大跨度綜采工作面回撤期間掩護支架的使用及技術改進

張興廣

摘? 要：單侯礦5102綜采工作面收尾時，采面收尾寬度達到11 m，采用錨桿、錨索、金屬網支護。由于5102綜采工作面使用的是ZY6600/21/45整體梁支架，整體長度為7.25 m，在采面回撤時需要的空間大，為保證回撤工作面迎頭的支護強度，提高員工操作的安全系數，決定在5102使用三組掩護支架回撤液壓支架。

關鍵詞：綜采工作面;三組掩護支架;回撤工藝;應用改進

中圖分類號：TD82? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 工作面概況

5102為單侯礦5煤首采工作面，位于首采區西部，上覆6煤層的6101N、6102N工作面均已回采完畢，下無采掘活動。工作面采用1組ZY6400/21/45型掩護支架和113組ZY6600/21/45型掩護型支架進行支護。工作面平均傾斜長度163.37 m，平均煤層角度6°，平均煤層厚度3.96 m，兩巷超前采用DJB1000金屬鉸接頂梁配合DZ-3.15m單體液壓支柱進行支護，超前加強支護段不小于30 m。

5102基本頂巖性為粉砂巖，平均厚度3.40 m，灰色，局部具水平層理。直接頂巖性為細砂巖，平均厚度1.45 m，淺灰色，含植物化石碎屑，上部較細，下部較粗，泥質膠結，觀感顯粗糙，局部為中砂巖。

依據《5102工作面回采地質說明書》含煤地層頂底板巖性特征以及參考單侯礦6#煤層已采工作面礦壓觀測成果，確定該工作面直接頂為中等偏穩定的2～3類頂板，老頂來壓顯現強烈程度為Ⅱ級明顯。

2 傳統的回撤工藝

采面回撤收尾時，鋪網上繩，每組支架頂梁上串2根4 mπ型鋼，每根π型鋼下打設一根單體柱，在用單體柱配合3 m落葉松兩面平打托梁支護，一梁三柱。回撤液壓支架時采用一組掩護支架，老塘毛窩內使用3.3 mπ型鋼配合單體柱支護，一梁四柱，見七回二，每班班末保證不少于5排單體柱。

如圖1、圖2所示。

傳統的回撤工藝每班工作量大，以每班回撤2組支架計算，需要支設回撤單體柱60多次，工人勞動強度大。回撤迎頭需要的支護面積大，頂板難于管理，工作環境危險，人員需要經常進入毛窩內回撤單體柱。回撤時材料損耗大，支網柱消耗量大，單體柱、π型鋼容易損壞。

3 三組掩護支架

為節省人力，提高回撤支架的效率，減少材料的消耗，保證人員的作業安全，在5102工作面率先使用三組掩護支架回撤液壓支架，如圖3所示。

4 三組掩護支架在實際應用中的改進

由于三組掩護支架在我礦屬于首次采用，在應用過程中也出現了一些問題：

（1）掩護支架自移裝置操作繁瑣，耗費的工時多。

（2）牽拉掩護支架時使用支架自身的推移頂子，排出的乳化液造成采面迎頭積水，工作環境差。

（3）老塘毛窩內支護強度不夠，當頂板來壓時，可能無法牽拉掩護支架。

解決方案：

（1）為了簡化牽拉掩護支架的操作，結合以往牽拉掩護支架的經驗，決定采用25 t絞車配合掩護支架推移頂子牽拉掩護支架。在未拆的第一組支架頂梁上掛好導向的工字輪，絞車繩頭與推移頂子用40 t溜子大鏈固定好，將推移頂子升出，開動絞車繃緊絞車繩，液壓支架工在架箱內操作手把，收回推移頂子，以此牽拉掩護支架，由于推移頂子的伸縮量只有800 mm，所以每回撤一組支架需要收兩回推移頂子。這種方法操作簡便，不易斷繩，在頂板壓力大時還能使用滑輪組牽拉掩護支架，增加員工操作的安全系數。

（2）將三組掩護的回液系統與支架的主回液接通，形成閉合的供液系統，有效減少了采面的回撤迎頭的水源，不僅使生產環境得到改善，作業安全得到進一步保障。

（3）由于三組掩護支架的最大支護寬度為5 m左右，對于收尾寬度為11 m的采面支護的范圍有限。為保證順利牽拉掩護支架，提高工作環境的安全系數，采用3 m落葉松兩面平配合單體柱加強支護，如圖4所示。

5 三組掩護支架的注意事項

（1）掩護支架的位置關系：最靠近老塘側的掩護支架與待回撤支架的大柱對齊，控制好老塘毛窩的大小;三組掩護支架對齊，掩護支架的頂梁端與待回撤支架的頂梁留出不大于500 mm的間距，掩護支架間留出不大于200 mm的間距。

（2）回撤迎頭支護：迎頭支護必須先支后回，在牽抹出支架后必須先搭設托梁，再牽拉掩護支架。所搭設的大板必須挑繩支護，支設好的單體柱及時拴好防倒繩。兩側毛窩及時使用支網柱支護好，先牽拉掩護支架然后回撤毛窩內的單體柱。

（3）牽拉掩護支架的順序：先牽拉靠近老塘側的掩護支架，再依次牽拉另外2組支架。牽拉掩護支架前把架腳煤矸清理干凈，牽拉過程中使用抬腳頂子，減少牽拉過程中的阻力。牽拉掩護支架時控制好架向，防止掩護支架間咬架或倒架。

6 三組掩護支架的優點

（1）降低了回撤迎頭員工的勞動強度，提高了回撤迎頭的頂板的支護強度，有效降低了毛窩內頂板事故的發生。

（2）減少了回撤迎頭單體柱及支網柱的投入量，降低了材料的損耗，盤活了設備物資。

（3）以往的回撤工藝，每班至多能回撤2組，采用三組掩護支架后，每班回撤至少能夠回撤2.5組支架，條件好時還能回撤3組支架，大大提高了回撤的效率，縮短了工作面回撤支架的回撤周期，為該礦的生產銜接提供了保障。

伴隨著煤礦產量的日益提高，綜采設備將被廣泛地應用，綜采液壓支架由于整體性好，支護強度高，將逐步成為煤礦綜采工作面必不可少的一部分。三組掩護支架的回撤工藝對于順利回撤綜采液壓支架，實現回撤綜采工作面的高產高效具有較強的指導意義。

參考文獻

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