輕型放頂煤支架撤除技術應用

摘要：輕型支架具有技術先進、成本低、勞動強度小、穩定性強等優點，目前受到普遍應用，但由于千變萬化的煤層賦存條件所限，隨著礦井的現代化，礦井產量的提高和呆煤工作面推進速度的加快，加劇了工作面接續緊張。綜采工作面的撤除已成為礦井生產中一個較為重要的環節。要想實現綜采工作面安全、快速、高效的撤除，關鍵問題是綜采液壓支架的撤除，而液壓支架撤除中最重要的是撤除迎頭的支護和管理工作，特提請有關專家鑒定。

關鍵詞：可行性；缺陷；改進；推廣

一、古城煤礦概況

古城煤礦位于兗州市北郊，是臨礦集團在兗州煤田所建設的第一座礦井，設計生產能力90萬噸／年，經技術改造后與2005年綜合核定生產能力為220萬噸／年。主采3#煤層，煤層傾角10°～30°，淺部傾角大，深部傾角小，煤層起伏大，構造以斷層為主。煤層具有自然發火傾向，自然發火期3－6個月，最短發火期48天。水文地質條件簡單。現在開采的－760以上水平全部為建(構)筑物下采煤，采用條帶放頂煤方法開采，采50m留80m，使用輕型放頂煤支架進行回采的工作面均為走向工作面，工作面傾角為10°－21°。

二、支架撤除工藝

由于地質條件較復雜(斷層多，煤層傾角大，煤層具有自然發火傾向)，采用傳統的支架撤除方法安全程度低、回撤速度慢、效率低。為解決這一問題，提出了利用錨桿、網、鋼絲繩支護頂板，使用掩護架的支架撤除方法。

1 撤除前的準備

當工作面采完，停止推進后，圍巖移近量會有所增加，頂板變的破碎，片幫加劇。而回收支架要求有較大的安全空間，這就削弱對圍巖的控制能力，為此要在工作面將推進至停采線附近而進行回采時，要采取措施管理好頂板。根據輕型支架的特點，經研究決定采用金屬網、鋼絲繩、加打錨桿管理頂板，具體做法：

(1)金屬網的鋪設。當工作面推進距停采線10m時，開始沿工作面傾斜方向鋪設雙層金屬網。金屬網的鋪設順序是：先沿工作面傾斜方向在支架上掛第一排單層網，連續掛第二排、第三排單層網。從第四排單層網開始與第三排網壓茬0.4m，鋪第五排網又與第四排網壓茬0.4m，依次鋪下去，各網邊用鐵絲隔孔連接好，隨工作面推進支架前移，金屬網依次鋪在支架頂梁上部，網要鋪平，扣要擰緊。雙網聯到煤壁止，煤幫聯單網，頂板破碎區聯雙網，邊網下垂到底板。

(2)鋼絲繩的鋪設。距離停采線8m時，開始以0.6m的步距沿工作面方向在金屬網和支架頂粱之間鋪設鋼絲繩(直徑≥15.5mm)，每隔200mm用鐵絲與金屬網緊固一扣，兩端用錨桿固定在運順、軌順頂板上，全面共鋪設10-12條(以鋪至煤壁為準)。鋼絲繩面中繩頭搭接壓茬1m以上，用三個繩卡卡實、卡牢，兩排鋼絲繩接頭不能處于同一支架，鋼絲繩必須拉直與網連為一體。

(3)打錨桿支護頂板和煤幫。當第一條鋼絲繩吃到支架尾梁中部時，最后一條鋼絲繩到前探梁頭，插板尾壓雙網達1m以上時，停止移支架，只推移工作面刮板輸送機，繼續向前回采至停采線。該段頂板空頂面積較大，采用樹脂錨桿進行支護，工藝過程為：割煤、鋪網、支設臨時支柱、打錨桿。頂板錨桿打完后，繼續沿煤幫掛單層金屬網，將金屬網拖到底板。然后在煤壁上打錨桿，將網固定在煤壁上起到防止片幫煤滾落的作用。

2 工作面支架的撤除：

工作面支架撤除前首先要調整掩護架，根據支架的尺寸和撤除支架的空間，決定采用三個支架作為掩護架，三個掩護架的相對位置必須保持如下尺寸：煤幫側的掩護架離煤幫的距離為300±100mm，掩護架之間的間距為300±100mm，采空側掩護架與放頂線之間也要留有足夠的間距，各掩護架與被撤支架的相對位置以不咬架不空頂為宜，一般控制在100-200mm之間的范圍。

(1)支架撤除的工序流程

a、撤架：在掩護支架的掩護下，利用調度絞車配合滑輪將支架直接拉出調向，外運裝車。

b、打支柱：支架撤走后，應立即在其原位置上支設兩走向抬棚，一梁三柱，用單體液壓支柱升緊棚梁兩端，以利掩護架

c、拉移采空側的掩護架：收回前探梁，降下支架，利用回柱絞車配合滑輪拉移采空側掩護架距待撤支架200mm處，停下升起支架。

d、拉移煤幫的掩護架：

e、回柱：掩護架拉移完畢后，回柱絞車回出掩護架采空側的支柱。

(2)最后四架的撤除：

工作面剩余四個支架(即一個正常架，三個掩護架)便進入封閉時期，回撤前必須加強其周圍及面口的頂板維護，確保無問題時方可施工。為安全回撇采取如下回撤順序：先撤中間掩護架，再撤采空區側掩護架，最后撤煤幫側掩護架。在配合木垛與點柱的支護下將最后一架正常架分步拉出為止。

三、實踐報告

1 回撤實踐

古城煤礦應用此支架回撤工藝先后回撤了11041、1201、1202、1205、1206等工作面的輕型支架，經過幾個面的撤除實踐證明，使用該技術進行支架回撤所產生的經濟效果和社會效果非常明顯。

2 管理措施

無論多么先進的撤除技術，如果沒有嚴格的質量、安全管理措施作保障，任何問題都將得不到解決。因此采取以下措施：

(1)礦成立以生產礦長為組長、以生產、安全科室人員為成員的工作面支架回撤質量、安全管理小組，小組成員必須嚴格按礦有關質量、安全管理辦法和作業規程進行監督和管理。

(2)加大對施工工序的管理，對支架回撤工藝流程的各個工序進行嚴格控制，使施工人員嚴格按排定的工序進行施工；

(3)對支架所撤除的零部件進行嚴格的管理，礦成立材料管理小組，對礦所屬周轉材料進行嚴格的管理，明確責任。

四、經濟技術效果及推廣應用前景

1 經濟技術效果

(1)回撤工作面采用錨桿、網、鋼絲繩聯合支護，使回撤工作面支護強度高，頂板下沉量小，煤壁片幫量減少，給支架回撤創造了一個安全工作空間。

(2)利用錨桿網支護頂板，與傳統的采用長鋼梁進行支護頂板相比，大大簡化了頂板維護工序，且控頂范圍大，便于支架的拉出和調向，從而加快了回撤速度。據統計，在同樣條件下，回撤速度能提高50％，現在我礦撤除一個面(面長為50m)平均只用6天的時間。

(3)回撤工作面材料消耗少。支護頂板所用的錨桿、網、鋼絲繩等費用為2萬元，坑木10m3，工字鋼12根(能全部回收)。回撤工作面使用的單體支柱數量少，減少了支柱損壞量，同時提高了單體支柱的循環使用率。

(4)回撤速度的加快，使得工作面從停采到密閉的時間縮短，從而有利于防火。

(5)工作面回撤速度快和回撤支架工序的簡化，使得工作面用工少25％，降低了職工的勞動強度，從而節約了人工，提高了安全系數。

2 推廣應用前景

經過幾個面的實踐證明利用錨桿、網、鋼絲繩支護頂板，使用掩護架的液壓支架撤除技術進行回撤是成功的，經濟效益明顯，在同等條件下有很好的應用價值，值得大力推廣。同時也為以后的深部開采積累了寶貴的經驗。