全斷面支護技術在綜采工作面液壓支架回撤中的應用

裴元成+王克權

摘 要：本論文主要論述全斷面支護回撤工藝在金鳳煤礦綜采工作面液壓支架快速回撤中的成功應用及需要改進的地方。

關鍵詞：綜采工作面；全斷面支護；回撤

中圖分類號： TD35 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）32-182-2

1 目前國內綜采工作面常用回撤方式及存在問題

1.1 常用回撤方式

目前，國內煤礦綜采工作面回撤的主要方式是在工作面回撤通道內設置兩部掩護支架，2#掩護架與老塘中間的“扇形面”采用架設木垛或架棚“見六回二”等方式進行回撤。架設木垛即隔架架設木垛隔架回撤，“扇形面”采用木垛維護；架棚“見六回二”即沿走向方向架設2.2mπ型鋼梁，回撤時采用“見六回二”的方法進行回撤，即有六架鋼梁后便回掉最后面的兩架，支架抽出后，在支架后側需要及時架棚支護，如圖1所示。

1.2 存在的問題

按照目前國內綜采工作面的方式回撤，存在諸多問題。①安全系數低，支架回撤后，作業人員需進入“扇形陷落帶”維護頂板，頂板漏矸、掉渣，安全壓力大。②工人勞動強度大，“扇形帶”無論是木垛支護還是架棚支護，都需要使用大量的單體支柱、枕木及π型鋼梁，如回撤011203綜采工作面156部支架，使用枕木2000塊，大量的物料全部需要人工運輸。③材料消耗大，使用架設木垛法回撤，則使用的枕木將全部不能回收，若使用“見六回二”方法回撤遇“扇形帶”頂板壓力顯現時，單體支柱及π型鋼梁極容易損壞且回收困難。④回撤工期長，不管“扇形帶”是架設木垛支護還是架棚支護，都需要大量的材料，而材料的運輸全部由人工完成，浪費大量人力，制約回撤工期。

2 全斷面支護技術的應用

2.1 金鳳煤礦及其12煤綜采工作面簡介

金鳳煤礦位于寧夏吳忠市東南，隸屬神華寧夏煤業集團，行政區劃屬吳忠市鹽池縣馮記溝鄉，地勢南高北低。井田南北長11.5～12.0km，東西寬1.9至3.5km，面積35.3392km2，井田含煤地層為侏羅系中統延安組，共有煤層18層，其中可采集局部可采13層，工業儲量482.8Mt，可采儲量320.36Mt，構造復雜程度為中等偏簡單構造類型。礦井采用斜井單水平上下山開拓方式，設計生產能力4.0Mt，服務年限57.2年，采用“一薄一厚”兩個工作面同時生產。

12煤為金鳳煤礦主要可采煤層之一，煤厚1.01～1.84m，平均煤厚1.49m，厚度變化小，以中厚煤層為主，少數為薄煤層，煤層結構簡單，均不含夾矸。頂板多為粉砂巖及泥巖，底板多為粉砂巖，少量砂質泥巖及細粒砂巖。12煤綜采工作面回撤通道一般傾斜長280m（斜距），通道斷面為矩形，凈寬2800mm，凈高2200mm。頂部采用錨網索聯合支護形式支護。

2.2 全斷面支護技術在金鳳煤礦12煤工作面回撤中的應用

針對目前國內綜采工作面回撤存在的問題，我們提出了在回撤通道內全斷面支護再進行回撤，即，在回撤通道內布置3部掩護支架，全斷面進行支護，如圖2所示。

回撤過程中，將3#掩護架老塘側的側護與工作面待回撤支架的切頂線保持一致，利用掩護架對“扇形帶”進行支護，省去了架棚、支柱、回柱及打木垛的過程，提高了安全系數，大大降低了工人的勞動強度。自制了一套推移裝置，實現了3部掩護架的自移。待回撤支架降架后，利用自移裝置將3#掩護架向前移，及時對“扇形帶”頂板主動支護，速度快且安全高效，為防止老塘側垮落頂板擠壓3#掩護架，抽出待撤支架后，可適當在老塘側增加木點柱，再拉移3#掩護架。

2.3 采用3部掩護支架全斷面支護回撤需解決的問題

2.3.1 三部掩護支架的形成

根據通道高度要求，合理確定掩護支架。以011202綜采工作面為例，選擇1部排頭架及2部基本架作為掩護支架。掩護支架形成過程中，尤其以3#掩護支架最為重要，必須確保在機頭段頂板下沉前完成3#掩護支架就位。為控制機頭段通道頂板快速下沉，我們采取了在鋪網施工回撤通道過程中，在工作面機頭15m范圍內增加錨桿錨索支護。

2.3.2 三部掩護支架的自移

三部掩護架的自移有兩種途徑：一是采用牽引絞車牽引掩護支架前移，但是，前移時不可避免的三臺掩護架向一起靠攏，造成支架前梁擠至一起，尾梁分開，對頂板的支護效果變差，同時造成掩護架越拉越難拉。二是采用一套自制的“L”型推移裝置（詳見圖3），該裝置自行設計并制作， “L”型推移板長邊上設有與3臺掩護架的十字頭連接的裝置，間距與支架的間距保持一致，利用掩護架推移箱的推移，完成推移裝置的前移，同時完成掩護架的自移。“L”型推移板使用時，若出現傾翻現象，可在推移板上打設兩顆壓柱，將推移板壓住。

3 取得的成效

三部掩護支架全斷面支護回撤工藝技術在金鳳煤礦綜采工作面回撤中的成功應用，大大提高了作業環境安全系數，降低了作業人員勞動強度，創造研制了L型推移板，創下了單班回撤11部、圓班回撤33部液壓支架的最高紀錄，從而大大縮短了回撤工期，提高了工效。

此項技術僅在金鳳煤礦011202綜采工作面及011204綜采工作面回撤時的成功應用，總計節約材料及人工費用120萬元。

4 結束語

隨著科技的進步，煤礦作業環境的改善，綜采工作面回撤存在的各種問題也在逐漸得到解決，我們會繼續探索，不斷創新，為促進煤炭事業的發展而不懈努力。

參 考 文 獻

[1] 馬震，楊月飛.綜采工作面液壓支架作為掩護支架快速回撤技術研究[J].煤炭工程，2013，04：38-40.

[2] 邊艷紅，趙亞軍，苗繼軍，劉波.綜采工作面液壓支架機械化回撤技術應用[J].煤礦機械，2014，11：212-214.