綜放工作面快速回撤工藝研究與應用

趙科研

（馬道頭煤業有限責任公司，山西 大同 037100）

大同礦區綜采受頂煤松軟、基本頂堅硬等條件影響，停采回撤工藝復雜、耗時較長、安全管控難度大。以馬道頭8221 工作面為背景，引入柔性纖維網，改變傳統的鋪設金屬網工藝，減小機道從斷面，大大提高了停采收尾效率，經濟效益顯著[1-2]。

1 概況

8221 綜放工作面煤層平均厚度5.5 m，可推進長度1230 m，工作面傾向長170 m，傾角12°～21°，采高3 m。煤層頂板多為中粗粒砂巖，局部含礫，抗壓強度為中硬-堅硬巖石，以中等為主，厚度4.33～24.07 m，局部有薄層泥巖，厚度0.1～0.5 m。

2 停采回撤工藝優化

2.1 工藝優化要點

（1）柔性網的制作。將鋼絲繩同時與網一體聯鋪制作，根據工作面幾何尺寸，該工作面選用一張190 m×15 m 柔性纖維網，一張網可裝兩個平板車，便于運輸、操作。

（2）工作面回撤梁端距1.6 m，可以滿足出支架要求。支架回撤流程是從頭部皮帶巷向尾部回風巷回撤，因此從端頭開始到10#支架與鋪網同時打設鋼帶、錨索、錨桿，為三組掩護架的就位創造前提條件。

2.2 工藝流程

（1）打設吊掛網錨桿。工作面推進至掛網位置，在工作面支架梁端前0.3 m 處隔架架間打設掛網錨桿（索），3 m/個（支架寬度1.5 m）。

（2）固定吊網絞盤、滑輪、上柔性網。在支架立柱上安設固定絞盤、頂梁起吊環設配套滑輪，并安裝Ф8 mm×20 m 鋼絞線，隔架安裝（3 m/組），柔性網通過絞盤鋼絞線下方穿過，將網與鋼絞線一同固定在掛網錨桿上，在割煤時將柔性網吊起，防止刮壞網片，拉架前松動搖盤將網自然下垂2 m 左右，便于拉架時網片移上頂梁。柔性網規格15 m×190 m（前12 m 帶Ф21.5 mm×190 m 鋼絲繩12 根）。

（3）打設固定鋼絲繩鋼梁。工作面柔性網吊掛之后，在進、回風順槽打設固定鋼絲繩鋼梁，長度12 m，錨索固定。當工作面柔性網進入支架頂梁后，將鋼絲繩梁兩端固定至進、回風順槽鋼梁上。

（4）擴機道（停止拉架、采空區煤矸壓網），打設頂幫支護（清理后部運輸機浮煤）。在柔性網壓入冒落處0.5 m 后，停止拉架，推溜后煤機繼續割煤2 刀（1.6 m），擴機道至設計斷面，停采最后兩刀采用錨桿、索、鋼帶聯合支護回撤通道，最后一排支護打在頂板與煤壁肩窩處，幫支護采用剩余柔性網配合錨桿支護。在此工序期間，同步清理后部刮板運輸機浮煤。

（5）挑鋼梁。機道支護完成后，隔架在支架梁端中部架設工字鋼梁，鋼梁規格3 m，機道側鋼梁端頭采用錨索固定。

（6）清理前部運輸機浮煤，拆撤前、后運輸機（采煤機分解、回撤）。清理前部刮板運輸機浮煤，拆撤前后部運輸機，采煤機分解、回撤。

（7）機道敷設軌道、裝車平臺（安裝機道絞車）。機道設備回撤后，安設裝車平臺、敷設軌道、安裝絞車。裝車平臺3 節，軌道規格30 kg 型，機道安裝2 臺30 kW 絞車，分別在距離回風巷30 m、40 m 機道煤柱側。

（8）回撤1#～3#過渡支架（架設木垛）。首先回撤1#～3#過渡支架，機道30 m 處絞車配合滑輪進行拉架、調向后，及時在原支架處架設木垛1 個，每撤1 臺支架架設1 個木垛；后使用機道40 m 處絞車進行裝車；最后皮帶巷處絞車進行拉運，依次撤出1#～3#支架。

（9）設掩護支架（4#～7#）。1～3#過渡支架回撤后，4#～7#支架設掩護支架回撤剩余支架，機道30 m、40 m 絞車根據回撤支架向后移動。

工藝流程見圖1～圖6。

圖1 工作面支護平面圖（m）

圖2 末采吊掛鋼絲繩平面示意圖（mm）

圖3 絞盤掛網支護剖面圖（mm）

圖4 機道支護平面示意圖（m）

圖5 設備回撤平面示意圖（m）

圖6 工作面加設木垛示意圖

3 效果分析

（1）本停采工藝擴刷機道1.6 m，2 排支護，就本工作面傾向長度170 m 為準，較一般停采工藝節省3 排支護，累計節省錨索（Ф17.8 mm×8300 mm）315 套、錨桿（Ф20 mm×2200 mm）330 套、“W”鋼帶（4300 mm×280 mm×4 mm）117 片、錨固劑（CK2360，40 支/箱）22 箱、機道護幫網片（1200 mm×2700 mm）190 張，吊鋼梁、穿鋼管、設掩護支架節省木垛4200 根方木（1250 mm×200 mm×200 mm），合計成本費用約為70 萬元。

（2）本停采工藝較一般停采工藝節省人工約620 個，架設木垛、聯網以及機道支護等工藝節省人工450 個，材料運輸節省人工190 個，按每個人工400 元計算，累計節省50 萬元。

（3）機道1.6 m 寬，較一般停采工藝工作面可多推進1.6 m，資源回收最大化，可多回收煤量170×5.5×1.6×1.47 ≈2200 t，多產生效益110 萬元。

（4）采用柔性纖維網，減少了傳統鋪金屬網的人工搬運、聯網環節，頂網整體支護性強；機道寬度1.6 m，相較一般停采工藝而言，機道斷面較小，維護成本低，減少了人工機道作業安全隱患，安全性高。

4 結論

（1）快速停采工藝具有支護強度大、安全可靠性高、支護材料質量輕的優勢。與金屬網相比，采用柔性纖維網一次性鋪設，免除聯網工序，減少停機時間，上架移動速度快，生產效率高，避免頻繁運網和進入機道側聯網作業，安全保障性高。

（2）快速停采工藝能夠實現快速回撤，簡化了收尾工序，柔性網片面積大，整體編織，減少了漏矸、破網現象，回撤通道斷面小，節省勞動力，減少機道維護成本，支護效果明顯。回撤通道僅僅擴刷1.6 m，斷面小，單位支護強度大，減少機道維護成本，綜合各方面情況可節約直接成本約230萬元。