綜采放頂煤工作面下行式支架回撤技術應用

焦貴生

（山西晉能集團朔州煤炭運銷公司，山西 朔州 036000）

1 工程概況

蓮盛礦井主要可采煤層為山4、9、11號層，目前回采9#煤層，9#煤平均厚度13.1 m，局部有2～6層夾矸，夾矸巖性多為泥巖、炭質泥巖。9#煤為暗淡型，中下部煤質較堅硬，且發育有外生裂隙，裂隙充填方解石。煤層直接頂為砂質泥巖，厚13.5 m,直接底為中砂巖，厚3.7 m。

礦井屬于低瓦斯礦井，根據測試資料，結合9#層順槽掘進，瓦斯絕對涌出量為0.9 m3/min。煤塵有爆炸危險性。煤的自燃傾向性等級為自燃煤層。井田地質構造簡單，水文地質類型為中等。

9102工作面為兩巷布置。9102運輸順槽為機軌合一運輸，9102回風順槽為輔助運輸，均沿9#煤層底板掘進。

2 回撤實施方案

2.1 回撤前準備工作

（1）在進風巷施工一吊裝峒室：長度為5 m，寬度5 m，高度5.5 m。

（2）工作面回采至距停采線3.0 m時，割煤過程中工作面下底回采，在最后沿走向2.4 m范圍內必須使底板下底深度達到300 mm，并將下出口7.5 m范圍采用下底回采制作成平巷，作為下拉支架緩沖地段，并割成圓弧過渡至工作面。在回撤通道完成、前溜拆除后在吊裝硐室至回撤通道下端30 m范圍將通道底板用C30混凝土進行硬化，硬化厚度300 mm，寬度為從距煤幫300 mm開始至采空區側2 m處。

2.2 下行回撤設備安裝

（1）回撤通道坡度10°，在工作面運輸順槽下幫正對回撤通道位置擴掘絞車房，安裝一臺JD-55型調度絞車（Φ22 mm鋼絲繩，牽引力40 kN）用于回撤工作面設備，同時在絞車前方埋設串掛導向滑輪的錨鏈（220型刮板機Φ30 mm圓環鏈）。

（2） 在吊裝硐室以外安裝JH-20型慢速絞車（Φ24.5 mm鋼絲繩，平均靜拉力200 kN）1臺，用于拉移支架設備及其部件。

（3） 在工作面上口距停采幫1 m處上幫安裝一臺JSDB-25（55 kW）雙速多用絞車（Φ30 mm鋼絲繩）一臺，在前方埋設大鏈，安裝導向滑輪，用于拉移滑靴，同時配合下出口絞車拉移支架?；爻吩O備安裝布置見圖1。

圖1 回撤設備安裝布置

2.3 回撤空間特殊支護

回撤通道為矩形斷面，凈寬8 m，凈高3.0 m，長150 m，為保證回撤通道暢通和支架回撤安全，根據9102工作面條件，回撤空間采用主打錨桿和錨索，配合鋪網、掛鋼絲繩的方式進行支護?；爻房臻g支護見圖2。

回撤通道鉆打錨桿和錨索，錨桿規格為Φ18 mm×2000 mm，排距0.6 m，間距1.5 m，錨桿支設范圍為7.2 m，即12個循環。錨索布置的間排距為1.5 m×3.0 m。錨索通道兩側和中間各布置一排，即布置三排，每排錨索之間的間距為3 m。

圖2 回撤空間支護

2.4 撤除工作面支架

回撤支架時，按照從上向下的順序逐架進行，方法是：先將液壓支架伸縮梁、側護板收回，單架支架在巷道中正常狀態高度3700 mm，伸縮梁收回后狀態高度2300 mm，側護板側護板伸縮量為70 mm，應采用帶壓抽架技術，不讓頂梁與頂板脫離接觸，使其相互作用間有一個作用力，增大摩擦，防止抽架過程中支架滑倒。用自身動作配合單體支柱將液壓支架沿垂直煤壁方向拉出1.7～2.0 m，再使其旋轉90°，然后上出口絞車繩頭連接在支架尾梁上，利用單體配合將滑靴穿在支架底座上，用大鏈將滑靴與支架底座綁扎牢固，并將支架降到最低高度，再利用上、下出口絞車及滑輪組將支架沿工作面底板拉到下出口 （上出口絞車繩頭連接在支架尾梁上，下出口絞車繩頭連接在架前底座上），然后利用進風巷慢速絞車拉移至吊裝硐室解體裝車外運。

2.5 回撤期間防滅火措施

工作面回撤期間，通過運輸順槽、后部刮板輸送機注氮管路沿工作面傾向預埋的注氮管路，向采空區進行連續注氣氮，正常情況下，24小時持續注氮，注氮量不小于1000 m3/h，氮氣濃度（按體積計算）不得低于97%。采空區防火注氮量確定原則是：采空區氧化帶氧氣濃度不大于8%，工作面風流中的氧氣不小于18%。若發現工作面、支架間的行人過道、回風隅角氧氣濃度降低（＜18%），應暫停注氮或減少注氮強度。工作面回撤期間，正常情況下對工作面架間插管、施工的鉆孔進行注漿，自上而下，反漿為止。如果在回撤期間，發現某一支架區域出現溫度、CO氣體異常時，加大該區域內鉆孔的注水量，此外利用已施工的鉆孔則持續對該區域鉆孔進行注漿，直至徹底消除隱患。如現有鉆孔不能有效覆蓋異常區域，安排人員在異常區域內補打鉆孔，進行防滅火作業?；爻菲陂g掩護架形成后，在進風隅角區域木垛外側注羅克休，減少采空區漏風。在端頭架、175#附近向采空區方向分別施工3個鉆孔，套管為1寸，長度為8～12 m，做為注凝膠措施管。在回撤支架期間，工作面備一臺注漿泵和10 t白泥，地面準備4臺完好的注漿泵和100 t白泥備用，以及灌注白泥所需其他材料?；爻分Ъ艿却蠹r，避免停留在巷道斷面小的地點，以防止影響采場風量，引起采空區內壓力變化。

2.6 回撤期間預測預報

（1）人工檢測

①瓦斯檢查員必須每班對工作面支架的架間溫度、氣體等參數進行檢測，具體規定為每隔10架一個測點，對進、回風隅角、架間插管、行人側與架后進行檢測，并將檢測結果及時匯報至通風調度，并做好相關記錄。

②每天對回風流、回風隅角、工作面支架間每隔10架進行人工采樣、化驗分析。如局部地點CO濃度大于100 PPm時，每班采樣一次。

（2）安全監測

工作面設置一氧化碳傳感器；回風流、回風隅角設置一氧化碳、溫度傳感器；各監測點實行24小時連續監測，并保證靈敏可靠。

根據工作面回采及收尾期間采空區自然發火特點，分兩個階段實施防火措施，即工作面距停采線30 m至施工回撤通道結束、工作面回撤期間。這兩個階段內將采用預測預報、噴漿、充填灌漿、注漿、注水、注氮、進回風隅角設置隔離墻等多種防火措施。

2.7 其他安全技術措施

回撤支架時，用采空區側移溜頂子配合繩扣牽支架后部掛鉤點，以配合支架回撤，防止支架自滑跑架。并有保證現場作業人員的安全技術措施。

支架翻轉梁收回并拆下，對煤墻端進行頂部支護防止竄出矸石傷人，采空區側的擋矸板在拆下前要做好對其的剎幫背頂工作。

注漿羅克休時施工力求一次注好，對注漿量較大部位必須連續灌注，設備的壓力和流量必須達到施工設計要求。在塌頂區域充填一次后，未達到充填效果的可直接進行二次充填。注漿人員在施工中，應注意查看注漿量、注漿比例及擴散范圍，準備好棉紗、木楔以封堵漏液區域，減少材料浪費保證效果。當注漿過程中出現少量反料情況時，應降低注漿速度或進行間歇性注漿，直至不再出現反料；當注漿過程中出現大量反料時，應用棉紗、木楔進行封堵，如仍無法封堵時，應停止注漿。注漿過程中出現跑漿、冒漿，多屬封閉不嚴導致，當出現此種情況應停止注漿，重做封閉工作。

3 實施效果

通過合理組織，下行回撤技術大大縮短了工作面回撤工期，采用下行回撤方式工期縮短了8 d，工作面回撤過程中未出現滑架、倒架及其它安全事故，將下行回撤效果比與上行回撤效果比較，工作面回撤材料費節約6.7萬元，人力資源成本節約7.1萬元，取得了良好的經濟效益。

4 結語

下行回撤空間支護方式合理，降低了職工作業強度，保證了人員安全，提高了撤架速度，節約了回撤支架的費用。技術可行，達到了預期效果，具有較好的借鑒意義和推廣價值。