退錨在綜放工作面端頭懸板超標(biāo)治理的應(yīng)用

臧功卿

(大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 大同 037003)

大同礦區(qū)現(xiàn)主采煤層為石炭系3～5號(hào)層，該煤層厚度為14～20 m，有1～6層夾矸，在掘進(jìn)巷道時(shí)普遍采用錨桿錨索鋼帶金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的形式，支護(hù)強(qiáng)度較高，在工作面回采過(guò)程中因巷道支護(hù)強(qiáng)度高導(dǎo)致兩端頭后懸板面積較大，最大可形成面積為20 m×5 m以上的懸板，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2 m×5 m，造成了安全隱患。端頭懸板面積超標(biāo)可造成諸多危害：一是形成了漏風(fēng)通道，加大了采空區(qū)的漏風(fēng)，增加了采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的概率；二是若懸板面積較大時(shí)突然垮落，將會(huì)扇出采空區(qū)內(nèi)的有毒有害氣體，造成瓦斯超限，危及現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全；三是若懸板一直不垮落，則會(huì)對(duì)相鄰工作面的巷道形成一側(cè)向的懸板，不利于巷道圍巖的穩(wěn)定，導(dǎo)致頂板下沉和底鼓現(xiàn)象頻發(fā)，對(duì)相鄰工作面的回采造成嚴(yán)重的影響。因而提出了利用端頭退錨的辦法來(lái)解決懸板面積超標(biāo)的問(wèn)題，通過(guò)超前一定安全距離退出錨桿螺帽和錨索鎖具，破壞了永久支護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)了懸板的及時(shí)垮落，消除了因懸板垮落不及時(shí)所造成的隱患[1-2]。

1 工程概況

本文選取大同礦區(qū)某礦3～5號(hào)層8115工作面為例，該工作面為兩巷布置，即一進(jìn)一回，工作面傾向長(zhǎng)220 m，可采走向長(zhǎng)1 213 m，煤層平均厚度為15.6 m，采用綜放開(kāi)采方法，采高為為3.9 m，采放比為1∶3。工作面直接頂為泥巖，平均厚度0.73 m，老頂為含礫砂巖，平均厚度11.46 m，在回采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)兩端頭懸板面積較大，達(dá)到15 m×5 m以上，嚴(yán)重威脅了礦井安全生產(chǎn)，為了解決該問(wèn)題，提出了采用退錨的方法來(lái)使端頭懸板及時(shí)充分垮落。

2 退錨工藝

2.1 退錨設(shè)備

本工藝主要選取的退錨設(shè)備有：礦用風(fēng)炮(氣動(dòng)扳手)，型號(hào)為BK20；錨索退錨器，型號(hào)為MQ18-300/40；張拉千斤頂，型號(hào)為QLD22-300/63；氣動(dòng)油泵，型號(hào)為FDB-0.63X63；螺母剖切器，型號(hào)為HY.NC24-32。

2.2 退錨前安全確認(rèn)

對(duì)兩巷錨桿、錨索、托板及鋼帶進(jìn)行回退前，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度及“四位一體”檢查制度，若頂板完整，永久支護(hù)牢固，即具備退錨條件。并確認(rèn)端頭支架和超前單體柱支設(shè)是否牢固可靠，認(rèn)真清理好退路，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)行作業(yè)。

2.3 幫錨桿及托板的卸載回退

回退幫錨桿時(shí)，一次最多只能回退距工作面煤壁前五排的幫錨桿，不得大面積卸載。在回退期間要設(shè)一專(zhuān)人負(fù)責(zé)觀(guān)察頂板，若發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，立即疏散現(xiàn)場(chǎng)人員撤離到安全地點(diǎn)進(jìn)行躲避，在確認(rèn)安全后，方可繼續(xù)作業(yè)。

2.4 頂板鋼帶、墊、螺帽的卸載回退

回退鋼帶時(shí)，一次只能回退距工作面煤壁前五排的鋼帶，不得多回，回退工作必須有至少3人進(jìn)行，由當(dāng)班跟班干部或工長(zhǎng)負(fù)責(zé)觀(guān)察頂幫情況，兩人扶梯子或凳子，一人用風(fēng)炮松螺帽，回退后及時(shí)將支架移過(guò)及重新升緊此范圍內(nèi)支設(shè)的單體柱以維護(hù)新暴露的頂板，不得提前回撤超前支護(hù)。若螺母銹蝕無(wú)法用風(fēng)炮取下，用螺母剖切器破壞螺母，取下螺母和托盤(pán)，將其放在指定位置。螺母剖切器使用方法為：工作人員雙手抓住剖切器—舉起剖切器—將托盤(pán)下方螺母放進(jìn)剖切器切孔內(nèi)—手動(dòng)加壓頂出刀頭至切壞螺母—打開(kāi)泄壓裝置—剖切器松動(dòng)后取下。

2.5 頂板錨索卸載回退

在卸載前，首先必須將工作面各部設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁任何人操作頭尾端頭10架范圍內(nèi)的支架及在該范圍進(jìn)行移溜工作。一次只能卸載距工作面煤壁前兩排的錨索托板，不得大面積卸載。退錨工作由3人協(xié)調(diào)作業(yè)的方式完成，兩人扶退錨器，1人操作液壓手把。退錨時(shí)，由兩人將退錨器套入鋼絞線(xiàn)內(nèi)，另一人操作液壓手把加壓，待退錨器卡緊鋼絞線(xiàn)后(退錨器掉不下為止)，扶退錨器人員躲入支架內(nèi)，另一人繼續(xù)加壓直至索套松動(dòng)，卡瓦掉下為止。由當(dāng)班跟班干部或工長(zhǎng)負(fù)責(zé)觀(guān)察頂幫情況，確認(rèn)安全后，方可將退錨器液壓系統(tǒng)卸壓，退錨器與托板自動(dòng)掉落。若托板不能自動(dòng)掉落時(shí)，必須使用大于2.5 m的長(zhǎng)桿工具將其撬下。

2.6 退錨期間的其他注意事項(xiàng)

1) 退錨為登高作業(yè)，嚴(yán)禁單人單獨(dú)作業(yè)，必須配備安全可靠的專(zhuān)用梯。登高作業(yè)人員必須登穩(wěn)、抓牢，且佩戴保險(xiǎn)繩，監(jiān)護(hù)人員必須認(rèn)真監(jiān)護(hù)、扶梯，扶梯時(shí)要離開(kāi)作業(yè)人員的垂直下方，以防掉物傷人。

2) 在作業(yè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)煤炮聲、悶墩、片幫增多及巷道壓力明顯顯現(xiàn)等征兆，跟班干部要果斷下令停止作業(yè)，帶領(lǐng)人員避開(kāi)應(yīng)力集中區(qū)域，沿最短路線(xiàn)撤退，以最快速度撤離到安全地點(diǎn)進(jìn)行躲避，待壓力穩(wěn)定后再進(jìn)行作業(yè)。

3) 若有以下情況時(shí)，嚴(yán)禁卸載：①兩巷頂板壓力大，造成頂板破碎、離層、煤壁片幫嚴(yán)重的區(qū)域；②在已經(jīng)發(fā)生礦壓集中顯現(xiàn)現(xiàn)象的區(qū)域；③在礦壓預(yù)報(bào)可能發(fā)生礦壓集中顯現(xiàn)現(xiàn)象的區(qū)域；④在工作面周期來(lái)壓期間。

4) 在頭尾巷各設(shè)置一回收材料碼放點(diǎn)，放置回退后的幫錨桿、鋼帶、托板、螺帽、墊等支護(hù)材料，積累一定數(shù)量后運(yùn)走。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文提出用“退錨”的方法來(lái)解決綜放工作面端頭懸板面積超標(biāo)的問(wèn)題，通過(guò)在回采前超前工作面一定安全距離并具備退錨條件的超前支護(hù)段進(jìn)行退錨，取得了良好的現(xiàn)場(chǎng)效果，退錨后的端頭懸板基本能夠做到隨采隨垮，實(shí)測(cè)面積在10 m2以?xún)?nèi)，和未退錨相比大大減少，有力地保證了工作面的安全回采。