魏 凱

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦， 山西 呂梁 033600)

隨著礦井采掘銜接的不斷推進(jìn)，工作面需頻繁安裝、回撤，占用了大量時(shí)間，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。為保證礦井安全生產(chǎn)，需對(duì)目前工作面回撤方法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，合理應(yīng)用預(yù)掘回撤通道垛式支架、干混鋪底及優(yōu)化抽架等施工工序?qū)崿F(xiàn)單向快速搬家倒面，減少回撤準(zhǔn)備時(shí)間，增加單班回撤支架數(shù)量，提升回撤效率?；诖诵睖厦旱V創(chuàng)造出一種綜放工作面快速回撤的方法。

1 工程概況

1.1 工作面基本情況

斜溝煤礦23114綜放工作面位于21采區(qū)3條上山頂端南側(cè)，西側(cè)為23112采空區(qū)(保護(hù)煤柱寬度18～67 m)，南側(cè)為實(shí)煤區(qū)，東側(cè)為礦東部邊界，原高家峁煤礦(開(kāi)采8號(hào)煤層，已關(guān)閉)位于工作面東側(cè)礦界外。上部為8號(hào)煤層18112采空區(qū)、18114工作面采空區(qū)。煤層平均厚度14.56 m，基本頂中細(xì)粒砂巖，平均厚度3.87 m；直接頂砂質(zhì)泥巖，平均厚度2.22 m；直接底泥巖，平均厚度5.65 m，基本底灰?guī)r，平均厚度2 m.

1.2 預(yù)掘回撤通道

預(yù)掘回撤通道(原運(yùn)輸通道)布置在工作面的北側(cè)，沿13#煤底板布置，與材料巷、皮帶巷垂直，全長(zhǎng)250 m(平距中對(duì)中)。巷道掘進(jìn)斷面為矩形，寬4.5 m，高3.8 m，采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。撤架路線示意圖見(jiàn)圖1.

圖1 撤架路線示意圖

2 快速回撤施工工藝

2.1 垛式支架的選型

為滿足工作面收尾期間周期來(lái)壓時(shí)支護(hù)強(qiáng)度和快速回撤的需要，23114工作面收尾期間使用雙排垛式支架邁步式沿通道方向?qū)爻吠ǖ理敯暹M(jìn)行支護(hù)。

垛式支架工作阻力應(yīng)與工作面放頂煤支架相同，即垛式支架的工作阻力為18 000 kN. 考慮礦井上、下水平開(kāi)采煤層采高(8#煤采高4.5 m，13#煤采高3.8 m)，因此垛式支架最大支撐高度選取為5.5 m，最小支撐高度選取為2.5 m. 垛式支架參數(shù)見(jiàn)表1.

表1 垛式支架參數(shù)表

同時(shí)，回撤通道寬度4.5 m，為保證雙排支架能夠邁步式支護(hù)，因此垛式支架寬度選取為1.5 m左右，長(zhǎng)度選取為6 m.

2.2 回撤通道硬化

C30混凝土鋪底與干混鋪底技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表2，干混鋪底工藝流程簡(jiǎn)單，不需要養(yǎng)護(hù)時(shí)間。回撤通道原設(shè)計(jì)鋪設(shè)200 mm厚度的C30混凝土，經(jīng)優(yōu)化后采用干混鋪底。

表2 技術(shù)參數(shù)對(duì)比表

2.3 支架回撤

23114綜放工作面回撤支架共計(jì)204架,其中中間架141臺(tái)、過(guò)渡支架8臺(tái)、垛式支架55臺(tái)?；爻贩绞綖閱瓮ǖ阑爻罚瑥臋C(jī)頭向機(jī)尾單頭逐架回撤。擺掩護(hù)架前，首先撤走支護(hù)在靠待撤支架前的一排垛架，在支架回撤期間，逐臺(tái)撤出影響支架調(diào)向的靠煤幫側(cè)支護(hù)的一排垛架。

2.3.1 撤架開(kāi)口

1) 使用WJ-10FB多功能鏟運(yùn)車將1#、2#、3#支架的推移梁用大鏈進(jìn)行聯(lián)接，配合支架抬底自行至回撤通道內(nèi)，利用調(diào)向絞車(13#支架處)調(diào)向后由WC60Y支架車搬運(yùn)車運(yùn)輸升井出坑，并及時(shí)在每個(gè)支架空位處支設(shè)2個(gè)“井”字木垛。

2) 使用d22 mm的錨鏈及專用連接環(huán)將4#支架框架與撤架絞車鋼絲繩繩套套拴牢后進(jìn)行支架調(diào)向平行于回撤通道內(nèi)。用單體將4#支架調(diào)向至距1#垛架500 mm,支架的前梁與1#垛架頂梁對(duì)齊后升起達(dá)到初撐力[1].

3) 工作面撤架開(kāi)口完成。4#支架作為主掩護(hù)架，1#垛架作為副掩護(hù)架。撤架開(kāi)口示意圖見(jiàn)圖2.

圖2 撤架開(kāi)口示意圖

2.3.2 正常順序回撤支架

1) 按順序回撤5#支架?；爻?#支架前使用d22 mm的錨鏈將副掩護(hù)頂梁連接孔與導(dǎo)向輪(滑輪)連接好。將鋼絲繩繞過(guò)導(dǎo)向輪與6#支架框架連接，利用調(diào)向絞車將支架抽出(6#支架頂梁距離采煤幫500 mm后停止前移)。

2) 掩護(hù)支架拉移方法。采用調(diào)向絞車牽引配合支架拉移的方法使掩護(hù)支架前移(距離下一個(gè)待拆支架頂梁200 mm時(shí)停止前移)。

3) 垛式支架回撤。使用WJ-10FB多功能鏟運(yùn)車將垛架抽出、調(diào)向、裝車出坑。正常順序回撤支架示意圖見(jiàn)圖3.

圖3 正常順序回撤支架示意圖

2.3.3 撤架收口

1) 在剩余149#、148#支架時(shí)將主副掩護(hù)架拉到位，使用WJ-10FB將149#、148#支架依次前移，至前探梁頂住主掩護(hù)架為止。

2) 撤出主掩護(hù)架，然后撤出副掩護(hù)架，在撤出掩護(hù)架的原位支設(shè)木垛加強(qiáng)支護(hù)。

3) 依次撤出兩臺(tái)支架。撤架收口示意圖見(jiàn)圖4.

圖4 撤架收口示意圖

3 效果分析

23114工作面從2021年9月20日開(kāi)始回撤，10月18日回撤結(jié)束?？傆?jì)28天回撤204臺(tái)支架，平均每天回撤支架近8臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了放頂煤工作面支架快速回撤。

1) 垛式支架的投入，取代了傳統(tǒng)的木垛支護(hù)方式，減少了支護(hù)材料的使用量，提高了支護(hù)效率，同時(shí)支護(hù)面積大，預(yù)防了漏頂事故的發(fā)生。

2) 回撤通道硬化方案優(yōu)化。使用干混鋪底的方式代替混凝土硬化回撤通道，減少了施工工序，提升了單班硬化距離，減少了養(yǎng)護(hù)路面時(shí)間，為工作面支架快速回撤創(chuàng)造有利條件。

3) 優(yōu)化抽架方式。在整個(gè)工作面支架到回撤過(guò)程中，多工序使用防爆無(wú)軌膠輪車代替?zhèn)鹘y(tǒng)絞車參與支架的拉移、調(diào)向，為實(shí)現(xiàn)工作面支架快速回撤提高設(shè)備保障。

4 結(jié) 語(yǔ)

斜溝煤礦23114工作面通過(guò)使用垛式支架、干混鋪底化回撤通道以及多工序使用防爆無(wú)軌膠輪車，減少了回撤準(zhǔn)備時(shí)間，增加了單班回撤支架數(shù)量，提升了回撤效率，實(shí)現(xiàn)了放頂煤工作面支架快速安全、可靠回撤。