綜放工作面設備及支架回撤技術

王志亮

（太原東山煤礦有限責任公司，山西 太原 030043）

太原東山煤礦有限責任公司柳樹渠礦井51 519綜放工作面地質構造多，頂板壓力大，煤層容易自燃，局部地方冒高嚴重，公司回撤隊通過科學管理，改進回撤工藝，再加上嚴密的組織和統籌的安排，安全順利地完成了該面的回撤工作。

1 回撤設備及支架的工作面概況

51519綜放工作面北部為515回風下山，南部為F16斷層，東部為51517工作面分層開采的采空區，西部為51521工作面分層開采的采空區（見圖1）。本綜放工作面開采15#煤層，煤層厚度平均為7.0 m，采用走向長壁后退式綜采放頂煤采煤法開采，全部垮落法管理頂板，機采高度2.6 m，放頂煤高度4.4 m，采煤機截深0.6 m，一采一放，放頂煤步距0.6 m，割煤循環進度0.6 m。兩順槽走向平均長585 m，傾向長140 m，屬低瓦斯區；工作面平均傾角為15°左右，偽頂為砂質泥巖,厚度為0.55 m；直接頂為石灰巖，厚度為0.72 m；老頂為砂質泥巖，厚度為4.72 m；15#煤層自燃傾向性為容易自燃，煤塵具有弱爆性。

圖1 51 519工作面平面圖

2 回撤設備及支架的基本情況

工作面開采時，安裝有MG-160/375-W型采煤機一部；SGZ-630／220型前刮板輸送機一部；SGZ-730／400型后刮板輸送機一部；ZF4400/17/28型低位放頂煤液壓支架93架、ZFG4800/20/30型過渡支架4架，支架共計97架；運輸順槽安裝有SZZ-764/110型轉載機一部、PCM-110型破碎機一部、SJ100-63/2×75型皮帶運輸機一部、BRW315/31.5型乳化液泵兩套（一備一用）、WPE320/10型噴霧泵兩套（一備一用）、QJZ-6×400型組合開關3臺和2DA-8×4型水泵2臺。以上設備和支架均為綜放工作面所需拆除和回撤的范圍。

3 設備及支架回撤前的準備工作

3.1 工作面收尾前的相關要求

工作面收尾范圍從工作面停采線以里20 m處開始，為了減少頂板周期來壓對收尾的影響，在收尾期間組織生產單位加快推進，且工作面最后20 m范圍采高一般控制在2.6~2.7 m之間，采高過低會影響回撤設備及支架的順利通過。

3.2 工作面收尾工藝流程及說明

工藝流程：收尾區域鋪單層金屬網→停止放頂煤→鋪雙層金屬網→打錨索→停止拉架→打錨索→打煤幫柱→清煤。

工藝流程說明：收尾前，距停采線10~20 m范圍工作面開始鋪單層金屬網，并不進行放頂煤作業；當工作面回采至距停采線0~10 m范圍，鋪雙層金屬網；當頂板破碎時可采用底梁板配合上網。工作面推進至距停采線6.0 m時，對工作面頂板進行錨索支護。當工作面推進至距停采線2.4 m時，工作面停止移架，且只移前部刮板輸送機，每循環推進寬度為0.6 m，最后一刀煤結束后，保證支架梁端距煤壁控制在2.4±0.1 m范圍之內。

3.3 留設設備及支架回撤通道

工作面推進至距停采線2.4 m，即割倒數第四刀煤時，機組割通機頭往機尾割煤，并停止拉架，割過煤后，支架伸出伸縮梁管理頂板，將支架與前刮板輸送機連接耳摘開。停采前的四個循環，用單體液壓支柱或直徑200 mm的圓木配合支架進行推溜。通過降支架前梁墊上木板梁升緊后頂緊煤幫，將網挑起，進行錨索支護。向前推進時將木板梁向前移設挑網，依次進行。采煤機割最后一刀煤必須由機頭向機尾割，并且不插刀，采煤機割到機尾停在機尾，便于拆運；采煤機割最后一刀煤，采取跟機作業形式，并在貼緊煤幫處打戴帽點柱，進行一梁四柱支護，煤幫柱距離木板梁梁端0.1 m左右，煤幫柱要將雙層網架起，煤幫柱打設好后，及時用防倒裝置連鎖牢固。在割完最后一刀煤后，工作面所用單體柱必須支牢，并切斷機組和前、后溜電源，之后在煤幫進行打幫錨桿工作，這樣就形成了設備和支架回撤通道。

工作面撤架前情況見圖2。

4 設備回撤工藝

待以上收尾準備工作按要求完成后，進行設備的拆除。拆除設備前，首先由專職電工停電、拆除高壓電纜線，之后將所回撤的設備全部拆開，運至指定地點裝車，工作面使用的其他小件設備在回收其大件設備前由人工裝車回收。

4.1 設備回撤施工工藝

電氣設備→前部刮板輸送機（機尾部分）→采煤機→前部刮板輸送機（中間部分及機頭部分）→后部刮板輸送機（機尾部分）→后部刮板輸送機（中間部分及機頭部分）→轉載機→破碎機→皮帶輸送機機尾→液壓支架。

在回撤作業過程中，轉載機、破碎機、皮帶機頭可利用原巷道內的錨索起吊拆除或裝車，工作面內的大型設備可利用支架前探梁作為起吊梁起吊。

4.2 設備的裝車

設備裝車時可將第一架液壓支架的前探梁作為起吊梁，并用40型錨鏈配合做吊具，確認牢固、可靠后，使用JM-14型回柱絞車通過導向滑輪將絞車鋼絲繩鉤頭用錨鏈鎖在大件設備的適當位置上，按拆除順序將設備一一拆開并進行起吊裝車。

圖2 撒架前工作面支護布置示意圖

5 支架回撤工藝

（1）撤架順序：從機頭向機尾方向逐架回撤。

（2）撤架工藝（掩護撤架法）：具體撤架時情況見圖3、圖4。

圖3 抽架支護布置示意圖

圖4 抽架支護布置圖

撤架工藝：頂板維護→垛木垛→掛絞車鉤→降架→支架拉移至通道內→裝架。①回撤支架應先撤2#支架，在撤2#支架前，首先在落山側距1#支架0.3 m處，打4根柱距為0.6 m的戴帽支柱，從而加強頂板維護，將2#支架抽出拉走，并將1#支架撤出后，利用機尾雙速絞車將1#支架順著退支架通道方向擺正，設為掩護架，剩余的全部支架均采用抽架，并采用撤落山架的方法進行回撤。撤架前必須將掩護架用撤架絞車拉到待抽架處并升緊（見圖4），然后使用工作面撤架回柱絞車鉤頭繞過滑輪通過40型大鏈將絞車鉤頭掛在支架前柱的底座連接梁上，用絞車將被撤支架調向后拉出。支架抽出后在抽出架的空間內打臨時木點柱，防止頂板下沉，撤落山架時與抽架撤架方法相同。待撤架剩最后四架時倒數第三架按正常抽架方法撤出后，在撤架后的空間打三堆叢柱，將頂板維護好，使頂板不再下沉和跨落，然后回撤落山架，并將掩護架拉出裝車，最后使用撤架絞車采用邁步式將最后兩架前移撤出。②解體過渡支架：由于過渡支架在運輸時超高，采用解體的方式進行運輸。用倒鏈拴住頂梁的前后位置將頂梁、前梁、尾梁、掩護梁整體起吊，使頂梁和前梁為一體，尾梁和掩護梁為一體，并放在已準備好裝運的平板車上捆綁好后運出，然后將支架的四根立柱用直徑為15.5 mm的鋼絲繩捆綁好后運出。

（3）裝架。裝架前將平臺穩固在軌道端頭處，用鐵棍呈八字型將平臺穩固，支架上平臺前，必須將支架側護板收回，前后立柱降到最低位置，前后伸縮梁用鐵絲捆住。然后使用雙速絞車將工作面撤出的支架運到機尾，再用運架絞車和裝架JM-14型回柱絞車配合將支架調頭后拐過機尾彎道，將支架拉到平臺前上平臺，并用15.5 mm的鋼絲繩捆綁，并用繩卡子將鋼絲繩繩頭進行固定牢固。

6 回撤設備及支架的安全技術措施

6.1 設備和支架回撤時的頂板管理

（1）回撤支架時必須嚴格執行“先支后回”的原則。撤第一架前，要在工作面機頭拐彎處打三堆叢柱，加強頂板維護，確保第一架安全拆除。

（2）抽架時，待支架抽出后，要在抽出架后的空間的木插梁下打設木垛和木點柱，以確保通風通道暢通。

（3）撤架過程中，要隨時檢查并維護好工作面的通道和機尾的安全出口，發現貼幫柱及插梁折損時，及時加打單體柱進行維護。

（4）每班作業前，必須安排專人由外向里先檢查工作地點的頂、幫、支護等安全情況，若有短缺必須補齊，支護傾斜、歪斜時必須扶正支設牢固。

（5）撤架時，工作面的單體支柱之間必須聯接牢固，防止倒柱傷人。

（6）工作面撤支架時要采用雙速絞車，絞車鋼絲繩直徑為25.4 mm，并且不得出現斷股，絞車必須固定穩固并保證完好。

（7）在作業過程中，由班（組）長統一指揮，其他人員不得隨意亂發信號，發現安全隱患，必須先處理后再進行作業。

（8）液壓支架工在操作支架前，要先檢查好支架的立柱、側護板以及各種液壓管路的連接情況和完好情況，確認安全后，方可進行操作。

（9）撤架過程中，對滾幫嚴重頂板壓力大的地段要及時加打單體支柱加強頂板維護。

（10）抽架時液壓工必須躲在鄰架四根立柱之間進行操作，并對抽架后的空間及時加打支木進行維護，確認無誤后方可回撤落山支架。

（11）每班交接班前，必須將落山側的頂板維護好，掩護架拉移到位并升緊確保作業安全。

（12）處理死架：如遇頂板壓力大，支架沒有行程、支架被壓死的情況為死架，此時撤架困難，為了保證死架順利回撤，采用人工拉底的方法進行作業。

6.2 設備和支架回撤時的通風管理

因15#煤層容易自燃，我公司曾在71502和71505兩個綜采放頂煤工作面回撤設備及支架時均不同程度的發生了采空區煤層自燃著火現象，根據這一情況，為吸取教訓，本次回撤時，制定了如下通風管理和防止采空區著火事故發生的措施。

（1）工作面回撤設備及支架期間，必須加強工作面的通風管理，保證通風設施完好。并在材料巷口安裝兩臺型號為2×5.5 kW的備用局扇，備直徑為450 mm的風筒。在撤架過程中，通風系統要盡量保持全風壓通風系統，在撤架過程中必須設法保留暢通的通風系統。

（2）工作面采用人工檢測、安全監測和人工采樣分析等方法對工作面煤層發火情況進行監測。各種檢測應定點、定時，以便于進行分析。同時加強采空區阻化劑的噴灑，并且要班班沖洗工作面支架及兩巷煤塵，保證水幕正常開啟使用。瓦斯員要密切注意工作面及上下隅角的瓦斯、CO2、CO濃度及溫度變化情況，發現異常立即采取措施處理。撤架期間，工作面瓦斯傳感器保留到工作面設備及支架全部回撤完后方可撤除。撤架地點、工作面、回風流中瓦斯濃度必須控制在《煤礦安全規程》允許范圍之內，配風量必須滿足最低風速要求。

（3）瓦斯員每班循回加強工作面瓦斯、一氧化碳濃度檢查，瓦斯、一氧化碳濃度每班必須檢查3次。

（4）停采前20 m，每推進10 m在工作面上、下隅角各構筑一道粉煤灰袋墻，封堵采空區未跨落的巷道，粉煤灰墻厚度為5 m，與頂底板、左右兩幫接嚴接實。然后向粉煤灰袋墻內壓注粉煤灰膠體，每個袋墻后注膠量以膠體接頂為準，停采后的注膠量要加大并向架后延伸。

7 結論

在礦井51519綜放工作面由于回撤前的工作安排詳盡，制定的施工方案和回撤安全技術措施切實可行，施工單位按章作業，再加上每班跟班管理人員的協調到位，盡管工作面地質條件復雜，冒頂嚴重，落山CO急速增長，但最終達到了安全、高效、順利退面，比計劃工期提前了十天左右。并且在回撤設備和支架過程中未發生任何人身、機械和運輸事故，實現了安全、順利回撤，為今后同類型、同條件綜放工作面設備和支架的安全回撤提供了寶貴的技術措施和經驗。