趙莊煤業(yè)5305 綜采工作面中部回收支架實踐淺析

晉 兵

（晉煤集團趙莊煤業(yè)，山西 長治 046600）

0 引 言

液壓支架作為綜采工作面的重要設備，具有重量大、價格昂貴、可回收重復多次使用等特點[1]。我國井工生產礦井一般都配備1～2 套綜采液壓支架，供生產和接替工作面使用。當工作面回采至設計停采線位置時，需通過回撤通道安全撤出工作面的全部支架并安裝至接替工作面，俗稱工作面搬家[2]。支架的回收速度決定了工作面撤架頂板的安全條件，同時快速撤架也可以盡早完成新綜采工作面的安裝，確保生產銜接。

1 工程概況

趙莊煤業(yè)5305 綜采工作面工傾向長224m，一進一回布置方式，其中53051 巷作為進風巷兼作主運巷，安裝有1.4m 皮帶機和移動負荷列車；53052 巷是回風巷，作為搬家過程中的設備倒移運輸路線。

該工作面工布置有132 個6.2m 綜采支架，ZY12000/28/62 中間液壓支架121 架，重量40.75t/架，最小尺寸7800×1660×2800mm；ZYGT12000/28/62 過渡液壓支架3 架，重量40.56t/架，最小尺寸8300×1660×2800mm；ZYT12000/28/62 端頭液壓支架6 架，重量41.82t/架，最小尺寸8800×1660×2800mm。

整個撤架通道從機頭至機尾呈上山地形，從第70# 架至機尾段支架頂板破碎且陡坡（坡度10～12°）。如果從機頭開始回收支架，坡度太大，不具備進車條件；如果從機尾回收支架，由于坡陡拖車上不去且在出架過程中有發(fā)生支架倒架和溜坡的危險，對安全極為不利。因此，對安全快速回撤該工作面的液壓支架提出了新的挑戰(zhàn)。

2 綜采工作面中部回撤支架實踐

針對無法從機頭或機尾開始撤架的實際問題，安裝隊技術人員提出從工作面中部60#架為分界點開始，向兩頭回收支架。支架被撤出調向后，由工作面內的絞車將其拖到合適的裝架位置，然后將支架拖車開至回收支架的合適位置，利用支架拖車的裝車裝置將支架裝車運走。當已撤出的支架未及時運走時，可由絞車將撤出的支架拉到10m 之外，以便于對剩余待撤支架進行調向。

2.1 機頭段回收

機頭段回收時，先回收59#支架，調向60#支架；回收57#支架，調向58#支架，依次撤架。在59#支架回收完畢后調60#架，60#架作為煤幫側的掩護架，回收57#支架后調架58#支架，58#支架調正后作為采空區(qū)側的掩護架?；厥掌胀苤?4#前，掩護架必須調正到位。機頭段掩護架調正后，機頭段撤架暫時停止，開始調機尾掩護架。掩護架調正期間要求在55#～60#支架間撤架通道內打三排密集木垛，每排打6 個木垛。原支架位置下方打四個實心木垛，實心木垛每層不少于5 根；撤架通道內打兩個“井”字型木垛并連鎖[3]。

圖1 60#掩護支架調向示意圖

圖2 機頭側掩護架調正示意圖

機尾掩護架調正到位后，開始回收機頭段支架。機頭段撤架通道內地形較為平坦，支架撤出后可用支架拖車直接裝車回收，這段回收為正常撤架工藝。支架被撤出調向后，由工作面內的絞車將其拖到合適的裝架位置，然后用支架拖車將支架裝車運走。

回收機頭58#掩護架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板?；厥諜C頭60#掩護架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板，同時在煤幫打兩個“#”字型木垛維護頂板。機頭1#、2#端頭架邁步回收，在移動夠一個支架的距離后，在原支架位置打一個“#”字型木垛，直到永久支護段先回收2#支架，再回收1#支架。

圖3 回撤58#掩護支架示意圖

2.2 機尾段回收

機頭段支架回收完畢后，開始回收機尾段支架[4]。機尾段撤架通道內地形為10°以上的陡坡，通道內坡面濕滑，車輛極容易出現(xiàn)跑車現(xiàn)象，且頂板高度不夠，不具備進車條件，因此只能絞車配合以支架自拉自的方式移動至機尾裝車位置后回收，這段為非正常工藝回撤支架。

機尾段回收時，先回收62#支架，調向61#支架。62#支架回收完畢后調61#架，61#架作為煤幫側的掩護架?；厥?4＃支架后，調架63#支架，63#支架調正后作為采空區(qū)側的掩護架?；厥掌胀苤?6#前，掩護架必須調正到位。除掩護架外，其余支架暫時放于機尾段撤架通道內，待機尾鋪底后再運出工作面。機尾段掩護架調正后，機尾段撤架暫時停止。

圖4 機尾段回收62#架示意圖

回收62#支架，在原支架位置打2 個“#”木垛來維護頂板。由于機尾側不具備通車條件，支架暫且放至撤架通道內，待機頭支架回收完畢后，再自移至機尾裝車回收。調向61#架為機尾方向煤幫側掩護架，在原支架位置2 個“#”木垛來維護頂板。由于機尾側不具備通車條件，支架暫且放至撤架通道內，待機頭支架回收完畢后，再自移至機尾裝車回收。

后續(xù)逐架回收機尾段支架，每回撤一架支架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板，在煤幫打兩個“#”字型木垛維護頂板，直至機尾130#過渡架和131#、132#端頭支架。

回收機尾130#端頭架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板。在掩護架后面跟3 個“#”字型木垛以維護頂板，為撤掩護架做準備?；厥諜C尾63#掩護架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板。

圖5 回撤63#掩護架示意圖

然后回收機尾61#掩護架，在原支架位置打兩個“#”字型木垛維護頂板，在煤幫打兩個“#”字型木垛維護頂板。最后邁步方式回收機尾131#、132#端頭架，在移動夠一個支架的距離后，在原支架位置打一個“#”字型木垛，直到永久支護段先回收131#支架，再回收132#支架。整個撤架通道的132 個支架全部回收完畢，在53052 巷口打兩個“#”字型連鎖木垛封口。

圖6 巷道口打#字型連鎖木垛封口示意圖

3 撤架頂板管理及效益分析

3.1 撤架頂板管理

由于5305 綜采工作面回收支架采用的是用兩架支架作為掩護架進行回收支架，因此在掩護架與采空區(qū)側的空頂區(qū)域相對增大，在支架拖出后，要使用單體柱及時對頂板條件不好的區(qū)域進行局部支護。當掩護架與采空區(qū)側的三角區(qū)域因空頂距離較大，頂板壓力顯現(xiàn)較大時，為確保掩護架正常移動，要在掩護架頂梁上支設一根4.5m 的π 型鋼梁（伸出部位要插入采空區(qū)側的木垛上0.8～1m，另一端伸出到靠煤柱側掩護架上不小于500mm）。若掩護架（靠采空區(qū)側）降架時4.5m 的π 型梁松動不接頂，要提前在該掩護架里側支設單體柱，以固定π 型梁。以此方法對掩護架與采空區(qū)側的頂板進行維護以便于掩護架的正常移動。當三角區(qū)域頂板壓力顯現(xiàn)較大時，利用單體柱對支架頂上的鋼梁伸出部位進行支護（在頂板較好的情況下，可不必支設單體柱），以維護掩護架與木垛之間的頂板。

撤架通道頂板破碎區(qū)域要提前套棚，套棚采用鋼梁支設在支架頂梁間，撤架通道一梁兩柱布置。若頂板破碎嚴重，需要架密集棚。機尾段掩護架調正后，掩護架頂梁上方必須保證上三根4.5m 的π 型鋼梁，間距800mm，且π 型鋼梁需延伸至煤幫掩護架頂梁上部不小于500mm 位置，另一頭搭至采空區(qū)木垛上方不小于500mm，以此來維護三角區(qū)頂板[5]。

3.2 撤架效益分析

目前，趙莊礦井下5305 綜采工作面撤架已使用該技術方案，且順利將5305 工作面的132 個支架全部回收，證明此方案可行。

回收5305 綜采工作面132 個架，有60 個架從機頭回收，平均每班回收6 架，共10 個班。如果都從機尾出，每班只能回收2 架，共30 個班。因此，節(jié)省工時20 個班，節(jié)支人工費用約13 萬元。在特殊地質條件下的綜采工作面從中部回收支架技術，減少了施工工序，節(jié)省了人力、提高了回收作業(yè)的安全系數，更降低了成本，加快了回收工期。

4 結 語

通過5305 綜采工作面中部回收支架實踐，不僅探索出了特殊地質條件下綜采工作面撤架通道內支架回收的新工藝，而且簡化了特殊地質條件下的綜采工作面撤架通道內支架回收工序，提高了安全系數。