綜放工作面更換損壞支架方法及實踐

劉宏珠

（大同煤礦集團有限責任公司安全監管五人小組管理部，山西 大同 037000）

8203面為同忻礦北二盤區首采工作面，所采煤層為石炭系C3～5#層，支架選用ZF15000型放頂煤支架。開采過程中發現，對應15～45#支架范圍上覆有沖刷帶，導致頂煤變薄、變酥，頂板破碎，支架初撐力合格率低。在割煤、移架過程中，機道上方出現流煤流矸現象，其中28#、29#、30#三個支架最嚴重，支架出現后柱欠高、前柱超高現象。29#支架后立柱行程0.1m，前立柱行程1.2m，移架困難，移架過程中后采空區大塊矸石塌落，砸中支架掩護梁，將支架下位四連桿扯開、主頂梁和掩護梁連接軸扯開，前探梁開焊后跌落，無法繼續使用，必須整架更換29#支架。

1 更換支架前的準備工作

1.1 鋪網架棚

為保證更換支架期間頂板安全，需在24～34#支架范圍內鋪網架棚，鋪網長度不低于16m，確保金屬網埋入采空區。

（1）所需材料：4m長11#工字鋼梁30根，8#鉛絲50×50mm菱形金屬網150卷，金屬網尺寸4000×2000mm，12#鉛絲2盤，6m長2寸鋼管4根，把具20把、大剪子4把、4m長半圓木20根。

（2）上網：29#支架前探梁換好后，用12#鉛絲將鋼管與金屬網連接，鋼管置于前探梁上方，背緊，用伸縮梁將金屬網展開。

（3）鋪網：鋪網總長度不低于16m，其中主頂梁上方6.4m，掩護梁、后擺梁和采空區5.6m，煤壁4m。28～30#架范圍上方鋪3層金屬網，其他區域鋪2層金屬網，兩層金屬網之間錯1.0m布置。聯網要保證雙排網扣，網扣間距200mm，雙扣排距200mm。網扣用12#鉛絲雙股合一扭結三圈半以上，兩層網之間用12#鉛絲連接，網扣間距300mm，聯網時采用把具連接。鋪聯網保證鋪聯質量，鋪平、鋪展，杜絕卷網、絀網和扯網，具體參數見圖1。

（4）架棚：待網上前探梁后，用12#鉛絲將4m工字鋼固定于28～30#架范圍內金屬網上，割煤后，將工字鋼背于前探梁上方，每割一刀煤，上一根工字鋼，排距0.8m。

圖1 鋪網架棚示意圖

（5）煤壁支護：在24～34#支架范圍內煤壁采用Ф20×2000mm玻璃鋼錨桿+BHW280×5×450mm鋼帶托板+8#鉛絲50×50mm菱形金屬網支護，間排距900×900mm，具體參數見圖2。

圖2 24～34#支架范圍內煤壁支護示意圖（單位：mm）

1.2 調整采放煤工藝

（1）在工作面鋪網架棚階段，采取只割煤不放煤的工藝，保證機道頂板完整性和支架初撐力。

（2）嚴格控制割煤高度達到3.85m以上，保證前溜頂沿至主頂梁底沿達到3m，保證支架（凈高2.75m）能夠順利通過。

1.3 尾巷超前支護和三角區域擴幫

新舊支架均由5203巷進出工作面，故需對5203巷超前支護進行調整，并在5203巷與工作面交界的三角區域實施擴幫，具體參數見圖3。

（1）超前支護：超前支護距離為25m，采用4.8m的π型梁配合DWX45-150/110型單體支柱支設成“一梁兩柱”，單體柱距π型梁邊緣0.2m，排距1m，共25排。

（2）三角區域擴幫：擴幫方式：從5203巷安全出口沿工作面方向10m范圍內的三角區域進行擴幫，擴幫方式采用機組抹尾后將前溜拉回，保證三角區域開口寬度1.6m以上。

支護方式：煤幫采用Ф20×2000mm玻璃鋼錨桿+BHW280×5×450mm鋼帶托板+8#鉛 絲50×50mm菱形金屬網支護，間排距900×900mm；頂板采用Ф17.8×8300mm錨索+拱形可調心托板300×300×16mm+8#鉛絲50×50mm菱形金屬網支護，間距900mm，支護方式見圖4。

圖3 5203巷超前支護和三角區域擴幫示意圖

圖4 三角區域擴幫支護示意圖

1.4 開調轉硐室

支架長度6.1m（除去前探梁、后擺梁長度），支架后立柱到煤壁距離5.5m，支架長度大于后立柱到煤壁距離0.6m，所以需在27～30#支架范圍內開支架調轉硐室，硐室形狀為梯形，深2.5m，高3.9m，沿工作面方向長5m，以確保支架順利調轉，如圖5。

圖5 煤壁開硐室尺寸圖

硐室采用錨網索支護。煤幫采用Ф20×2000mm玻璃鋼錨桿+BHW280×5×450mm鋼帶托板+菱形金屬網支護，間排距900×900mm；頂板采用Ф20×3100mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿+拱形可調心托板150×150×10mm+菱形金屬網支護，間排距900mm，錨索采用Ф17.8×8300mm錨索+300×300×16mm可調心鋼托板+菱形金屬網，支護方式見圖6。

圖6 調轉硐室支護示意圖

1.5 拆除擋煤板

待上述準備工作結束后，需拆除26～32#支架擋煤板，在支架前靴前部底板內開挖300mm×200mm溝壕，將擋煤板內電纜、液管需分別敷設在溝壕內，并在其上方鋪設20mm厚鋼板，具體見圖7。

圖7 敷設電纜、液管溝壕位置及尺寸

1.6 調整場上新支架

場地需調整好新支架，具體包括，拆除支架前探梁、后擺梁，檢查支架的完好，確保支架性能良好。

2 更換29#支架實際操作

（1）將舊架后擺梁拆下，固定于27#架掩護梁下方，待新支架穩設好后安裝后擺梁；

（2）機組停于輸送機頭部，將舊架前探梁、護幫板拆下，用前部刮板機運至36～37#支架前部，用5t吊鏈固定，以不影響新舊支架進出為原則；

（3）將28#架靠尾前柱、30#架靠頭前柱拆下，固定于相鄰支架前后立柱之間；

（4）用LWC-50T支架車將新支架運至前刮板機尾處，支架前部朝向輸送機頭，用機組配合1.2寸鋼絲繩將新支架運至27#支架處，以不影響出舊支架為原則；

（5）在舊架前靴與前溜之間敷設6根道軌，在舊架與后溜之間加單體，將舊架推至前溜，利用機組和單體將其調轉后，放于34#架外，以不影響新支架調轉為原則；

（6）將新支架運至29#支架處，利用機組、單體等進行調轉，調整好位置和角度，將新支架穩設到位；

（7）利用機組和反向輪將舊架運至刮板機尾部，用支架車運出；

（8）安裝新架前探梁、后擺梁，調試支架；

（9）裝擋煤板，敷設電纜、液管，完成整個更換支架過程。

3 實踐效果

（1）成功更換29#支架，確保了8203面的繼續連續推采。

（2）ZF15000型支架體積大、重量重，為同煤集團最大類型支架，ZF15000型支架的成功更換，為類似條件下支架的更換提供了參考。

（3）若不更換支架，除產生不安全生產因素外，還將導致27～31#至少5個支架不能放煤，可采走向長度按1500m，頂煤厚度按15m算，將損失29萬t煤，經濟損失8000萬元人民幣。

本方法成功更換了ZF15000型支架，產生很好的經濟社會效益，給石炭系千萬噸類似工作面提供借鑒，有一定應用前景。