全斷面掩護(hù)架拆架技術(shù)在陽煤一礦的應(yīng)用

張宏偉

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

陽煤一礦作為陽煤集團(tuán)特大型現(xiàn)代化礦井之一，是陽煤集團(tuán)的主力生產(chǎn)礦井。礦井生產(chǎn)能力750萬t/a，礦井開拓方式采用主斜副立等綜合開拓，采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝以綜采放頂煤為主，綜采為輔。礦井現(xiàn)有采煤隊3個，準(zhǔn)備隊1個。礦井年計劃回采工作面?zhèn)€數(shù)4個，拆除、安裝工作面?zhèn)€數(shù)各4個，拆除、安裝任務(wù)較重。其中尤以工作面支架拆除勞動強(qiáng)度大，危險性高，嚴(yán)重制約工作面拆除安全生產(chǎn)。

1 存在的問題

工作面設(shè)備重型化、機(jī)械化裝備不斷更新?lián)Q代，工作面推進(jìn)進(jìn)度大大提高，工作面服務(wù)時間相對縮短，工作面拆除、安裝任務(wù)明顯增加。目前工作面拆除期間頂板支護(hù)工藝相對簡單、落后，多采用單體柱、π型梁+單掩護(hù)架維護(hù)，見圖1。拆架期間拆架巷控頂面積非常大，礦山壓力顯現(xiàn)特別明顯，靠落山側(cè)采用單體柱+π型梁維護(hù)支護(hù)強(qiáng)度較低，單體柱自降、卸載、損壞嚴(yán)重，頂板下沉嚴(yán)重，不僅造成工作面死架現(xiàn)象頻繁發(fā)生，而且給安全生產(chǎn)造成短板，增加了發(fā)生傷亡事故的不安全因素。

圖1 單體柱、π型梁+單掩護(hù)架支護(hù)法拆架示意圖

隨著大采高綜采工作面在一礦成功投用后，工作面拆架巷采高需保證在6m以上，約是普通放項煤工作面采高的兩倍，而現(xiàn)有的單體柱支護(hù)高度最大僅為4.5m，單體柱控頂高度下，無法維護(hù)拆架巷通道及落山頂板，因此原有工作面拆除工藝已不適應(yīng)現(xiàn)在的大采高工作面拆除條件，急需革新原有拆架巷支護(hù)工藝，創(chuàng)新滿足生產(chǎn)發(fā)展需求的安全高效拉架巷拆除工藝。

2 綜采工作面拆除工藝革新

2.1 方案的確定

根據(jù)一礦實際生產(chǎn)的要求，經(jīng)下井實地考察，根據(jù)現(xiàn)有工作面拆除的工藝及設(shè)備，形成了工作面全斷面掩護(hù)液壓支架法快速安全拆除方案。即將原工作面拆除通道及落山采用單組掩護(hù)架和單體柱+π型梁維護(hù)更改為全斷面液壓支架維護(hù)拆架巷通道及落山頂板，工作面拆除期間使用三組掩護(hù)架控制拆架巷通道和落山頂板，進(jìn)而安全、高效地實現(xiàn)工作面支架拆除。

2.2 具體實施方法

待機(jī)頭過渡架拆除完畢后，將第一組普通架降架拉出并調(diào)向90°，距煤幫合適距離順巷布置，支護(hù)拆架巷通道頂板，第二組、第三組依次調(diào)向順巷布置，維護(hù)拆架巷落山頂板，利用三組普通架作為掩護(hù)架維護(hù)拆架巷頂板，第四組支架開始正常拆除，三組掩護(hù)架采用回柱機(jī)牽引或?qū)⑼评Ы锒祟^利用錨鏈固定在相鄰帶拆架上牽引跟進(jìn)的方式進(jìn)行邁步，直到待拆支架全部拆除。掩護(hù)架的排布及邁步方式具體要求如下。

2.2.1 三組掩護(hù)架的排布方式

（1）第一組掩護(hù)架順拉架巷支設(shè)，和煤幫留有一定距離，支架拆除后，平行被拆支架支設(shè)兩趟π型梁或板木梁，一梁四柱，梁間距750mm,然后回收落山側(cè)兩趟π型梁或板木梁，保持落山側(cè)頂板平行支設(shè)四根π型梁或板木梁，一梁四柱維護(hù)好頂板。

（2）將16t變向輪利用一條Ф26×92mm圓環(huán)鏈拴在第一架掩護(hù)架前底座上，回柱機(jī)繩繞過變向輪拴住被拆支架牽引，可使用單體柱配合把支架拉出，支架拆除后，及時打兩趟π型梁或板木梁維護(hù)好頂板，一梁兩柱，梁間距750mm，用回柱機(jī)把拆出的支架調(diào)向使其順拆架巷，同時把順拆架巷支設(shè)的一趟π型梁替柱回收，然后把16t變向輪利用一條Ф26×92mm圓環(huán)鏈拴在第一架掩護(hù)架后底座上，回柱機(jī)繩繞過變向輪拴住支架后底座牽引到拆架巷落山與第一架掩護(hù)架并列支設(shè)成為第二架掩護(hù)架。第二架掩護(hù)架和第一架掩護(hù)架距離500mm平行支設(shè)升緊共同維護(hù)頂板。然后回收落山側(cè)兩趟π型梁或板木梁，保持落山側(cè)頂板平行支設(shè)四根π型梁或板木梁，一梁兩柱維護(hù)好頂板。

（3）以第二組掩護(hù)架相同的安設(shè)方式將第三組掩護(hù)架牽引到拆架巷落山與第二架掩護(hù)架并列支設(shè)成為第三架掩護(hù)架。第二架掩護(hù)架和第一架掩護(hù)架距離500mm平行支設(shè)升緊共同維護(hù)頂板，同時在第三組掩護(hù)架靠落山一側(cè)支設(shè)擋矸柱，柱間距400mm。至此，三組掩護(hù)架全斷面布置到位，見圖2。

圖2 全斷面掩護(hù)架支護(hù)法拆架示意圖

2.2.2 掩護(hù)架的邁步、牽引方式

掩護(hù)架每個循環(huán)拆除一組支架，即每拆除1架遷移一次掩護(hù)架，遷移步距1.5m，三組支架交替邁步前移。通道側(cè)遷移方式采用回柱絞車牽引，落山側(cè)支架采用錨鏈固定相鄰架自行牽引。

3 新工藝與舊工藝技術(shù)對比、分析

傳統(tǒng)工藝采用單掩護(hù)架+π型梁支護(hù)通道和落山頂板，新工藝采用全斷面掩護(hù)架支護(hù)通道和落山頂板。綜合分析，新工藝與傳統(tǒng)工藝相比主要有三大優(yōu)點：

（1）減少了工人工作強(qiáng)度，提高了機(jī)械化水平。原落山側(cè)采用單體柱+π型梁維護(hù)，工人勞動強(qiáng)度高，需人工架設(shè)π型梁和單體柱，落山側(cè)批設(shè)木垛，且需人工回柱放頂，工作量大。新工藝采用三組液壓支架維護(hù)頂板，工序簡單，勞動強(qiáng)度小，自動化水平高。

（2）大大提高了頂板支護(hù)強(qiáng)度。采用全斷面掩護(hù)架支護(hù)，提高了拆架通道和落山支護(hù)強(qiáng)度，減少了礦山壓力強(qiáng)烈作用頂板快速下沉造成死架現(xiàn)象的發(fā)生，增大了支架拆除的有效空間，不僅提高了支架的拆除效率，同時大大提高了拆除工作的安全可靠性。

（3）解決了大采高工作面支架拆除的難題。由于采煤工藝革新，大采高作為一礦未來采煤工藝的發(fā)展方向，工作面末采采高是綜采放項煤工作面采高的兩倍以上，控頂高度6m，而現(xiàn)有的單體柱支護(hù)高度最大僅為4.5m，原有工作面拆除工藝難以滿足現(xiàn)在的大采高工作面拆除，已成為了生產(chǎn)和安全作業(yè)的瓶頸。全斷面掩護(hù)架拆除法，頂板支護(hù)由工作面液壓支架承擔(dān)，不受單體柱支撐高度限制，化解了傳統(tǒng)拆除工藝與大采高綜采工作面采高大之間的矛盾。

4 結(jié)語

采用全斷面掩護(hù)架拆除法這一新技術(shù)，提高了拆架巷采空區(qū)的各項管理標(biāo)準(zhǔn)，縮短了拆除工期，有效降低了人工成本，減輕了職工的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率，并使作業(yè)場所的作業(yè)安全系數(shù)大幅提高，充分保障了職工人身安全，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)效益最大化。