綜放工作面快速回撤工藝研究與應用

趙科研

（馬道頭煤業(yè)有限責任公司，山西 大同 037100）

大同礦區(qū)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(wǎng)，改變傳統(tǒng)的鋪設金屬網(wǎng)工藝，減小機道從斷面，大大提高了停采收尾效率，經(jīng)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(yōu)化

2.1 工藝優(yōu)化要點

（1）柔性網(wǎng)的制作。將鋼絲繩同時與網(wǎng)一體聯(lián)鋪制作，根據(jù)工作面幾何尺寸，該工作面選用一張190 m×15 m 柔性纖維網(wǎng)，一張網(wǎng)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(wǎng)同時打設鋼帶、錨索、錨桿，為三組掩護架的就位創(chuàng)造前提條件。

2.2 工藝流程

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

（2）固定吊網(wǎng)絞盤、滑輪、上柔性網(wǎng)。在支架立柱上安設固定絞盤、頂梁起吊環(huán)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(wǎng)通過絞盤鋼絞線下方穿過，將網(wǎng)與鋼絞線一同固定在掛網(wǎng)錨桿上，在割煤時將柔性網(wǎng)吊起，防止刮壞網(wǎng)片，拉架前松動搖盤將網(wǎng)自然下垂2 m 左右，便于拉架時網(wǎng)片移上頂梁。柔性網(wǎng)規(guī)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(wǎng)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(wǎng)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(qū)煤矸壓網(wǎng)），打設頂幫支護（清理后部運輸機浮煤）。在柔性網(wǎng)壓入冒落處0.5 m 后，停止拉架，推溜后煤機繼續(xù)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(lián)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(wǎng)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(guī)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(jié)，軌道規(guī)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(jù)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(wǎng)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(jié)省3 排支護，累計節(jié)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(wǎng)片（1200 mm×2700 mm）190 張，吊鋼梁、穿鋼管、設掩護支架節(jié)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(jié)省人工約620 個，架設木垛、聯(lián)網(wǎng)以及機道支護等工藝節(jié)省人工450 個，材料運輸節(jié)省人工190 個，按每個人工400 元計算，累計節(jié)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(wǎng)，減少了傳統(tǒng)鋪金屬網(wǎng)的人工搬運、聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)，頂網(wǎng)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(yè)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(yōu)勢。與金屬網(wǎng)相比，采用柔性纖維網(wǎng)一次性鋪設，免除聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)和進入機道側聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，安全保障性高。

（2）快速停采工藝能夠實現(xiàn)快速回撤，簡化了收尾工序，柔性網(wǎng)片面積大，整體編織，減少了漏矸、破網(wǎng)現(xiàn)象，回撤通道斷面小，節(jié)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(jié)約直接成本約230萬元。