綜放工作面設(shè)備及支架回撤技術(shù)

王志亮

（太原東山煤礦有限責(zé)任公司，山西 太原 030043）

太原東山煤礦有限責(zé)任公司柳樹渠礦井51 519綜放工作面地質(zhì)構(gòu)造多，頂板壓力大，煤層容易自燃，局部地方冒高嚴重，公司回撤隊通過科學(xué)管理，改進回撤工藝，再加上嚴密的組織和統(tǒng)籌的安排，安全順利地完成了該面的回撤工作。

1 回撤設(shè)備及支架的工作面概況

51519綜放工作面北部為515回風(fēng)下山，南部為F16斷層，東部為51517工作面分層開采的采空區(qū)，西部為51521工作面分層開采的采空區(qū)（見圖1）。本綜放工作面開采15#煤層，煤層厚度平均為7.0 m，采用走向長壁后退式綜采放頂煤采煤法開采，全部垮落法管理頂板，機采高度2.6 m，放頂煤高度4.4 m，采煤機截深0.6 m，一采一放，放頂煤步距0.6 m，割煤循環(huán)進度0.6 m。兩順槽走向平均長585 m，傾向長140 m，屬低瓦斯區(qū)；工作面平均傾角為15°左右，偽頂為砂質(zhì)泥巖,厚度為0.55 m；直接頂為石灰?guī)r，厚度為0.72 m；老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為4.72 m；15#煤層自燃傾向性為容易自燃，煤塵具有弱爆性。

圖1 51 519工作面平面圖

2 回撤設(shè)備及支架的基本情況

工作面開采時，安裝有MG-160/375-W型采煤機一部；SGZ-630／220型前刮板輸送機一部；SGZ-730／400型后刮板輸送機一部；ZF4400/17/28型低位放頂煤液壓支架93架、ZFG4800/20/30型過渡支架4架，支架共計97架；運輸順槽安裝有SZZ-764/110型轉(zhuǎn)載機一部、PCM-110型破碎機一部、SJ100-63/2×75型皮帶運輸機一部、BRW315/31.5型乳化液泵兩套（一備一用）、WPE320/10型噴霧泵兩套（一備一用）、QJZ-6×400型組合開關(guān)3臺和2DA-8×4型水泵2臺。以上設(shè)備和支架均為綜放工作面所需拆除和回撤的范圍。

3 設(shè)備及支架回撤前的準備工作

3.1 工作面收尾前的相關(guān)要求

工作面收尾范圍從工作面停采線以里20 m處開始，為了減少頂板周期來壓對收尾的影響，在收尾期間組織生產(chǎn)單位加快推進，且工作面最后20 m范圍采高一般控制在2.6~2.7 m之間，采高過低會影響回撤設(shè)備及支架的順利通過。

3.2 工作面收尾工藝流程及說明

工藝流程：收尾區(qū)域鋪單層金屬網(wǎng)→停止放頂煤→鋪雙層金屬網(wǎng)→打錨索→停止拉架→打錨索→打煤幫柱→清煤。

工藝流程說明：收尾前，距停采線10~20 m范圍工作面開始鋪單層金屬網(wǎng)，并不進行放頂煤作業(yè)；當(dāng)工作面回采至距停采線0~10 m范圍，鋪雙層金屬網(wǎng)；當(dāng)頂板破碎時可采用底梁板配合上網(wǎng)。工作面推進至距停采線6.0 m時，對工作面頂板進行錨索支護。當(dāng)工作面推進至距停采線2.4 m時，工作面停止移架，且只移前部刮板輸送機，每循環(huán)推進寬度為0.6 m，最后一刀煤結(jié)束后，保證支架梁端距煤壁控制在2.4±0.1 m范圍之內(nèi)。

3.3 留設(shè)設(shè)備及支架回撤通道

工作面推進至距停采線2.4 m，即割倒數(shù)第四刀煤時，機組割通機頭往機尾割煤，并停止拉架，割過煤后，支架伸出伸縮梁管理頂板，將支架與前刮板輸送機連接耳摘開。停采前的四個循環(huán)，用單體液壓支柱或直徑200 mm的圓木配合支架進行推溜。通過降支架前梁墊上木板梁升緊后頂緊煤幫，將網(wǎng)挑起，進行錨索支護。向前推進時將木板梁向前移設(shè)挑網(wǎng)，依次進行。采煤機割最后一刀煤必須由機頭向機尾割，并且不插刀，采煤機割到機尾停在機尾，便于拆運；采煤機割最后一刀煤，采取跟機作業(yè)形式，并在貼緊煤幫處打戴帽點柱，進行一梁四柱支護，煤幫柱距離木板梁梁端0.1 m左右，煤幫柱要將雙層網(wǎng)架起，煤幫柱打設(shè)好后，及時用防倒裝置連鎖牢固。在割完最后一刀煤后，工作面所用單體柱必須支牢，并切斷機組和前、后溜電源，之后在煤幫進行打幫錨桿工作，這樣就形成了設(shè)備和支架回撤通道。

工作面撤架前情況見圖2。

4 設(shè)備回撤工藝

待以上收尾準備工作按要求完成后，進行設(shè)備的拆除。拆除設(shè)備前，首先由專職電工停電、拆除高壓電纜線，之后將所回撤的設(shè)備全部拆開，運至指定地點裝車，工作面使用的其他小件設(shè)備在回收其大件設(shè)備前由人工裝車回收。

4.1 設(shè)備回撤施工工藝

電氣設(shè)備→前部刮板輸送機（機尾部分）→采煤機→前部刮板輸送機（中間部分及機頭部分）→后部刮板輸送機（機尾部分）→后部刮板輸送機（中間部分及機頭部分）→轉(zhuǎn)載機→破碎機→皮帶輸送機機尾→液壓支架。

在回撤作業(yè)過程中，轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶機頭可利用原巷道內(nèi)的錨索起吊拆除或裝車，工作面內(nèi)的大型設(shè)備可利用支架前探梁作為起吊梁起吊。

4.2 設(shè)備的裝車

設(shè)備裝車時可將第一架液壓支架的前探梁作為起吊梁，并用40型錨鏈配合做吊具，確認牢固、可靠后，使用JM-14型回柱絞車通過導(dǎo)向滑輪將絞車鋼絲繩鉤頭用錨鏈鎖在大件設(shè)備的適當(dāng)位置上，按拆除順序?qū)⒃O(shè)備一一拆開并進行起吊裝車。

圖2 撒架前工作面支護布置示意圖

5 支架回撤工藝

（1）撤架順序：從機頭向機尾方向逐架回撤。

（2）撤架工藝（掩護撤架法）：具體撤架時情況見圖3、圖4。

圖3 抽架支護布置示意圖

圖4 抽架支護布置圖

撤架工藝：頂板維護→垛木垛→掛絞車鉤→降架→支架拉移至通道內(nèi)→裝架。①回撤支架應(yīng)先撤2#支架，在撤2#支架前，首先在落山側(cè)距1#支架0.3 m處，打4根柱距為0.6 m的戴帽支柱，從而加強頂板維護，將2#支架抽出拉走，并將1#支架撤出后，利用機尾雙速絞車將1#支架順著退支架通道方向擺正，設(shè)為掩護架，剩余的全部支架均采用抽架，并采用撤落山架的方法進行回撤。撤架前必須將掩護架用撤架絞車拉到待抽架處并升緊（見圖4），然后使用工作面撤架回柱絞車鉤頭繞過滑輪通過40型大鏈將絞車鉤頭掛在支架前柱的底座連接梁上，用絞車將被撤支架調(diào)向后拉出。支架抽出后在抽出架的空間內(nèi)打臨時木點柱，防止頂板下沉，撤落山架時與抽架撤架方法相同。待撤架剩最后四架時倒數(shù)第三架按正常抽架方法撤出后，在撤架后的空間打三堆叢柱，將頂板維護好，使頂板不再下沉和跨落，然后回撤落山架，并將掩護架拉出裝車，最后使用撤架絞車采用邁步式將最后兩架前移撤出。②解體過渡支架：由于過渡支架在運輸時超高，采用解體的方式進行運輸。用倒鏈拴住頂梁的前后位置將頂梁、前梁、尾梁、掩護梁整體起吊，使頂梁和前梁為一體，尾梁和掩護梁為一體，并放在已準備好裝運的平板車上捆綁好后運出，然后將支架的四根立柱用直徑為15.5 mm的鋼絲繩捆綁好后運出。

（3）裝架。裝架前將平臺穩(wěn)固在軌道端頭處，用鐵棍呈八字型將平臺穩(wěn)固，支架上平臺前，必須將支架側(cè)護板收回，前后立柱降到最低位置，前后伸縮梁用鐵絲捆住。然后使用雙速絞車將工作面撤出的支架運到機尾，再用運架絞車和裝架JM-14型回柱絞車配合將支架調(diào)頭后拐過機尾彎道，將支架拉到平臺前上平臺，并用15.5 mm的鋼絲繩捆綁，并用繩卡子將鋼絲繩繩頭進行固定牢固。

6 回撤設(shè)備及支架的安全技術(shù)措施

6.1 設(shè)備和支架回撤時的頂板管理

（1）回撤支架時必須嚴格執(zhí)行“先支后回”的原則。撤第一架前，要在工作面機頭拐彎處打三堆叢柱，加強頂板維護，確保第一架安全拆除。

（2）抽架時，待支架抽出后，要在抽出架后的空間的木插梁下打設(shè)木垛和木點柱，以確保通風(fēng)通道暢通。

（3）撤架過程中，要隨時檢查并維護好工作面的通道和機尾的安全出口，發(fā)現(xiàn)貼幫柱及插梁折損時，及時加打單體柱進行維護。

（4）每班作業(yè)前，必須安排專人由外向里先檢查工作地點的頂、幫、支護等安全情況，若有短缺必須補齊，支護傾斜、歪斜時必須扶正支設(shè)牢固。

（5）撤架時，工作面的單體支柱之間必須聯(lián)接牢固，防止倒柱傷人。

（6）工作面撤支架時要采用雙速絞車，絞車鋼絲繩直徑為25.4 mm，并且不得出現(xiàn)斷股，絞車必須固定穩(wěn)固并保證完好。

（7）在作業(yè)過程中，由班（組）長統(tǒng)一指揮，其他人員不得隨意亂發(fā)信號，發(fā)現(xiàn)安全隱患，必須先處理后再進行作業(yè)。

（8）液壓支架工在操作支架前，要先檢查好支架的立柱、側(cè)護板以及各種液壓管路的連接情況和完好情況，確認安全后，方可進行操作。

（9）撤架過程中，對滾幫嚴重頂板壓力大的地段要及時加打單體支柱加強頂板維護。

（10）抽架時液壓工必須躲在鄰架四根立柱之間進行操作，并對抽架后的空間及時加打支木進行維護，確認無誤后方可回撤落山支架。

（11）每班交接班前，必須將落山側(cè)的頂板維護好，掩護架拉移到位并升緊確保作業(yè)安全。

（12）處理死架：如遇頂板壓力大，支架沒有行程、支架被壓死的情況為死架，此時撤架困難，為了保證死架順利回撤，采用人工拉底的方法進行作業(yè)。

6.2 設(shè)備和支架回撤時的通風(fēng)管理

因15#煤層容易自燃，我公司曾在71502和71505兩個綜采放頂煤工作面回撤設(shè)備及支架時均不同程度的發(fā)生了采空區(qū)煤層自燃著火現(xiàn)象，根據(jù)這一情況，為吸取教訓(xùn)，本次回撤時，制定了如下通風(fēng)管理和防止采空區(qū)著火事故發(fā)生的措施。

（1）工作面回撤設(shè)備及支架期間，必須加強工作面的通風(fēng)管理，保證通風(fēng)設(shè)施完好。并在材料巷口安裝兩臺型號為2×5.5 kW的備用局扇，備直徑為450 mm的風(fēng)筒。在撤架過程中，通風(fēng)系統(tǒng)要盡量保持全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)，在撤架過程中必須設(shè)法保留暢通的通風(fēng)系統(tǒng)。

（2）工作面采用人工檢測、安全監(jiān)測和人工采樣分析等方法對工作面煤層發(fā)火情況進行監(jiān)測。各種檢測應(yīng)定點、定時，以便于進行分析。同時加強采空區(qū)阻化劑的噴灑，并且要班班沖洗工作面支架及兩巷煤塵，保證水幕正常開啟使用。瓦斯員要密切注意工作面及上下隅角的瓦斯、CO2、CO濃度及溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)異常立即采取措施處理。撤架期間，工作面瓦斯傳感器保留到工作面設(shè)備及支架全部回撤完后方可撤除。撤架地點、工作面、回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毧刂圃凇睹旱V安全規(guī)程》允許范圍之內(nèi)，配風(fēng)量必須滿足最低風(fēng)速要求。

（3）瓦斯員每班循回加強工作面瓦斯、一氧化碳濃度檢查，瓦斯、一氧化碳濃度每班必須檢查3次。

（4）停采前20 m，每推進10 m在工作面上、下隅角各構(gòu)筑一道粉煤灰袋墻，封堵采空區(qū)未跨落的巷道，粉煤灰墻厚度為5 m，與頂?shù)装?、左右兩幫接嚴接實。然后向粉煤灰袋墻?nèi)壓注粉煤灰膠體，每個袋墻后注膠量以膠體接頂為準，停采后的注膠量要加大并向架后延伸。

7 結(jié)論

在礦井51519綜放工作面由于回撤前的工作安排詳盡，制定的施工方案和回撤安全技術(shù)措施切實可行，施工單位按章作業(yè)，再加上每班跟班管理人員的協(xié)調(diào)到位，盡管工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，冒頂嚴重，落山CO急速增長，但最終達到了安全、高效、順利退面，比計劃工期提前了十天左右。并且在回撤設(shè)備和支架過程中未發(fā)生任何人身、機械和運輸事故，實現(xiàn)了安全、順利回撤，為今后同類型、同條件綜放工作面設(shè)備和支架的安全回撤提供了寶貴的技術(shù)措施和經(jīng)驗。