放頂煤工作面回撤后部運輸機技術研究

郝玉兵

摘要：文章介紹了放頂煤工作面后部運輸機回撤的施工工藝及具體施工方法，并針對后部運輸機回撤中常見的技術問題提出針對性優化方案。從神東礦區歷次后部運輸機回撤施工中總結提煉了施工中的安全管理重點，為放頂煤后部運輸機回撤的施工積累寶貴經驗，提出合理化建議。

關鍵詞：放頂煤；后部運輸機；回撤；綜采工作面

綜采工作面放頂煤回采做為當前厚煤層采煤方法，已經比較成熟。由于其回采率高、巷道布置簡單、裝備配套成熟等一系列優點，得以在神東礦區得到了廣泛的應用。然而在放頂煤回采的后期，常出現煤層變薄的情況，原有的放頂工序不再需要，只需要正常回采即可。此時由于放頂煤的后部運輸機暴露于采空區側，在回采移架時采空區垮落的巖石常壓住后部運輸機，導致后部運輸無法正常前拉，進而影響的整個工作面的正常推進，對回采造成較大影響。為了減少上述情況的影響，神東煤炭集團采用放頂煤回采的部分礦井在煤層厚度發生變化處將后部運輸機單獨回撤出，然后正常回采，避免了后部運輸機被壓的現象，確保了后期正常的回采，取得了較好的效果。

目前神東礦區布爾臺煤礦、寸草塔二礦都進行過放頂煤后部運輸機回撤，在單獨將后部運輸機回撤后，通過繼續正常推進回采，能夠較好較快地完成整個工作面的回采。通過歷次回撤后部運輸機的經驗積累，礦務工程的準備和現場施工中各項標準和工藝都逐步成熟，該項任務能夠得以較好較快地完成。回撤后部運輸機的施工時間根據回撤工作面的長度，施工工期一般需要3到4天左右。

1 回撤后部運輸機的主要技術要點

1.1整體施工工藝安排

待礦方按計劃回采至指定位置（一般為回撤后部運輸機聯巷處），將支架調整好，后部運輸機浮煤清理干凈，然后停電斷電，拆解后部運輸機電纜管線，斷后部運輸機大鏈，拆解轉載機卸料槽擋煤板。然后穩放絞車，回撤后部運輸機機頭機尾框架及電機。待后部運輸機機頭機尾回撤完畢，回撤后部運輸機大鏈，最后拆解后部運輸機連接銷，回撤后部運輸機中部槽。

由于回撤后部運輸機容易受礦務工程準備情況的影響，在正常條件下，機頭機尾都能正常進車運輸，都是按照上述工藝進行回撤。如果遇到特殊條件，也會根據現場具體情況進行調整。很多情況下，靠近采空區側的后部運輸機頭或機尾框架，由于采空區側運輸路線沿途條件復雜，容易發生底鼓、片幫等，導致特種車輛和輔助運輸車輛無法行車，受其影響機頭機尾框架只能最后回撤，或采取其他措施進行回撤。

1.2 后部運輸機機頭電機、機頭框架的回撤

后部運輸機機頭框架和電機的回撤最大的難點在于機頭設備較多，需要拆解后才能將機頭電機和框架撤出。由于放頂煤機頭側安裝有轉載機和機頭組合支架，組合支架底座高500mm，且組合支架立柱之間空間有限，給設備的拆解回撤帶來了不小的困難。經過井下現場反復的摸索試驗，我們總結了一套快速高效的回撤方法。首先針對機頭組合支架間隙較少，電機和機頭框架整體無法撤出，我們先使用端頭支架起吊并拆解后部運輸機機頭電機，然后將電機吊離機頭框架，然后使用絞車將電機拉出進行回撤。電機拆解完畢后，機頭框架也能夠從組合支架間隙撤出。但由于機頭框架較重，難以吊起平移至組合支架底座上，為此我們采取了在組合支架底座側面墊設木垛，木垛從高到低碼放，并使用拔釘進行固定，然后將機頭框架沿木垛拉出組合支架。

為了保證機頭電機和框架能夠順利沿道木滑過組合支架和轉載機卸料槽，在確保組合支架側面道木碼放整齊并使用拔釘固定牢固后，在組合支架頂梁上方吊掛80t滑輪一個。回撤電機時，絞車鋼絲繩通過80t滑輪和電機連接，然后使用端頭支架斜吊起電機尾部。當絞車緊繩進行牽拉時，通過組合支架頂梁上方的滑輪導向作用，將電機前部在向前運動時被滑輪牽拉抬起，從而平緩地滑過轉載機和組合支架底座，避免了磕碰和阻擋，而使得電機順利回撤出來。

由于后部運輸機機頭框架相比電機長度、寬度等外形尺寸更大，重量更重。因此在回撤時更易發生掛卡，此時僅僅使用一個導向滑輪提起機頭框架前端比較困難，為了增大向上的提升力，可以在機頭框架上使用動滑輪，將鋼絲繩繩頭使用高強度起重鏈固定在組合支架頂梁上。通過組合支架上的導向滑輪和機頭框架上的動滑輪可以將機頭框架順利牽拉至轉載機卸料槽上方，然后解除滑輪，使用回柱絞車將機頭框架直接拉出至聯巷或機頭硐室處。使用特種車將機頭框架調向，然后裝車升井，完成回撤。

1.3 后部運輸機尾電機、機尾框架的回撤

相比后部運輸機機頭和設備干涉較多，回撤受組合支架和轉載機尺寸制約較多，后部運輸機機尾的回撤受礦務工程條件及末采條件的影響更大。

如果機尾在回撤后部運輸時，壓力顯現正常，機尾順槽能夠正常進車，機尾絞車硐室和回撤硐室能夠正常使用，回撤后部運輸的工藝流程則相對簡單。首先在后部機尾正對絞車硐室穩放回柱絞車，然后使用支架后尾梁起吊電機，將電機和機尾框架間的連接螺栓拆解，將電機和機尾框架分解開，具備回撤條件。使用回柱絞車將鋼絲繩和電機固定，然后將電機拖拽出支架后方至回撤硐室處，然后使用特種車將電機調向裝車升井。將后部電機回撤后，使用回柱絞車牽拉后部機尾框架至回撤硐室內絞車前方，然后使用特種車將后部機尾邊調向邊向外拉出，直至拉至順槽內，裝車升井。在整個回撤過程中，主要使用回柱絞車和特種車進行拉移調向。這要求作業地點的頂底板情況必須要好，兩幫壓力正常。因此在回撤后部運輸機的前期礦務工程準備中，必須要確保機尾硐室處的支護能夠滿足回撤后部運輸機的要求。

若回采中壓力顯現明顯，機尾的條件不太適合回撤后部運輸機時，需要采取更加靈活的回撤方案及措施。由于后部運輸機機尾多數情況下都靠近采空區，加之機尾壓力較大，時常出現機尾回撤硐室及絞車硐室在頂板來壓的影響下變形嚴重，甚至出現機尾提前準備的絞車硐室和回撤硐室都無法使用。加之機尾順槽內出現底鼓片幫，水泥路面破裂鼓起，機尾順槽的頂板整體下沉，順槽高度變低，導致輔助運輸十分困難，車輛無法正常進入機尾，給后部運輸機的回撤帶了不小困難。此時首先要起底清渣，將機尾順槽底鼓片幫清理完畢，確保機尾順槽的底板能夠盡可能平整完整，以便特種車行車。同時在順槽和硐室處進行補強支護。通過架設棚梁和補打錨索進行頂板維護，防止作業中出現頂板事故。然后在后部機尾正對煤幫上施工牽拉錨索（一般施工四根牽拉錨索，使用高強度起重鏈對角鎖死做為牽拉點使用），并在錨索牽拉點上掛設滑輪，然后使用手動葫蘆起吊后部運輸機機尾電機，拆解電機和機尾框架間的連接螺栓，將電機吊放于機尾框架外側，然后使用鋼絲繩通過滑輪由特種車牽引，將電機拉至順槽，然后指揮特種車將電機調向并裝車運出。電機回撤后，再利用鋼絲繩牽引機尾框架。如果在牽拉過程中機尾框架較重，可將機尾框架進一步分解成幾個較小的部分，或者在機尾上加掛動滑輪，然后再將機尾拉出。如果機尾的條件十分惡劣，也可先將電機分解使用車輛回撤出，然后將后部機尾使用高強度起重鏈和支架連接，支架繼續牽拉機尾框架進行回采（此時機尾框架已在支架后尾梁下方，不影響正常的回采），待到機尾條件具備時再將機尾框架撤出。

1.4 后部運輸機中部槽的回撤

后部中部槽的回撤是整個施工的關鍵環節。由于后部運輸機回撤都在支架后尾梁下方作業，作業空間有限，拆解中部槽連接銷困難。加之后部中部槽后方為采空區，雖有柔性網或鐵絲網護住后方矸石，但常有破網漏矸導致后部運輸機上堆矸較多，或是后方網片整體下鼓壓住后部運輸機，給回撤帶來困難。

為了能安全快速回撤，現場采用穩放回柱絞車使用絞車牽拉中部槽的方法。首先作業人員將后部運輸機中部槽統一每10節一組拆開連接銷，然后使用回柱絞車牽引一組中部槽，從機頭或機尾方向拉出，然后在順槽內將10節中部槽逐節分解開，并裝車升井。

當使用絞車回撤后部中部槽時，越往后方回撤，鋼絲繩需要拉繩距離越遠，由于支架后方空間有限，采用人工拉繩時，勞動強度大，勞動效率低。為了方便將絞車鋼絲繩拉至待撤中部槽處，可以使用運輸車輛通過牽拉φ15mm的細鋼絲繩將絞車鋼絲繩牽拉到位。細鋼絲繩起到引繩的作業，由支架中間穿出，通過滑輪在輔回撤通道中牽拉。滑輪掛設在待撤溜槽正對的支架后尾梁處。

后部運輸機中部槽被牽拉前行時，中部槽一側是采空區網包，一側是支架底座，極易使中部槽與網包及支架底座發生掛卡。這時常采用的具體方案是首先根據中部槽兩側網包及支架底座的位置，規劃好中部槽牽拉路線，通過組合支架上方的導向滑輪來調節中部槽牽拉方向。在實際牽拉中部槽時，常發生掛卡現象，當中部槽和后部網包掛住時，使用支架的側拉油缸，對掛卡點進行牽拉，將中部槽拉移至不再干涉網包的位置。如果中部槽在前拉中和支架底座發生了掛卡，可以采用在支架的推拉油缸后方放置道木，道木支設在掛卡點或其附近。通過操作支架收回推拉油缸并頂住道木，使用道木將中部槽頂離掛卡部位，從而解決了中部槽在回撤中的掛卡問題。

通過使用回柱絞車將所有的后部運輸機中部槽逐段拉出，分解升井，直至將所有中部槽全部回撤完畢。

1.5 后部運輸機大鏈的回撤

后部運輸機大鏈的回撤比較簡單，通常是根據現場情況選擇頂底板條件較好、便于車輛運輸的地方進行回撤。首先將后部機頭或機尾回撤出，然后使用特種車將運輸機鏈斗放置在正對后部運輸機中部槽處，距離中部槽7到9米，然后使用絞車鋼絲繩牽拉運輸機大鏈將其直接裝入運輸機大鏈斗中。每次牽拉裝入14米運輸機大鏈，每隔50米在大鏈接鏈環處將大鏈拆開，確保每個運輸機鏈斗至少裝刮板50米。大鏈裝好一斗后，捆綁固定牢靠，及時組織特種車輛將大鏈裝車升井。鏈斗裝滿運走后，再重新放置空鏈斗，繼續裝鏈，直至將全部運輸機大鏈回撤完畢。

2 施工優化方向

2.1 雙向回撤中部槽

回撤后部運輸機的任務多是時間比較緊迫，因此如果在礦務工程條件具備時，應該首先選擇雙向回撤后部運輸機中部槽。在機頭機尾絞車硐室內同時穩放回柱絞車，這樣機頭機尾方向都只需要牽引半個工作面的后部中部槽，拉繩距離短，中部槽掛卡次數少，作業效率高。頭尾雙向同時回撤，中部槽連接件可在順槽中同時拆解，這大大提高了回撤后部運輸機的時間。

2.2 礦務工程的優化

在回撤后部運輸機中，礦務工程的準備情況對回撤影響很大，直接關系到施工進度。因此在礦務工程方面，一是要做好兩順槽及輔運的支護及機頭機尾絞車硐室的施工，確保回撤后部運輸機時，能夠確保頭尾雙向進車進行回撤。運輸路線沿途及時處理底鼓和片幫，保證車輛運輸的順暢。二是在貫通前根據支架頂梁長度和上方頂板狀況，選擇鋪設柔性網的寬度、長度和強度，以確保回撤后部運輸機時，采空區側的矸石完全阻隔在外，便于人員在后部運輸機處作業。由于放頂煤后方矸石垮落充分，因此柔性網的強度必須要滿足要求，目前神東礦區放頂煤回撤掛網均采用的是800*800的寬格網，最大限度地提高了采空區矸石阻隔效果，為回撤后部運輸機創造了有利條件。最后就是為了保證后部運輸機中部槽在回撤中順利拉出，而減少和支架底座及采空區側網包發生刮卡的現象，在最后兩個步距的回采過程中，必須將支架拉齊，確保支架底座成線。然后將后部運輸機拉齊，這樣就能確保后部運輸機中部槽在回撤時最大限度避免刮卡，提高回撤效率。

3 施工中的安全管理重點

回撤后部運輸機由于受現場條件影響較大，作業地點空間有限，安全管理上有較大的難度。安全管控重點之一是人員在后部運輸機處作業，靠近采空區，有毒有害氣體容易溢出造成人員傷害，因此，必須在后部運輸機的隅角及通風不暢處掛設氣體檢測儀，每班安排專職瓦檢、安監人員定點、定時進行檢查，確保氣體達標后人員方可進入作業。人員在后部運輸機作業時，必須隨身攜帶氣體檢測儀，發現異常應立即撤出，待處理完畢，確認安全后才可進入。其次是使用絞車回撤后部中部槽時，容易刮卡造成斷繩飛滑，因此末采期間應將支架和后部運輸機拉齊，及時將支架后尾梁及時打起，有效地托起網包，減少采空區側網片的刮卡，爭取將回撤空間擴大。如果在施工前支架和后部運輸機均是一條線，則在使用絞車拉移中部槽時，則會比較順利，掛卡現象得到明顯的改善。另外在施工中由于都是使用絞車進行遠距離的牽拉，牽拉的中部槽較長，容易造成掛卡的地點較多，因此一定要做好信號傳遞，安排專人從支架上方跟隨回撤的中部槽行進，全程觀察，隨時發出預警信號，防止生拉硬拽造成斷繩傷人。隨著防爆對講機的廣泛使用，此時在回撤后部運輸機時可以充分發揮其優點，而不必再鋪設絞車電鈴信號線。

4 結語

放頂煤回撤后部運輸機作為放頂煤綜采工作面生產中的一個臨時施工項目，工期緊、任務重，對整個生產進度及后續正常生產意義重大。對回撤現場生產組織的要求比較高，一旦發生采空區大范圍漏矸、有害氣體濃度超限都將直接影響后部運輸機的正常回撤，進而給礦上生產接續造成影響，需要作業人員高度重視。放頂煤工作面后部運輸機回撤的順利實施能夠確保煤礦更加合理、高效的回采方案順利實現，確保實現整個工作面的經濟、安全效益最大化。

（作者單位：國家能源集團神東生產服務中心）