綜采放頂煤工作面下行式支架回撤技術(shù)應(yīng)用

焦貴生

（山西晉能集團(tuán)朔州煤炭運(yùn)銷公司，山西 朔州 036000）

1 工程概況

蓮盛礦井主要可采煤層為山4、9、11號(hào)層，目前回采9#煤層，9#煤平均厚度13.1 m，局部有2～6層夾矸，夾矸巖性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖。9#煤為暗淡型，中下部煤質(zhì)較堅(jiān)硬，且發(fā)育有外生裂隙，裂隙充填方解石。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚13.5 m,直接底為中砂巖，厚3.7 m。

礦井屬于低瓦斯礦井，根據(jù)測試資料，結(jié)合9#層順槽掘進(jìn)，瓦斯絕對涌出量為0.9 m3/min。煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。煤的自燃傾向性等級(jí)為自燃煤層。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文地質(zhì)類型為中等。

9102工作面為兩巷布置。9102運(yùn)輸順槽為機(jī)軌合一運(yùn)輸，9102回風(fēng)順槽為輔助運(yùn)輸，均沿9#煤層底板掘進(jìn)。

2 回撤實(shí)施方案

2.1 回撤前準(zhǔn)備工作

（1）在進(jìn)風(fēng)巷施工一吊裝峒室：長度為5 m，寬度5 m，高度5.5 m。

（2）工作面回采至距停采線3.0 m時(shí)，割煤過程中工作面下底回采，在最后沿走向2.4 m范圍內(nèi)必須使底板下底深度達(dá)到300 mm，并將下出口7.5 m范圍采用下底回采制作成平巷，作為下拉支架緩沖地段，并割成圓弧過渡至工作面。在回撤通道完成、前溜拆除后在吊裝硐室至回撤通道下端30 m范圍將通道底板用C30混凝土進(jìn)行硬化，硬化厚度300 mm，寬度為從距煤幫300 mm開始至采空區(qū)側(cè)2 m處。

2.2 下行回撤設(shè)備安裝

（1）回撤通道坡度10°，在工作面運(yùn)輸順槽下幫正對回撤通道位置擴(kuò)掘絞車房，安裝一臺(tái)JD-55型調(diào)度絞車（Φ22 mm鋼絲繩，牽引力40 kN）用于回撤工作面設(shè)備，同時(shí)在絞車前方埋設(shè)串掛導(dǎo)向滑輪的錨鏈（220型刮板機(jī)Φ30 mm圓環(huán)鏈）。

（2） 在吊裝硐室以外安裝JH-20型慢速絞車（Φ24.5 mm鋼絲繩，平均靜拉力200 kN）1臺(tái)，用于拉移支架設(shè)備及其部件。

（3） 在工作面上口距停采幫1 m處上幫安裝一臺(tái)JSDB-25（55 kW）雙速多用絞車（Φ30 mm鋼絲繩）一臺(tái)，在前方埋設(shè)大鏈，安裝導(dǎo)向滑輪，用于拉移滑靴，同時(shí)配合下出口絞車?yán)浦Ъ堋；爻吩O(shè)備安裝布置見圖1。

圖1 回撤設(shè)備安裝布置

2.3 回撤空間特殊支護(hù)

回撤通道為矩形斷面，凈寬8 m，凈高3.0 m，長150 m，為保證回撤通道暢通和支架回撤安全，根據(jù)9102工作面條件，回撤空間采用主打錨桿和錨索，配合鋪網(wǎng)、掛鋼絲繩的方式進(jìn)行支護(hù)。回撤空間支護(hù)見圖2。

回撤通道鉆打錨桿和錨索，錨桿規(guī)格為Φ18 mm×2000 mm，排距0.6 m，間距1.5 m，錨桿支設(shè)范圍為7.2 m，即12個(gè)循環(huán)。錨索布置的間排距為1.5 m×3.0 m。錨索通道兩側(cè)和中間各布置一排，即布置三排，每排錨索之間的間距為3 m。

圖2 回撤空間支護(hù)

2.4 撤除工作面支架

回撤支架時(shí)，按照從上向下的順序逐架進(jìn)行，方法是：先將液壓支架伸縮梁、側(cè)護(hù)板收回，單架支架在巷道中正常狀態(tài)高度3700 mm，伸縮梁收回后狀態(tài)高度2300 mm，側(cè)護(hù)板側(cè)護(hù)板伸縮量為70 mm，應(yīng)采用帶壓抽架技術(shù)，不讓頂梁與頂板脫離接觸，使其相互作用間有一個(gè)作用力，增大摩擦，防止抽架過程中支架滑倒。用自身動(dòng)作配合單體支柱將液壓支架沿垂直煤壁方向拉出1.7～2.0 m，再使其旋轉(zhuǎn)90°，然后上出口絞車?yán)K頭連接在支架尾梁上，利用單體配合將滑靴穿在支架底座上，用大鏈將滑靴與支架底座綁扎牢固，并將支架降到最低高度，再利用上、下出口絞車及滑輪組將支架沿工作面底板拉到下出口 （上出口絞車?yán)K頭連接在支架尾梁上，下出口絞車?yán)K頭連接在架前底座上），然后利用進(jìn)風(fēng)巷慢速絞車?yán)浦恋跹b硐室解體裝車外運(yùn)。

2.5 回撤期間防滅火措施

工作面回撤期間，通過運(yùn)輸順槽、后部刮板輸送機(jī)注氮管路沿工作面傾向預(yù)埋的注氮管路，向采空區(qū)進(jìn)行連續(xù)注氣氮，正常情況下，24小時(shí)持續(xù)注氮，注氮量不小于1000 m3/h，氮?dú)鉂舛龋ò大w積計(jì)算）不得低于97%。采空區(qū)防火注氮量確定原則是：采空區(qū)氧化帶氧氣濃度不大于8%，工作面風(fēng)流中的氧氣不小于18%。若發(fā)現(xiàn)工作面、支架間的行人過道、回風(fēng)隅角氧氣濃度降低（＜18%），應(yīng)暫停注氮或減少注氮強(qiáng)度。工作面回撤期間，正常情況下對工作面架間插管、施工的鉆孔進(jìn)行注漿，自上而下，反漿為止。如果在回撤期間，發(fā)現(xiàn)某一支架區(qū)域出現(xiàn)溫度、CO氣體異常時(shí)，加大該區(qū)域內(nèi)鉆孔的注水量，此外利用已施工的鉆孔則持續(xù)對該區(qū)域鉆孔進(jìn)行注漿，直至徹底消除隱患。如現(xiàn)有鉆孔不能有效覆蓋異常區(qū)域，安排人員在異常區(qū)域內(nèi)補(bǔ)打鉆孔，進(jìn)行防滅火作業(yè)。回撤期間掩護(hù)架形成后，在進(jìn)風(fēng)隅角區(qū)域木垛外側(cè)注羅克休，減少采空區(qū)漏風(fēng)。在端頭架、175#附近向采空區(qū)方向分別施工3個(gè)鉆孔，套管為1寸，長度為8～12 m，做為注凝膠措施管。在回撤支架期間，工作面?zhèn)湟慌_(tái)注漿泵和10 t白泥，地面準(zhǔn)備4臺(tái)完好的注漿泵和100 t白泥備用，以及灌注白泥所需其他材料。回撤支架等大件時(shí)，避免停留在巷道斷面小的地點(diǎn)，以防止影響采場風(fēng)量，引起采空區(qū)內(nèi)壓力變化。

2.6 回撤期間預(yù)測預(yù)報(bào)

（1）人工檢測

①瓦斯檢查員必須每班對工作面支架的架間溫度、氣體等參數(shù)進(jìn)行檢測，具體規(guī)定為每隔10架一個(gè)測點(diǎn)，對進(jìn)、回風(fēng)隅角、架間插管、行人側(cè)與架后進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果及時(shí)匯報(bào)至通風(fēng)調(diào)度，并做好相關(guān)記錄。

②每天對回風(fēng)流、回風(fēng)隅角、工作面支架間每隔10架進(jìn)行人工采樣、化驗(yàn)分析。如局部地點(diǎn)CO濃度大于100 PPm時(shí)，每班采樣一次。

（2）安全監(jiān)測

工作面設(shè)置一氧化碳傳感器；回風(fēng)流、回風(fēng)隅角設(shè)置一氧化碳、溫度傳感器；各監(jiān)測點(diǎn)實(shí)行24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測，并保證靈敏可靠。

根據(jù)工作面回采及收尾期間采空區(qū)自然發(fā)火特點(diǎn)，分兩個(gè)階段實(shí)施防火措施，即工作面距停采線30 m至施工回撤通道結(jié)束、工作面回撤期間。這兩個(gè)階段內(nèi)將采用預(yù)測預(yù)報(bào)、噴漿、充填灌漿、注漿、注水、注氮、進(jìn)回風(fēng)隅角設(shè)置隔離墻等多種防火措施。

2.7 其他安全技術(shù)措施

回撤支架時(shí)，用采空區(qū)側(cè)移溜頂子配合繩扣牽支架后部掛鉤點(diǎn)，以配合支架回撤，防止支架自滑跑架。并有保證現(xiàn)場作業(yè)人員的安全技術(shù)措施。

支架翻轉(zhuǎn)梁收回并拆下，對煤墻端進(jìn)行頂部支護(hù)防止竄出矸石傷人，采空區(qū)側(cè)的擋矸板在拆下前要做好對其的剎幫背頂工作。

注漿羅克休時(shí)施工力求一次注好，對注漿量較大部位必須連續(xù)灌注，設(shè)備的壓力和流量必須達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求。在塌頂區(qū)域充填一次后，未達(dá)到充填效果的可直接進(jìn)行二次充填。注漿人員在施工中，應(yīng)注意查看注漿量、注漿比例及擴(kuò)散范圍，準(zhǔn)備好棉紗、木楔以封堵漏液區(qū)域，減少材料浪費(fèi)保證效果。當(dāng)注漿過程中出現(xiàn)少量反料情況時(shí)，應(yīng)降低注漿速度或進(jìn)行間歇性注漿，直至不再出現(xiàn)反料；當(dāng)注漿過程中出現(xiàn)大量反料時(shí)，應(yīng)用棉紗、木楔進(jìn)行封堵，如仍無法封堵時(shí)，應(yīng)停止注漿。注漿過程中出現(xiàn)跑漿、冒漿，多屬封閉不嚴(yán)導(dǎo)致，當(dāng)出現(xiàn)此種情況應(yīng)停止注漿，重做封閉工作。

3 實(shí)施效果

通過合理組織，下行回撤技術(shù)大大縮短了工作面回撤工期，采用下行回撤方式工期縮短了8 d，工作面回撤過程中未出現(xiàn)滑架、倒架及其它安全事故，將下行回撤效果比與上行回撤效果比較，工作面回撤材料費(fèi)節(jié)約6.7萬元，人力資源成本節(jié)約7.1萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

下行回撤空間支護(hù)方式合理，降低了職工作業(yè)強(qiáng)度，保證了人員安全，提高了撤架速度，節(jié)約了回撤支架的費(fèi)用。技術(shù)可行，達(dá)到了預(yù)期效果，具有較好的借鑒意義和推廣價(jià)值。