綜采工作面設備快速回撤工藝的研究

高 敏

（大同煤礦集團北辛窯煤業有限公司， 山西 忻州 036702）

引言

我國礦井主要采用機械化的開采方式，機械化采煤對工作面提產增效具有重要的作用，然而機械化工作面拆除難度大也是制約機械化采煤發展的重要因素。隨著我國綜合國力的不斷提升，煤礦的工作面的開采技術也在發生著翻天覆地的變化，特別是千萬噸級煤礦的不斷建設，礦井單口井出門量已經達到了世界先進水平。綜采工作面回采速度快，兩千米的工作面原來需要兩年才能采完，而現在只需要8個月就能完成。因此造成了工作面之間搬家頻繁、銜接困難大。如何能夠快速搬家縮短工作面交替時間，對整個礦井產能提升具有重要意義。

1 8102工作面概況

8102工作面位于11采區，西鄰+1040南翼回風巷。8102工作面兩條順槽呈近東西方向布置，切眼呈近南北方向布置。北部與8103工作面之間僅留設8 m煤柱，回采時應注意8103工作面采空區。

8102工作面設計走向長度為1 700 m，傾向程度為215 m，采用SL500AC型采煤機落煤、裝煤，SGZ1000/2100型前部刮板運輸機和SGZ1250/2100型后部刮板運輸機運煤，ZFQ13000/25/38型低位放頂煤支架支護頂煤、頂板，采高為3.3 m，放煤高度2.62 m，采放比約為1∶0.8，按二刀一放的正規循環作業，循環進度、放煤步距均為1.6 m，截止目前工作面已回采結束，為了保證鄰近工作面能夠快速銜接回采，需對8102工作面內機電設備進行搬家回撤。

根據8101工作面在搬家回撤發現，工作面在搬家回撤時主要存在以下技術難題：工作面頂板壓力大、巷道煤壁破碎嚴重如何將支架一次性排除；支架移出后頂板維護難度大，特別是對大型支架拉出后對7 m長的空頂如何維護；采用何種方法將支架拉出以及采用什么方式進行運輸；對于大型支架在井下解體，解體后的支架如何封車，對封車如何進行管理；怎么對搬家采取有效措施，降低搬家費用等。

2 綜采工作面搬家回撤工藝的創新

2.1 7 m空頂范圍有效支護的設計

首先施工人員將最初撤出的兩臺支架作為掩護支架，同時使用單體柱進行雙重支護。單體柱在支護時要隨著掩護支架同步移動。施工人員采用2臺掩護支架進行支護，同時使用8根單體柱進行雙重支護，這樣不僅不會給施工人員造成額外的勞動強度，而且降低了單體柱的使用數量，對搬家工作面的頂板進行有效支護。

2.2 液壓撤架平臺的使用

采用液壓撤架平臺對液壓支架進行撤退，避免了以往拆除過程中出現的絞車斷繩和滑輪損壞問題。液壓撤架平臺主要采用液壓作為動力，能夠在起吊過程中起到穩定的拉力，降低了絞車斷繩概率，提高了安全系數，減少了搬家時間，降低了工作人員勞動強度[1-2]。

2.3 撤架平臺與滑道的配合使用

礦井中常見的搬家方式為施工人員通過多臺絞車相互配合進行拉架，這種方式使用人員較多，對施工人員的配合要求較高，出現失誤的概率較大，很容易出現斷繩或支架傾倒，工作效率比較低。如采用液壓撤架平臺對液壓支架進行撤退，所有的動力由人力操作轉為液壓操作，降低了人員的使用數量，提高了拉力的精準度，降低了工作人員的危險性，能夠使支架穩定地進行過渡，縮短了支架的搬運、裝車時間，提高了整個工作面搬家效率[3-4]。

2.4 優化封車工藝的更新

傳統方式對拆除后的支架采用鐵絲進行封車，新型工藝用廢舊鋼絲繩就能對支架進行封車，而且鋼絲繩可以重復利用，節約了大量費用。

3 改進后的工作面快速搬家回撤工藝

3.1 工作面回撤順序

1）首先施工人員在撤退工作面安裝礦用液壓起重機，主要是對工作面的刮板機、采煤機進行回撤。

2）延撤退巷道路線鋪設2 m軌距軌道，并在軌道上安裝液壓支架回撤叉車，主要是對工作面的轉載機、破碎機、乳化液泵及其他設備進行回撤[5]。

3）當工作面皮帶上所有設備撤退完畢后安裝液壓回撤平臺，主要通過壓支架回撤叉車將回撤平臺所有組件運輸到回撤口進行安裝，完成支架回收前的準備工作。

4）由工作面頭部到尾部依次對支架進行回撤，所有支架回撤完畢后回收礦用液壓起重機及絞車，將最后的2組支架、液壓裝車設備及其他輔助配件進行回收。

3.2 刮板機、采煤機回撤方式

1）安裝液壓起重機→將刮板鏈斷開→回撤刮板機尾部→回收刮板鏈。

2）將采煤機進行分解，分解采煤機的先后順序為：左、右滾筒→左、右搖臂→前、后行走部→中間箱

3）回撤刮板輸送機→中部槽→機頭部分。

4）最后將軌道進行回收。刮板機及采煤機通過絞車進行拖運，并使用液壓起重機裝車。

3.3 支架回撤方式

1）將工作面三角點處2組支架進行回收，之后采用木垛對頂板進行支護，3號、4號支架作為掩護架。通過支架自移的方式將支架向前移動至靠煤壁400 mm，1號支架與頂板接實，4號支架移動到與1號支架間隔200 mm處。

2）以5號支架作為中間支架為例，首先將液壓回撤平臺安裝完畢，與工作面1號、2號支架進行連接，之后施工人員再將回撤平臺與回撤叉車連接，將回撤平臺拉架缸與5號支架的連接頭相連，通過操作液壓支架使5號支架自移到回撤平臺，采用絞車卸扣體將支架拉上回撤叉車，隨著支架的回收，回撤平臺要向通道上口上移，但要保證液壓支架架腳與回撤平臺對正，回收支架的同時對工作面鋪設的滑道進行回收。

4 應用效果

截止2019年4月23日，8102工作面內機電設備已全部回撤且搬家到位，對8102工作面搬家回撤工藝進行優化后，通過對實際應用效果觀察發現，8102工作面搬家周期與8101工作面相比，縮短了8 d，搬家期間未發生一起施工事故，設備損壞率由原來的17%降低至2%，降低設備維修成本費用達45萬元，實現了工作面安全快速回撤，取得了顯著的應用成效。