晉 兵

（晉煤集團(tuán)趙莊煤業(yè)，山西 長治 046600）

0 引 言

液壓支架作為綜采工作面的重要設(shè)備，具有重量大、價格昂貴、可回收重復(fù)多次使用等特點(diǎn)[1]。我國井工生產(chǎn)礦井一般都配備1～2 套綜采液壓支架，供生產(chǎn)和接替工作面使用。當(dāng)工作面回采至設(shè)計停采線位置時，需通過回撤通道安全撤出工作面的全部支架并安裝至接替工作面，俗稱工作面搬家[2]。支架的回收速度決定了工作面撤架頂板的安全條件，同時快速撤架也可以盡早完成新綜采工作面的安裝，確保生產(chǎn)銜接。

1 工程概況

趙莊煤業(yè)5305 綜采工作面工傾向長224m，一進(jìn)一回布置方式，其中53051 巷作為進(jìn)風(fēng)巷兼作主運(yùn)巷，安裝有1.4m 皮帶機(jī)和移動負(fù)荷列車；53052 巷是回風(fēng)巷，作為搬家過程中的設(shè)備倒移運(yùn)輸路線。

該工作面工布置有132 個6.2m 綜采支架，ZY12000/28/62 中間液壓支架121 架，重量40.75t/架，最小尺寸7800×1660×2800mm；ZYGT12000/28/62 過渡液壓支架3 架，重量40.56t/架，最小尺寸8300×1660×2800mm；ZYT12000/28/62 端頭液壓支架6 架，重量41.82t/架，最小尺寸8800×1660×2800mm。

整個撤架通道從機(jī)頭至機(jī)尾呈上山地形，從第70# 架至機(jī)尾段支架頂板破碎且陡坡（坡度10～12°）。如果從機(jī)頭開始回收支架，坡度太大，不具備進(jìn)車條件；如果從機(jī)尾回收支架，由于坡陡拖車上不去且在出架過程中有發(fā)生支架倒架和溜坡的危險，對安全極為不利。因此，對安全快速回撤該工作面的液壓支架提出了新的挑戰(zhàn)。

2 綜采工作面中部回撤支架實(shí)踐

針對無法從機(jī)頭或機(jī)尾開始撤架的實(shí)際問題，安裝隊技術(shù)人員提出從工作面中部60#架為分界點(diǎn)開始，向兩頭回收支架。支架被撤出調(diào)向后，由工作面內(nèi)的絞車將其拖到合適的裝架位置，然后將支架拖車開至回收支架的合適位置，利用支架拖車的裝車裝置將支架裝車運(yùn)走。當(dāng)已撤出的支架未及時運(yùn)走時，可由絞車將撤出的支架拉到10m 之外，以便于對剩余待撤支架進(jìn)行調(diào)向。

2.1 機(jī)頭段回收

機(jī)頭段回收時，先回收59#支架，調(diào)向60#支架；回收57#支架，調(diào)向58#支架，依次撤架。在59#支架回收完畢后調(diào)60#架，60#架作為煤幫側(cè)的掩護(hù)架，回收57#支架后調(diào)架58#支架，58#支架調(diào)正后作為采空區(qū)側(cè)的掩護(hù)架?；厥掌胀苤?4#前，掩護(hù)架必須調(diào)正到位。機(jī)頭段掩護(hù)架調(diào)正后，機(jī)頭段撤架暫時停止，開始調(diào)機(jī)尾掩護(hù)架。掩護(hù)架調(diào)正期間要求在55#～60#支架間撤架通道內(nèi)打三排密集木垛，每排打6 個木垛。原支架位置下方打四個實(shí)心木垛，實(shí)心木垛每層不少于5 根；撤架通道內(nèi)打兩個“井”字型木垛并連鎖[3]。

圖1 60#掩護(hù)支架調(diào)向示意圖

圖2 機(jī)頭側(cè)掩護(hù)架調(diào)正示意圖

機(jī)尾掩護(hù)架調(diào)正到位后，開始回收機(jī)頭段支架。機(jī)頭段撤架通道內(nèi)地形較為平坦，支架撤出后可用支架拖車直接裝車回收，這段回收為正常撤架工藝。支架被撤出調(diào)向后，由工作面內(nèi)的絞車將其拖到合適的裝架位置，然后用支架拖車將支架裝車運(yùn)走。

回收機(jī)頭58#掩護(hù)架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板?；厥諜C(jī)頭60#掩護(hù)架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板，同時在煤幫打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板。機(jī)頭1#、2#端頭架邁步回收，在移動夠一個支架的距離后，在原支架位置打一個“#”字型木垛，直到永久支護(hù)段先回收2#支架，再回收1#支架。

圖3 回撤58#掩護(hù)支架示意圖

2.2 機(jī)尾段回收

機(jī)頭段支架回收完畢后，開始回收機(jī)尾段支架[4]。機(jī)尾段撤架通道內(nèi)地形為10°以上的陡坡，通道內(nèi)坡面濕滑，車輛極容易出現(xiàn)跑車現(xiàn)象，且頂板高度不夠，不具備進(jìn)車條件，因此只能絞車配合以支架自拉自的方式移動至機(jī)尾裝車位置后回收，這段為非正常工藝回撤支架。

機(jī)尾段回收時，先回收62#支架，調(diào)向61#支架。62#支架回收完畢后調(diào)61#架，61#架作為煤幫側(cè)的掩護(hù)架?；厥?4＃支架后，調(diào)架63#支架，63#支架調(diào)正后作為采空區(qū)側(cè)的掩護(hù)架。回收普通架至66#前，掩護(hù)架必須調(diào)正到位。除掩護(hù)架外，其余支架暫時放于機(jī)尾段撤架通道內(nèi)，待機(jī)尾鋪底后再運(yùn)出工作面。機(jī)尾段掩護(hù)架調(diào)正后，機(jī)尾段撤架暫時停止。

圖4 機(jī)尾段回收62#架示意圖

回收62#支架，在原支架位置打2 個“#”木垛來維護(hù)頂板。由于機(jī)尾側(cè)不具備通車條件，支架暫且放至撤架通道內(nèi)，待機(jī)頭支架回收完畢后，再自移至機(jī)尾裝車回收。調(diào)向61#架為機(jī)尾方向煤幫側(cè)掩護(hù)架，在原支架位置2 個“#”木垛來維護(hù)頂板。由于機(jī)尾側(cè)不具備通車條件，支架暫且放至撤架通道內(nèi)，待機(jī)頭支架回收完畢后，再自移至機(jī)尾裝車回收。

后續(xù)逐架回收機(jī)尾段支架，每回撤一架支架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板，在煤幫打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板，直至機(jī)尾130#過渡架和131#、132#端頭支架。

回收機(jī)尾130#端頭架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板。在掩護(hù)架后面跟3 個“#”字型木垛以維護(hù)頂板，為撤掩護(hù)架做準(zhǔn)備。回收機(jī)尾63#掩護(hù)架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板。

圖5 回撤63#掩護(hù)架示意圖

然后回收機(jī)尾61#掩護(hù)架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板，在煤幫打兩個“#”字型木垛維護(hù)頂板。最后邁步方式回收機(jī)尾131#、132#端頭架，在移動夠一個支架的距離后，在原支架位置打一個“#”字型木垛，直到永久支護(hù)段先回收131#支架，再回收132#支架。整個撤架通道的132 個支架全部回收完畢，在53052 巷口打兩個“#”字型連鎖木垛封口。

圖6 巷道口打#字型連鎖木垛封口示意圖

3 撤架頂板管理及效益分析

3.1 撤架頂板管理

由于5305 綜采工作面回收支架采用的是用兩架支架作為掩護(hù)架進(jìn)行回收支架，因此在掩護(hù)架與采空區(qū)側(cè)的空頂區(qū)域相對增大，在支架拖出后，要使用單體柱及時對頂板條件不好的區(qū)域進(jìn)行局部支護(hù)。當(dāng)掩護(hù)架與采空區(qū)側(cè)的三角區(qū)域因空頂距離較大，頂板壓力顯現(xiàn)較大時，為確保掩護(hù)架正常移動，要在掩護(hù)架頂梁上支設(shè)一根4.5m 的π 型鋼梁（伸出部位要插入采空區(qū)側(cè)的木垛上0.8～1m，另一端伸出到靠煤柱側(cè)掩護(hù)架上不小于500mm）。若掩護(hù)架（靠采空區(qū)側(cè)）降架時4.5m 的π 型梁松動不接頂，要提前在該掩護(hù)架里側(cè)支設(shè)單體柱，以固定π 型梁。以此方法對掩護(hù)架與采空區(qū)側(cè)的頂板進(jìn)行維護(hù)以便于掩護(hù)架的正常移動。當(dāng)三角區(qū)域頂板壓力顯現(xiàn)較大時，利用單體柱對支架頂上的鋼梁伸出部位進(jìn)行支護(hù)（在頂板較好的情況下，可不必支設(shè)單體柱），以維護(hù)掩護(hù)架與木垛之間的頂板。

撤架通道頂板破碎區(qū)域要提前套棚，套棚采用鋼梁支設(shè)在支架頂梁間，撤架通道一梁兩柱布置。若頂板破碎嚴(yán)重，需要架密集棚。機(jī)尾段掩護(hù)架調(diào)正后，掩護(hù)架頂梁上方必須保證上三根4.5m 的π 型鋼梁，間距800mm，且π 型鋼梁需延伸至煤幫掩護(hù)架頂梁上部不小于500mm 位置，另一頭搭至采空區(qū)木垛上方不小于500mm，以此來維護(hù)三角區(qū)頂板[5]。

3.2 撤架效益分析

目前，趙莊礦井下5305 綜采工作面撤架已使用該技術(shù)方案，且順利將5305 工作面的132 個支架全部回收，證明此方案可行。

回收5305 綜采工作面132 個架，有60 個架從機(jī)頭回收，平均每班回收6 架，共10 個班。如果都從機(jī)尾出，每班只能回收2 架，共30 個班。因此，節(jié)省工時20 個班，節(jié)支人工費(fèi)用約13 萬元。在特殊地質(zhì)條件下的綜采工作面從中部回收支架技術(shù)，減少了施工工序，節(jié)省了人力、提高了回收作業(yè)的安全系數(shù)，更降低了成本，加快了回收工期。

4 結(jié) 語

通過5305 綜采工作面中部回收支架實(shí)踐，不僅探索出了特殊地質(zhì)條件下綜采工作面撤架通道內(nèi)支架回收的新工藝，而且簡化了特殊地質(zhì)條件下的綜采工作面撤架通道內(nèi)支架回收工序，提高了安全系數(shù)。