72209 工作面堅(jiān)硬頂板下行雙支架掩護(hù)拆除工藝

何海洋

（江蘇省徐州市徐礦集團(tuán)三河尖煤礦，江蘇 徐州221613）

1 工作面頂板條件概述

72209 工作面位于南二采區(qū)，直接頂為厚度1.0m 的泥巖，老頂為6.63m 的細(xì)粒砂巖, 頂板堅(jiān)硬、完整性好。工作面鋪網(wǎng)擴(kuò)棚期間70-86 架及48-55 架段架后板不能及時(shí)垮落，為確保拆除安全，根據(jù)設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在軌道巷設(shè)計(jì)停采線位置向里的頂板依次施工第1#孔、2#孔、3#孔，進(jìn)行深孔預(yù)裂爆破輔助頂板垮落，但效果不明顯。

2 工作面拆除系統(tǒng)概況

72209 工作面傾角12-18°，平均傾角15°。72209 工作面軌道回風(fēng)運(yùn)輸設(shè)備巷需經(jīng)過(guò)3 個(gè)拐點(diǎn)，分別是南風(fēng)井繞道拐點(diǎn)、72209 軌道巷（舊）拐點(diǎn)、72209 探巷拐點(diǎn)，造成軌道運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)雜、交叉點(diǎn)落差大施工車場(chǎng)困難、存在安全風(fēng)險(xiǎn)高等不利因素。72209 工作面運(yùn)輸巷運(yùn)輸設(shè)備通過(guò)甩車場(chǎng)直接與南二七煤軌道上山連接，巷道運(yùn)輸系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單、拐點(diǎn)少，而且運(yùn)輸巷外口有原工作面安裝時(shí)的組裝硐室可以直接作為工作面拆除期間的解體硐室（參見(jiàn)附圖1）。從運(yùn)輸系統(tǒng)分析運(yùn)輸系統(tǒng)前期準(zhǔn)備上運(yùn)輸巷相對(duì)簡(jiǎn)單、工作量小，而軌道巷一側(cè)相對(duì)困難、工作量大，72209 探巷因巷道高度不夠、臥底量比較大，且探巷與軌道巷交叉位置有落差，施工平車場(chǎng)非常困難。

72209 工作面需拆除ZZ4600/18/38 支架86 架，工作面頂板采用雙層金屬網(wǎng)、鋼絲繩全斷面護(hù)頂，擴(kuò)棚段頂板采用錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，煤幫采用錨梁網(wǎng)支護(hù)，架前預(yù)留3m 寬出架道（參見(jiàn)附圖2）。

圖1 72209 拆除工作面巷道布置圖

3 拆除順序選擇

3.1 上行拆除順序與下行拆除順序的影響因素對(duì)比

工作面支架拆除順序常用上行拆除順序，現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)工人來(lái)說(shuō)比較熟悉，頂板管理比較簡(jiǎn)單，基本不用再采取其它措施，可控性強(qiáng)。但72209 探巷段巷道高度不滿足支架車輛運(yùn)行要求，臥底工作量比較大、運(yùn)、輸系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜、系統(tǒng)形成時(shí)間長(zhǎng)、用工多等特點(diǎn)。因此需要通過(guò)對(duì)兩種拆除順序的影響因素進(jìn)行對(duì)比，然后擇優(yōu)選擇。

圖2 72209 拆除工作面擴(kuò)棚支護(hù)參數(shù)圖

拆除順序 上行拆除 下行拆除 常用拆除順序，現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)工人來(lái)說(shuō)比較熟悉，可控性強(qiáng) 運(yùn)輸巷側(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占用設(shè)備及人員較少，能夠節(jié)約用工和資金 有 利 因 素 頂板壓力向老塘側(cè)傳遞，頂板管理比較簡(jiǎn)單，基本不用再采取其它措施。 運(yùn)輸巷可以利用原安裝時(shí)的組裝硐室作為解體硐室 運(yùn)輸巷側(cè)系統(tǒng)形成工作量小，有利于縮短工作面拆除工期 72209 探巷段巷道高度不滿足支架車輛運(yùn)行要求，臥底工作量比較大 非常用拆除順序，工人施工相對(duì)生疏，初期需要逐步熟悉 不 利 因 素 72209 探巷與72209 軌道巷交叉點(diǎn)處存在0.8m 的落差，施工車場(chǎng)難度大 工作面頂板堅(jiān)硬，拆除迎頭頂板管理要求較高 軌道巷側(cè)的運(yùn)輸系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，系統(tǒng)形成時(shí)間長(zhǎng)、用工多 工作面拆除迎頭存在，老塘向迎頭漏矸、滾矸的風(fēng)險(xiǎn) 軌道巷側(cè)需要施工1 處解體硐室

3.2 下行拆除順序的優(yōu)點(diǎn)

從上述資料分析兩種拆除順序影響因素，可知在解決工作面拆除迎頭支護(hù)問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)頂板有效管理的情況下，采用下行方式拆除順序可以做到運(yùn)輸巷側(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占用設(shè)備及人員較少，可以利用原安裝時(shí)的組裝硐室作為解體硐室，能夠節(jié)約用工和資金。具體情況如下：（1）節(jié)約原計(jì)劃施工的解體硐室工程，可減少50 個(gè)工、減少資金資金投入約1.2 萬(wàn)元、縮短工期2 天。（2）節(jié)約原計(jì)劃臥底工程量：45*0.8*3.2 米，減少80 個(gè)工、減少資金投入約2 萬(wàn)元、縮短工期3 天。（3）節(jié)約原計(jì)劃4 部絞車設(shè)備和對(duì)應(yīng)系統(tǒng)施工，整個(gè)拆除運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化，預(yù)計(jì)可降低用工人數(shù)約350 個(gè)工，可減少資金投入8.2 萬(wàn)元，縮短工期3 天。

由上可知采取下行拆除順序相比上行拆除順序，可以減少用工約480 個(gè)工，可節(jié)約資金約11.2 萬(wàn)元，可縮短工期8 天。

4 工作面拆除迎頭支護(hù)工藝的分析

4.1 單支架掩護(hù)的特點(diǎn)

（1）單支架掩護(hù)操作方便，拉移簡(jiǎn)單；（2）單支架掩護(hù)占用空間比較小，與雙排單體棚支護(hù)交替配合使用，其靈活性比較好；（3）單支架掩護(hù)對(duì)頂板質(zhì)量要求高，對(duì)頂板支護(hù)質(zhì)量要求嚴(yán)，不適易堅(jiān)硬頂板和破碎頂板，迎頭單體棚丟料嚴(yán)重。

4.2 雙支架掩護(hù)的特點(diǎn)

（1）雙支架掩護(hù)支護(hù)強(qiáng)度大、支護(hù)面積也大，較大面積頂板垮落時(shí)，雙支架掩護(hù)支護(hù)抗壓、抗沖擊對(duì)能力比較強(qiáng)；（2）雙支架掩護(hù)可減少待拆支架老塘側(cè)無(wú)支護(hù)區(qū)面積，降低人員在單體支護(hù)區(qū)的危險(xiǎn)系數(shù)；（3）雙支架掩護(hù)的使用可以減少單體棚的使用，提高了單體棚支設(shè)和回收施工的安全性，也相對(duì)減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；（4）雙支架掩護(hù)降低了迎頭支架及掩護(hù)支架壓死的指數(shù)。

4.3 雙支架掩護(hù)支護(hù)工藝及對(duì)堅(jiān)硬頂板的處理措施

當(dāng)工作面回拆到第2 架時(shí)用單體把支架調(diào)整至距煤幫2 米位置，當(dāng)回拆至第4 架繼續(xù)用單體調(diào)整至與第2 架并排布置，煤幫側(cè)掩護(hù)支架距離煤幫2m，掩護(hù)支架前梁距離待拆支架0.2m。調(diào)整掩護(hù)支架的同時(shí)煤幫支設(shè)木垛，木垛間距不大于4.5 米，在距老塘側(cè)支架0.2 米位置支護(hù)傾向單體一排，排距1 米，頂梁采用木垛料。老塘側(cè)掩護(hù)支架每拆除1 架拉移1 次，拉移步距1.5m，煤幫木垛按規(guī)定支設(shè)跟進(jìn)；煤幫側(cè)掩護(hù)支架每拆除2 架拉移1 次，拉移步距3m，老塘側(cè)單體棚按規(guī)定支護(hù)跟進(jìn)。

因72209 工作面在150 下行拆除，并且存在頂板堅(jiān)硬、易大面積垮落情況，特制定了加強(qiáng)防護(hù)措施。在工作面迎頭傾向單體棚的老塘側(cè)掛設(shè)擋矸網(wǎng)，擋矸網(wǎng)豎向從頂板到底板、橫向從掩護(hù)支架后立柱到被拆除支架，擋矸網(wǎng)隨迎頭掩護(hù)支架的移動(dòng)而延伸，可以有效防止老塘漏網(wǎng)竄矸進(jìn)入工作區(qū)域。在待拆支架老塘側(cè)每拆除3 架支設(shè)1 根信號(hào)柱，信號(hào)柱使用長(zhǎng)2.5m 的竹竿支設(shè)，根據(jù)信號(hào)柱的彎曲度判斷頂板下沉和即將垮落的指示依據(jù)，方便工作面迎頭職工判斷頂板情況、及時(shí)撤離躲避。通過(guò)以上兩種加強(qiáng)防護(hù)措施，大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)了職工生命安全。

5 結(jié)論

72209 工作面支架拆除施工從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，理論結(jié)合實(shí)際的對(duì)拆除順序和支護(hù)工藝進(jìn)行分析、對(duì)比。從下行拆除順序、雙掩護(hù)支架支護(hù)工藝與上行拆除順序、單掩護(hù)支架支護(hù)工藝的對(duì)比及現(xiàn)場(chǎng)使用效果來(lái)看，符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的下行拆除順序方法不僅節(jié)約了人工和資金，而且提高了拆除施工效率，經(jīng)濟(jì)效益非常好。雙掩護(hù)支架支護(hù)工藝的使用則大大的提高了工作面拆除迎頭的安全性，提高了安全保障的確定性，安全效益特別突出。

下行拆除順序、雙掩護(hù)支架支護(hù)工藝的創(chuàng)新性使用及擋矸網(wǎng)和信號(hào)柱的輔助使用，雖然存在沒(méi)有使用經(jīng)驗(yàn)、方法生疏的未知風(fēng)險(xiǎn)，但是事前進(jìn)行了客觀、認(rèn)真的分析并做了比較充分的準(zhǔn)備，從現(xiàn)場(chǎng)的使用情況來(lái)看不但取的了較好的效果，還取的了豐富的經(jīng)驗(yàn)、探索了路子。