綜放工作面旋轉開采機尾三角區支護改進與實踐

文/楊明

山東能源棗礦集團柴里煤礦是一座具有五十余年開采歷史的老礦井，所剩邊殘塊段較多。為更好地回收寶貴的煤炭資源，柴里煤礦通過綜放工作面旋轉開采機尾三角區支護改進與實踐，較好地解決了不規則工作面減架開采期間三角區頂板支護較困難的問題。

一、概況

23上614綜放工作面位于柴里煤礦二水平西北部，東部隔二龍崗斷層為23410、23603工作面采空區，北為程樓斷層，工作面西部為田崗斷層保護煤柱，工作面南部為田崗斷層與二龍崗斷層交匯點。

23上614綜放工作面工業儲量為95.46萬噸，采用走向長壁全部垮落采煤法，工作面為不規則開采工作面，切眼初安支架141架。隨著工作面推采生產，工作面長度逐漸縮短，每推采約18m，工作面將從工作面機尾撤除一架支架及對應的前、后部運輸機溜槽各一節，直至工作面推采結束。生產期間，當工作面機尾液壓支架進入正巷后，由檢修班對該機尾架進行撤除，縮減前、后部運輸機溜槽，并對前、后部運輸機合茬，使工作面具備生產條件。在工作面機尾正巷老塘布置一架ZZ5200/21/42型端頭支架，作為掩護支架，用于生產、撤除期間工作面機尾三角區頂板支護。

二、實施過程及取得的效果

1．實施過程

（1）通過調研，決定采用ZZ5200/21/42型液壓支架一架對工作面機尾三角區進行支護。該支架與面里ZF5200-17/33基本架相比具有支撐面積大、支護高度范圍大（2.1～4.2m）的特點，且具有伸縮梁，增加了對工作面機尾撤架三角區的支護范圍。撤除支架之前，軌道順槽上幫超前維護由端頭支架承擔。端頭支架滯后后部運輸機機尾，生產期間，及時拉移，嚴禁撇后。在軌道順槽靠上幫超前維護棚順延至端頭架尾梁處，與尾梁梁端齊，中間排維護棚維護至端頭架前梁，下幫排維護棚維護至后部運輸機后，端頭架與老塘煤壁側支設帶帽點柱維護。

（2）生產期間，工作面機尾鋪設不少于5個支架雙層金屬網，正巷金屬網與工作面金屬網扣扣相聯，網扣間距0.2m，扭結不少于3圈。

（3）隨著工作面推采，切眼長度縮短，機尾架進入正巷，正巷單體維護與端尾架間距小于0.5m時，及時在架前回撤雙楔梁棚，并確保回撤后的雙楔梁棚與端尾架的間距不大于0.5m。

（4）工作面機尾端頭支架的拉移，通過自身拉移千斤頂與軌道順槽超前維護的專用生根相聯接，操作拉移千斤頂實現自移，拉移步距與割煤步距相同。

（5）待工作面機尾支架前梁完全伸出巷道后即開始準備撤除支架。清理凈機尾面前、架后浮煤，開空前、后部運輸機，機尾正巷改出撤架路線。

（6）解開工作面機尾待撤支架的推拉板龜頭，以及拉后部運輸機漁口，在前部運輸機機尾變節處將溜槽掐開，回出前部需撤除的溜槽，用手拉葫蘆將待撤溜槽的擋煤板封好，以防撤除過程中歪倒傷人。前部運輸機溜槽掐除后，用兩臺手拉葫蘆把前部運輸機機尾向面里拉進2米距離，改出撤架通道（支架撤除后按同樣方法回撤后部運輸機溜槽）。

（7）降下工作面機尾待撤支架，略離頂板，升牢升實待撤支架相鄰的第二個支架。用22kW雙速多用回柱絞車配合單體液壓支柱將支架調整到正巷位置。另一部22kW雙速多用回柱絞車通過生根在端頭支架上的回頭滑輪進行留車，把待撤支架牽移至軌道順槽爬軌器前。把液壓支架或其他件裝車后運至無極繩絞車尾輪車場處進行解體。

（8）工作面機尾支架撤除中形成的空頂區，及時補打帶帽點柱或扶棚維護。支架移動期間需撤除的單體，在支架移動后，及時將撤除單體支護補齊，確保正巷頂板錨桿（索）支護與端尾架支護的距離不大于0.5m。大于0.5m時，及時增扶一架跨前、后部運輸機雙楔梁棚維護。

（9）整個撤除支架、溜槽工作流程必須堅持敲幫問頂制度，堅持先支后回的支護原則。切眼內撤架區域支護需動態保持一梁三柱，在支架牽引及支架調整工作時需改棚作業時，只可小范圍地隨影響隨改，不可一次性超前大面積完成。

（10）待撤支架撤出后，工作面機尾第二個支架與正巷空出的無支架區，及時打設單體進行支護，跨工作面前、后部運輸機機尾及時扶棚維護。

（11）工作面每推采18米左右工作面機尾支架將全部進入正巷，及時將該支架外牽撤除。工作面不規則段縮支架機尾三角區支護對比見下圖所示。

工作面不規則段縮支架機尾三角區支護對比示意圖

2．實施效果

（1）安全性高。通過現場增加一架特殊支架進行的支護改進，提高了機尾撤架三角區的支護強度，解決了后部機尾垂直電機、減速箱上方支護薄弱（易墜網、掉頂）等問題，確保了頂板安全，實現了支護、拉移過程的全過程控制，大大減少了支護安全事故發生的概率。

（2）只需固定操作人員1人便可實現全程操作運行，減輕職工維護勞動強度，提高工作效率。此種支護方式的改進，每天減少支護用工4人/次 （兩個生產班），可累計節省人工費用 220 元/天×4×276=21.12 萬元（預計該面減架開采將需8個月）。

（3）大大減少機尾工字鋼、板梁等支護材料的投入。此種支護方式的改進，每天減少投入直徑0.18m、3.6m長的板梁10棵，每棵板梁按200元計算，每天將節約材料成本200×10＝2000元，每月將直接節約材料費6萬元，可累計節省材料費用6×8=48萬元（預計該面減架開采將需8個月），創造了較好的社會和經濟效益。

三、結論

綜放工作面旋轉開采機尾三角區支護改進，為拉移、支護流程式作業，實現了支護、拉移連續化作業。通過在柴里煤礦23上614工作面成功實施應用，能夠全面降低作業人員勞動強度、提高作業安全可靠性,實現了工作面機尾旋轉開采過程中三角區的有效支護和快速拉移；提升了工作效率，縮短了支護時間，為工作面的原煤生產節省了時間，為全年生產任務的圓滿完成提供了有力保障。每天可節省1小時的時間，按照生產半刀計算，每天多生產原煤390噸（工作面面長158m，原煤每循環進尺0.8m，工作面平均煤厚5.2m，回收率 88%，則:158×5.2×0.8×1.35×0.88×0.5＝390噸），可累計多生產原煤390×8×30=9.36萬噸（預計該面減架開采將需8個月），創造了較好的社會和經濟效益。