綜采工作面液壓支架快速回撤技術

韋寶寧

(榆林匯森煤礦建設運營有限責任公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

綜采工作面的搬家倒面是礦井的重要生產準備工作，也是實現礦井高產高效的重要環節，其中最重要的工作為液壓支架的回撤。液壓支架體積大、重量重，如何在保障工作面頂板支護安全條件下實現快速回撤，縮短工作面搬遷時間是工作面回撤的關鍵。文中以馮家塔煤礦1405工作面支架回撤為例，介紹采用原工作面液壓支架作為掩護支架的快速回撤技術。

1 工程概況及地質條件

1405工作面停采線附近煤層埋深73.1～80.8 m，工作面中部埋深較大，兩側埋深相對較淺。停采線位置煤層頂板直接頂為炭質粉砂巖，厚約1.2 m，基本頂為粉砂巖～中粒砂巖，厚約3.0～5.4 m，煤層直接底為砂質泥巖，厚約1.3 m。

從工作面機頭到機尾分別布置ZYT8500/20/42型端頭架2架，ZYG8500/20/42型過渡支架1架，ZY8500/20/42中部架134架，ZYG8500/20/42型過渡支架1架，ZYT8500/20/42型端頭架3架，共141架。

2 回撤前準備工作

2.1 回撤通道鋪網

1405綜采工作面采用采煤機自擴回撤通道，礦用高強度聚酯纖維柔性網配合鋼絲繩、錨桿、錨索、托梁、π型梁棚支護頂板的方式支護回撤通道。

工作面推采至距預定停采線15 m時，每隔2臺液壓支架，在液壓支架頂梁正中間平齊前梁施工一排錨桿，錨桿規格為φ20 mm×2 000 mm的螺紋鋼錨桿，間距3.5 m，錨桿施工位置保證不影響安裝托盤和割煤，然后掛網。

工作面從鋪網線向前推采8.8 m后，工作面頂板采用纖維網+托梁+錨桿進行聯合支護，錨桿間、排距為0.8 m×0.8 m，錨桿錨固力≥105 kN，錨桿規格為φ20 mm×2 500 mm螺紋鋼錨桿，錨桿托盤規格為150 mm×150 mm×12 mm，樹脂錨固劑規格為CK2360。

2.2 擴幫

回撤通道寬4.2 m，高3.2 m，如圖1所示。

工作面從鋪網線向前推采10.4 m后，工作面頂板采用纖維網+托梁+錨桿+錨索進行聯合支護，錨桿參數不變，錨索布置方式為“五花眼”，間距3.2 m，排距1.6 m。每根錨索使用3節樹脂錨固劑，錨索錨固力不小于150 kN，錨索規格為φ15.24 mm×8 000 mm，錨索托盤規格為300 mm×300 mm×12 mm，樹脂錨固劑規格為CK2360。同時液壓支架與刮板輸送機開始脫鉤，推移刮板輸送機改用單體液壓支柱沿著割煤方向順序推移，并采用從工作面機頭向機尾擺采方法形成回撤通道。為了防止回撤通道內頂板發生局部冒頂，在回撤通道內40#～100#液壓支架架間架設1根π型鋼梁(一梁四柱)。在每臺液壓支架下方打設2根單體液壓支柱。

逐步形成回撤通道時，在煤壁處施工2排錨桿，上排距頂板為0.5 m，下排距底板為1.3 m，錨桿間距為1.5 m，幫網為2.5 m×30 m雙抗網，錨桿規格為φ16 mm×2 000 mm的圓鋼錨桿，樹脂錨固劑規格為CK2360。

2.3 絞車硐室及抹角

回撤通道形成前，在回撤通道正對的回順巷幫上，施工一個絞車硐室(長×寬×高=3.5 m×4.0 m×3.0 m)。待工作面設備回撤后，液壓支架回撤前，在回撤通道正對的運順巷幫上，施工一個絞車硐室。

回撤通道形成后，對兩出口煤壁進行抹角，抹角半徑為5 m。抹角施工后，及時對頂、幫進行支護，然后采用9.0 m π型鋼梁架棚(一梁六柱)進行支護，在抹角處打貼幫柱并栓好保險繩。

圖1 回撤通道支護圖

3 回撤液壓支架工藝

3.1 掩護支架布置形式

回撤液壓支架從工作面中部開口向兩順槽逐架回撤，并采用雙掩護架邁步式。若頂板來壓，支架有明顯下沉時，根據現場具體情況臨時確定開口位置。

采用絞車將69#、70#液壓支架抽出拉走，在69#、70#架處打好木垛(木垛用0.2 m×0.2 m×1.3 m道木，打成1.4 m×1.3 m方形木垛)，然后撤出68#、71#液壓支架調向分別作為機頭、機尾靠近煤壁側掩護支架(68#為1#掩護架，71#為3#掩護架)；用回撤通道內的絞車將67#、72#液壓支架撤出調向后，分別作為機頭、機尾靠近采空區側掩護支架與68#、71#架形成雙掩護架(67#為2#掩護架，72#為4#掩護架)，另行開口方式與其相同。

3.2 掩護支架的使用

掩護支架到位后，對掩護支架進行調整(以1#、2#掩護架為例)，確保1#掩護架距煤壁距離不大于400 mm，2#掩護架靠近采空區布置，與1#掩護架間距≤300 mm，2臺掩護架并排布置，2#掩護架滯后1#掩護架不超過1 750 mm，采空區扇形處頂板鋼絲繩下使用木點柱(局部破碎段使用木垛進行支護)進行支護。

掩護架在使用過程中每撤走一臺支架后，必須及時邁步向前拉掩護架，拉移到位后及時接頂，準備回撤下一臺支架，要求掩護架每次拉移到位后，前梁不能超過被撤液壓支架的頂梁，依此類推。

3.3 支架回撤工藝

回撤中部架：當67#、68#、71#、72#形成掩護支架后，依次從66#向機頭、73#向機尾回撤，直至回撤完。撤架時，首先收回被撤液壓支架推移千斤頂，把一臺滑輪固定在被撤液壓支架底座吊掛孔上，把另一臺滑輪固定在掩護支架底座吊掛孔上，然后絞車繩鉤頭固定在掩護架另一吊環孔后，鋼絲繩繞過被撤液壓支架上滑輪后再繞過掩護支架上滑輪(固定滑輪用φ26 mm×92 mm鏈條配合馬蹄環鎖)，然后開動絞車進行拉架，示意圖如圖2所示。

圖2 回撤支架示意圖

被撤液壓支架尾梁拉出超過相鄰被撤液壓支架底座時，停止絞車摘掉滑輪上的鋼絲繩，進行液壓支架調向，然后采用已安裝好的倒架絞車將撤出的液壓支架拉移過撤架絞車后，采用運(回)順絞車硐室絞車將撤出的液壓支架拉移到工作面機頭(機尾)，然后裝車運走。若撤架通道內條件允許時，液壓支架搬運車可直接進入撤架通道內將撤出液壓支架裝車運走。

支架回撤收尾工作：當機頭(機尾)待撤液壓支架剩余2架時，用絞車硐室JSDB-19雙速絞車配合FBL-10多功能車將靠煤墻側掩護架掉頭撤走，撤出后必須在掩護架安設位置用木垛進行支護，打設木垛前先打設一根木點柱用于觀測頂板壓力變化。將機頭(機尾)絞車硐室絞車用FBL-10多功能車拉移至運順(回順)巷道距停采線≥20 m處穩固到位，采用交替邁步方式將機頭(機尾)剩余的2臺液壓支架和老空側掩護架向外拉移，每次邁步拉移距離不得超過1 m。在交替邁步拉移時，先拉移掩護架(也可根據現場情況而定)，隨著液壓支架向前拉移，當3臺液壓支架前梁和停采線成一條直線時，先將老空側掩護支架撤出運走(也可根據現場情況而定)，在被撤液壓支架位置處打設木垛進行支護，回收抹角處貼幫柱，再采用交替邁步方式繼續拉移剩余的2臺液壓支架，逐步撤出剩余的2臺液壓支架，撤出后，及時在封口位置打設2架木垛進行支護，并設好警戒線，如圖3所示。

4 應用效果評價

支護效果好：1405工作面使用掩護支架回撤時支護面積大，支撐阻力大，特別是對于頂板破碎段，掩護支架支撐垮落頂板，大大增加了現場的安全性。以往使用傳統的單體支柱配合木垛支護回撤通道頂板時，在頂板破碎段、采空區側垮落的巖石可能掩埋支柱、推垮木垛，造成單體回撤困難、傷人事故，作業現場危險性大大增加。

施工工藝簡單：1405工作面使用掩護支架施工工序簡單，僅用絞車拉移至規定位置，簡化了工藝，降低了工人的勞動強度。

回撤工期縮短：每天三班回撤，回撤總用時3天零1個班，單日回撤最高52臺，大大提高了工作效率，縮短了回撤工期，實現了工作面的快速高效回撤。

材料消耗降低：傳統工藝每撤一臺支架打設1～2個木垛(32～64根道木)，回撤完整個工作面總用道木將近9 024根。使用掩護支架回撤完整個工作面僅使用4 050根道木，減少了材料消耗。

圖3 液壓支架回撤收尾示意圖

5 結語

綜采工作面回撤采用原工作面支架作為掩護支架代替傳統單體支柱配合木垛的支護方式，不僅增加了回撤通道頂板的穩定性和可靠性，而且降低了工人勞動強度，減少了材料消耗，加快了回撤速度，縮短了回撤工期，取得了較好的經濟和社會效益。