工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)，最后回撤工作面液壓支架。

（6）在回撤液壓支架時(shí)，分別在輔助回撤通道前后巷口各穩(wěn)裝一部絞車，采用中間向兩邊的支架回撤方式，先回撤工作面中部41#、42#支架，兩支架直接從輔助回撤通道拉出，然后在41#支架處穩(wěn)裝一部雙向絞車，然后依次將兩側(cè)支架拉至工作面中部位置再直接拉出。

圖2 一采區(qū)1101工作面回撤通道布置示意圖

3.2 應(yīng)用效果分析

（1）與傳統(tǒng)回撤方案相比，采用布設(shè)輔助回撤通道，巷道掘進(jìn)量縮短了70m，降低了巷道掘進(jìn)費(fèi)用及支護(hù)材料費(fèi)用，預(yù)計(jì)可節(jié)約成本費(fèi)用430萬元。

（2）回撤方案優(yōu)化后，工作面在回撤期間僅穩(wěn)裝了三部絞車，減少了工作面運(yùn)輸設(shè)備穩(wěn)裝數(shù)量，同時(shí)采用兩端向中間的方式移架，無需對支架進(jìn)行調(diào)向，縮短了工作面撤架周期，1101工作面所有支架回撤僅用17h。

（3）無需施工主回撤通道，提高了工作面頂板穩(wěn)定性，避免了因頂板暴露面積大，出現(xiàn)頂板破碎、下沉、局部冒頂現(xiàn)象。在整個(gè)回撤過程中，端頭支架始終對端頭處頂板進(jìn)行維護(hù)，降低了因應(yīng)力集中造成端頭處頂板垮落事故發(fā)生。

（4）輔助回撤通道設(shè)計(jì)為拱形斷面，布置在工作面煤柱中部，周邊無其他巷道，有效提高了回撤通道抗壓能力。

4 結(jié)束語

潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司分析了綜采工作面?zhèn)鹘y(tǒng)回撤方案及存在問題，提出了合理的優(yōu)化方案，并在1101工作面回撤期間進(jìn)行應(yīng)用。實(shí)踐證明回撤方案優(yōu)化后，降低了回撤期間成本費(fèi)用，提高了回撤效率，保證了工作面回撤安全，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全效益。