“三軟”煤層工作面懸移支架回收技術應用

王玉峰，寇繼勇

（國投煤炭鄭州能源開發有限公司，河南 登封452470）

由于豫西二1煤層為典型“三軟”煤層，所以，在工作面開采過程中易出現煤墻片幫、頂板破碎不易控制等難題，為解決生產過程中頂板事故的威脅，教學二礦在31161工作面選用懸移支架支護工藝代替原來單體液壓支柱支護工藝，在工作面回采過程中，頂板控制取得了明顯效果，有效地保證了安全生產。隨著工作面回采結束，如何回收“三軟”煤層工作面懸移支架成了新的技術難題，本文結合教學三礦31161工作面懸移支架回收經驗，為懸移支架在豫西“三軟”煤層條件下回收提供技術示范。

1 工作面概況及支護形式

教學二礦31161工作面傾向長90m，走向長630m。工作面井下標高＋8m～＋37m，煤厚0.1～12.7m，平均煤厚6.4m，煤層結構簡單，煤層厚度變化較大。平均煤層傾角7°，頂板周期來壓步距8～12m，可采儲量396459t。工作面無偽頂，直接頂為中粒砂巖，厚度17.2m；老頂為砂質泥巖，厚度6.1m；直接底板為灰黑色泥巖和砂質泥巖，局部為細粒砂巖。煤層的普氏系數為0.3～0.5，直接頂和直接底的普氏系數分別為3～8、2～4，開采煤層為“三軟”煤層。工作面目前工作面回采結束，支架已回收完畢。

工作面機頭采用ZH1600／18／26Z型整體頂梁組合懸移液壓支架3架，支架長4m，寬0.96m，緊挨懸移支架機頭方向用單體液壓支柱配合π型鋼梁進行支護。工作面機尾與采面支架相同，采用ZH1600／16／24Z型整體頂梁組合懸移液壓支架，每棚四柱，正常生產時，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 回收關鍵技術

（1）由于工作面頂板破碎、煤墻易片幫，支架回收期間要加強對頂煤的控制，及時打好臨時支護，防止頂板及采空區側矸石冒落，煤墻片幫。

（2）支架回收過程中需要足夠的作業空間，能夠將回拆下的支架頂梁翻轉，即支架頂梁與頂板接觸的平面最終落在底板上，利用絞車拉架。

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，回撤過程中工作面頂板及采空區易發生冒頂及煤墻片幫現象，危機回收作業人員人身安全，并充填作業空間，給支架回收帶來困難。因此，采取提前鋪金屬網和鋼絲繩護頂方法。在距工作面回撤地點6～8m時，在支架頂梁上鋪設金屬網（寬0.8m，長10m），金屬網走向、傾向搭接長度不少于0.2m，成網狀搭接。隨回采最先鋪設的金屬網被采空區掉落的碴矸壓在底板上，后鋪設的金屬網以支架為支撐點被頂板碴矸壓在支架頂梁上，在金屬網張力作用下，能有效地防止采空區矸竄入工作面內及頂板碴矸的掉落。

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

（2）支架轉向

在支架回收過程中，若回撤空間只限于支架本身長度，則支架被卸下時，由于支架前方未有足夠的移動空間，在絞車的作用力牽引下，支架本身不能夠轉向，給工作面內運架帶來困難；另一方面支架后端擋矸板由于受采空區碴矸擠壓，其擋矸板難易拆卸，因此，在回撤前先向支架正前擴巷0.5～0.8m，為支架轉向空間做好基礎。擴巷后，為防止煤墻片幫現象的發生，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。根據工作面實際情況，工作面傾向為南北方向，上巷標高＋34 m，下巷標高＋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程中，由于坡度較陡，一方面工作面內活碴易滾動傷人；另一方面所回收支架易與相鄰下部支架發生擠壓，其支架部件難以去卸；在下架時，支架難易控制方向，不能穩定而準確地將其下卸在指定地點。給回撤帶來一定的不安全因素；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 支架回收技術分析

3.1 回收工藝流程

回收支架工藝流程：鋪金屬網→鋪鋼絲繩→準備材料→擴巷→清理后路→回收支架→運支架。根據工作面停采地點實際情況，先做好護頂工作，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，在所卸支架相鄰的上側支架頂梁上固定一臺倒鏈，將支架頂梁翻身，保證支架順利運出，其固定裝置必須牢固可靠。

（2）將臨時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移動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到規定要求。

（4）慢慢卸載單體液壓支柱，使支架頂梁緩慢下落，下落過程中及時拆除單體液壓支柱；同時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，將支架頂梁運出工作面。

3.2 遇到的問題及解決辦法

隨工作面回采，工作面內支架越來越少，支架穩定性降低，又由于工作面坡度較大，支架出現抖動現象，給回收支架帶來了不安全因素。為此，在現場管理中采取打叉子棚或打戧柱措施。通過對支架進行加固，增強了支架的穩定性，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行。

4 結語

教學二礦31161工作面懸移支架回撤過程中，通過采取提前鋪金屬網及鋼絲繩、擴巷等措施，為工作面支架安全順利回收提供了保證。但支架回收過程中，由于其金屬網未連接到位，鋼絲繩選擇較細、鋪設不均勻等，鋼絲繩未能充分發揮支撐力作用，給支架回收工作帶來了一定的困難，對以后工作面懸移支架的回收起到警示。