“三軟”煤層工作面懸移支架回收技術(shù)應(yīng)用

王玉峰，寇繼勇

（國(guó)投煤炭鄭州能源開(kāi)發(fā)有限公司，河南 登封452470）

由于豫西二1煤層為典型“三軟”煤層，所以，在工作面開(kāi)采過(guò)程中易出現(xiàn)煤墻片幫、頂板破碎不易控制等難題，為解決生產(chǎn)過(guò)程中頂板事故的威脅，教學(xué)二礦在31161工作面選用懸移支架支護(hù)工藝代替原來(lái)單體液壓支柱支護(hù)工藝，在工作面回采過(guò)程中，頂板控制取得了明顯效果，有效地保證了安全生產(chǎn)。隨著工作面回采結(jié)束，如何回收“三軟”煤層工作面懸移支架成了新的技術(shù)難題，本文結(jié)合教學(xué)三礦31161工作面懸移支架回收經(jīng)驗(yàn)，為懸移支架在豫西“三軟”煤層條件下回收提供技術(shù)示范。

1 工作面概況及支護(hù)形式

教學(xué)二礦31161工作面傾向長(zhǎng)90m，走向長(zhǎng)630m。工作面井下標(biāo)高＋8m～＋37m，煤厚0.1～12.7m，平均煤厚6.4m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層厚度變化較大。平均煤層傾角7°，頂板周期來(lái)壓步距8～12m，可采儲(chǔ)量396459t。工作面無(wú)偽頂，直接頂為中粒砂巖，厚度17.2m；老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度6.1m；直接底板為灰黑色泥巖和砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。煤層的普氏系數(shù)為0.3～0.5，直接頂和直接底的普氏系數(shù)分別為3～8、2～4，開(kāi)采煤層為“三軟”煤層。工作面目前工作面回采結(jié)束，支架已回收完畢。

工作面機(jī)頭采用ZH1600／18／26Z型整體頂梁組合懸移液壓支架3架，支架長(zhǎng)4m，寬0.96m，緊挨懸移支架機(jī)頭方向用單體液壓支柱配合π型鋼梁進(jìn)行支護(hù)。工作面機(jī)尾與采面支架相同，采用ZH1600／16／24Z型整體頂梁組合懸移液壓支架，每棚四柱，正常生產(chǎn)時(shí)，棚架中心距1000mm±20mm，最大控頂距3600mm，最小控頂距2800 mm，放頂步距800mm。

2 支架回收方案

2.1 回收關(guān)鍵技術(shù)

（1）由于工作面頂板破碎、煤墻易片幫，支架回收期間要加強(qiáng)對(duì)頂煤的控制，及時(shí)打好臨時(shí)支護(hù)，防止頂板及采空區(qū)側(cè)矸石冒落，煤墻片幫。

（2）支架回收過(guò)程中需要足夠的作業(yè)空間，能夠?qū)⒒夭鹣碌闹Ъ茼斄悍D(zhuǎn)，即支架頂梁與頂板接觸的平面最終落在底板上，利用絞車?yán)堋?/p>

2.2 回收方案分析

（1）安全回撤空間

由于工作面頂板破碎、煤層松軟，回撤過(guò)程中工作面頂板及采空區(qū)易發(fā)生冒頂及煤墻片幫現(xiàn)象，危機(jī)回收作業(yè)人員人身安全，并充填作業(yè)空間，給支架回收帶來(lái)困難。因此，采取提前鋪金屬網(wǎng)和鋼絲繩護(hù)頂方法。在距工作面回撤地點(diǎn)6～8m時(shí)，在支架頂梁上鋪設(shè)金屬網(wǎng)（寬0.8m，長(zhǎng)10m），金屬網(wǎng)走向、傾向搭接長(zhǎng)度不少于0.2m，成網(wǎng)狀搭接。隨回采最先鋪設(shè)的金屬網(wǎng)被采空區(qū)掉落的碴矸壓在底板上，后鋪設(shè)的金屬網(wǎng)以支架為支撐點(diǎn)被頂板碴矸壓在支架頂梁上，在金屬網(wǎng)張力作用下，能有效地防止采空區(qū)矸竄入工作面內(nèi)及頂板碴矸的掉落。

為保證破碎頂板在回撤過(guò)程中能夠更有效地得以控制，在鋪金屬網(wǎng)過(guò)程中，在金屬網(wǎng)下鋪設(shè)木千川（長(zhǎng)2.0m左右）打頂；同時(shí)在臨近回撤地點(diǎn)2.5m左右時(shí)，在工作面支架頂梁上鋪設(shè)鋼絲繩3～5根，鋼絲繩間距600±100 mm，并對(duì)鋼絲繩兩端打地錨固定，使回收支架過(guò)程中鋼絲繩兩端受力，在支架頂梁的支設(shè)下呈現(xiàn)弧狀從而起到護(hù)頂及緩沖作用，保證金屬網(wǎng)不易出現(xiàn)破洞現(xiàn)象，為支架回撤工作提供了安全空間，最終達(dá)到網(wǎng)—梁—繩防護(hù)措施。

（2）支架轉(zhuǎn)向

在支架回收過(guò)程中，若回撤空間只限于支架本身長(zhǎng)度，則支架被卸下時(shí)，由于支架前方未有足夠的移動(dòng)空間，在絞車的作用力牽引下，支架本身不能夠轉(zhuǎn)向，給工作面內(nèi)運(yùn)架帶來(lái)困難；另一方面支架后端擋矸板由于受采空區(qū)碴矸擠壓，其擋矸板難易拆卸，因此，在回撤前先向支架正前擴(kuò)巷0.5～0.8m，為支架轉(zhuǎn)向空間做好基礎(chǔ)。擴(kuò)巷后，為防止煤墻片幫現(xiàn)象的發(fā)生，采用大拍配合單體柱方法將煤幫閉。

（3）撤架順序

工作面回撤可分為雙向回撤和單向回撤兩種。根據(jù)工作面實(shí)際情況，工作面傾向?yàn)槟媳狈较?，上巷?biāo)高＋34 m，下巷標(biāo)高＋8m，坡度較大且工作面頂板破碎，碴矸多。因此，若采取雙向回撤，將工作面截成兩部分。其工作面下段回撤過(guò)程中，由于坡度較陡，一方面工作面內(nèi)活碴易滾動(dòng)傷人；另一方面所回收支架易與相鄰下部支架發(fā)生擠壓，其支架部件難以去卸；在下架時(shí)，支架難易控制方向，不能穩(wěn)定而準(zhǔn)確地將其下卸在指定地點(diǎn)。給回撤帶來(lái)一定的不安全因素；而工作面上段回撤則可以避免以上不安全因素。因此，應(yīng)采取單向回撤順序且從下安全出口處向上安全出口方向回收支架。

3 支架回收技術(shù)分析

3.1 回收工藝流程

回收支架工藝流程：鋪金屬網(wǎng)→鋪鋼絲繩→準(zhǔn)備材料→擴(kuò)巷→清理后路→回收支架→運(yùn)支架。根據(jù)工作面停采地點(diǎn)實(shí)際情況，先做好護(hù)頂工作，然后從工作面下安全出口處回收4mπ型鋼梁及三大架，再逐一回收工作面支架。

（1）回收時(shí)，在所卸支架相鄰的上側(cè)支架頂梁上固定一臺(tái)倒鏈，將支架頂梁翻身，保證支架順利運(yùn)出，其固定裝置必須牢固可靠。

（2）將臨時(shí)液壓管路與支架托梁管路接通，操作手柄，使支架頂梁向煤墻側(cè)移動(dòng)0.5m左右，然后拆除舍幫擋矸板，再拆除托梁套。

（3）用4根單體液壓支柱將在支架4根支柱替換掉，其單體液壓支柱初撐力達(dá)到規(guī)定要求。

（4）慢慢卸載單體液壓支柱，使支架頂梁緩慢下落，下落過(guò)程中及時(shí)拆除單體液壓支柱；同時(shí)支架頂梁在倒鏈的作用下，使支架頂梁翻身，再用絞車鋼絲繩與支架頂梁前端連接，在絞車的牽引下，將支架頂梁運(yùn)出工作面。

3.2 遇到的問(wèn)題及解決辦法

隨工作面回采，工作面內(nèi)支架越來(lái)越少，支架穩(wěn)定性降低，又由于工作面坡度較大，支架出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，給回收支架帶來(lái)了不安全因素。為此，在現(xiàn)場(chǎng)管理中采取打叉子棚或打戧柱措施。通過(guò)對(duì)支架進(jìn)行加固，增強(qiáng)了支架的穩(wěn)定性，從而使工作面回收支架安全性得以提高，保證工作順利正常進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

教學(xué)二礦31161工作面懸移支架回撤過(guò)程中，通過(guò)采取提前鋪金屬網(wǎng)及鋼絲繩、擴(kuò)巷等措施，為工作面支架安全順利回收提供了保證。但支架回收過(guò)程中，由于其金屬網(wǎng)未連接到位，鋼絲繩選擇較細(xì)、鋪設(shè)不均勻等，鋼絲繩未能充分發(fā)揮支撐力作用，給支架回收工作帶來(lái)了一定的困難，對(duì)以后工作面懸移支架的回收起到警示。