綜采工作面支架回撤技術優化探討

潘雄勝

(山西陽城陽泰集團西溝煤業公司，山西 晉城 048106)

綜采工作面設備回撤以往主要采用擴回撤通道方式，回撤通道采用錨網索及以往單體和工字鋼抬棚維護，回撤周期長，支架壓死現象較多，常因冒頂而威脅職工安全，且勞動強度大，回撤效率低[1-3]。為了避免上述問題的出現，應對原有的回撤技術予以優化，采用更加安全穩固的方式，保證回撤效率，降低材料消耗。

1 項目簡介

以某礦區綜采工作面施工為例，撤架通道的斷面面積為6.5 m×2.5 m，總長度約為180 m，工作面的坡度在6°左右，呈現一定的高低差。在撤架通道頂部位置存在厚度約10 m的石灰巖結構，堅硬且較為致密，而底部則以泥巖結構為主，呈現蓬松、柔軟的狀態。在本次施工中，在工作面上共布設了121個支架結構，其中，119個支架采用了液壓支架支護的方式，另外2個則采用了液壓支架端頭頂板的方式完成結構支護，支架質量在20 t左右，其中，頂部重約5 100 kg，支柱重約2 500 kg，底部重約1 200 kg。綜采工作面中具體的撤架通道布置圖如圖1所示。

2 傳統撤架技術的特征

在傳統撤架施工中，其需要兩個掩護架并行搭建。如果一個液壓支架撤離，則原位置上需要利用梁板架設予以支護，確保安全施工；掩護架在移動過程中，需要在掩護架后方設置木垛結構起到支護作用。不過在實際的施工作業中，采用該撤架技術極

易造成過多人力和財力的損耗，施工效率偏低，尤其對于一些三角區來說，其本身承受的頂板壓力較大，需要的板梁數量也較多，很容易因為操作不當而引發危險事故。傳統撤架施工工藝如圖2所示。

圖1 綜采工作面撤架通道布置示意圖

圖2 傳統撤架工藝

3 優化后的工作面撤架施工技術

在優化后的施工作業中，用于支護的梁板木垛尺寸變為1 500 mm的正方形木垛，且每個木垛之間的距離控制在1 m以內。同時，在三角區域內也設置了同樣的正方形木垛支架，且在底部位置上安裝相應的捕網，兩側利用掛網進行遮擋。此外，通道內梁板的架設厚度控制在3 m以內，并采用單體柱和液壓支架兩種方式對通道兩側予以支護施工。

3.1 四掩護架施工工藝

支架的布設是由內向外地延伸到礦洞口位置，所以在四掩護架施工時，需要從洞口位置的支架開始施工，并以此類推完成全部施工。由于液壓支架的數量控制在119個，所以在實際施工作業中，應先將第118個支架撤走，并在其原有位置上安裝一梁四柱的抬棚，在采空區設置兩個側支設的單體柱架棚，之后再將第119個支架撤離，并在臨近煤幫位置設置相應的掩護架，將其與前一個支架予以連接，從而形成一個較為嚴密的整體，作為第一個掩護支架。然后在119支架的位置上架設木垛，增強支架的安全穩定性。

后續的施工與上述類似，將第117個支架撤出，并在其臨近的采空區實施單體柱架棚，然后調整整個支架的結構和位置，讓其與先前建立的掩護支架平行，并將兩者連接，保證支架的嚴密性。這時形成第2個掩護支架。然后移動先前架設的支架，讓其與第116個支架的板梁相連接。同時在預先搭設的掩護架后方安裝一個正方形木垛，隨后回撤掉原機尾靠煤壁支設的單體柱。

將第116個支架撤出，在原有位置的采空區側面設置兩排單體柱架棚，并將設置好的兩個掩護支架向前移動1.5 m左右，讓其與115支架的板梁連接，之后再將115支架撤出，調整好位置后，回撤掉原118支架區域靠采空區側支設的兩排單體柱架棚。115支架后退至與2號掩護架基本對齊,且向采空區側平移,讓其與最近掩護架之間的距離控制在1.5 m左右，生成第3個掩護支架，起到頂板支護的效果。

后續的工作同上面類似，繼續移動最先設置的第1個和第3個掩護架，保證距離在1.5 m左右，與114個支護板梁進行連接，之后將114個支架撤出，移動第3個掩護架1.5 m的距離，讓其與114個支架的后半段空頂區域連接，形成第4個掩護支架。第4個掩護支架由于設置在第3個和第3個掩護支架中間位置，所以在施工中一定要明確掩護支架的順序，以免影響后續施工。另外，在設置的第3個掩護支架靠采空區一側掛網,防止碎煤、矸石進入支架前后立柱中傷人。“四掩護架”支護技術如圖3所示。

3.2 普通架回撤工藝

先將最先設置的掩護架向前移動1.5 m的距離，讓其承擔撤走支架區域內的支護作用。然后撤走支架上的支護梁，之后再移動其他設置的支護梁，讓其向前1.5 m的距離。這樣周而復返地實施掩護架的移動，撤走原有的支護架，以強化支護效果。

圖3 “四掩護架”支護技術示意圖

3.3 機頭支架回撤工藝

首先，將第3個掩護架撤出，將原有的4個掩護架變成3個。再重復上述的施工作業，待到第2個支架時，將第3個掩護支撤出并運走，且同時將第4個掩護支架予以拉斜處理，在原有掩護架位置上空出的區域內，架設正方形木垛，以此增強支架的穩定性。

其次，將最先設置的第1和第2個掩護支架撤出并運走。將第2個支架撤出，并在其原有位置上建立正方形木垛和單體柱。之后將第1個、第2個和第3個掩護支架分別移動一個步距的距離保證第3個掩護支架和第2個支架處于平行狀態，這時，將第1個掩護支架與第1個支架的梁板予以連接，然后將支架撤出，在原有位置上設置木垛，完成支護的目的。

最后，將剩下的3個掩護支架撤出。將第2個和第3個掩護支架向前移動一步距離，讓3個掩護支架對齊，這時可以先將第3個掩護支架撤離，并將剩余2個支架上設置的木垛和單體柱撤出。待一切工序完工后，再將第2個掩護支架撤出，將原有掩護支架位置上設置的木垛運走。之后將第1個掩護支架撤出，將剩余2個支架邁步撤出，完成全部的拆卸工作。

4 四掩護架基礎創新點

優化后的施工工藝將原本的2個掩護支架結構變成了4個掩護支架結構，這大大提升了支護的面積，減小了三角區內的承載壓力值，進而保證了通道結構的質量和安全，防止了施工作業中危險的發生。

此外，四掩護架、木垛以及液壓單體支柱等施工技術的合理應用，不僅降低了原有施工中復雜作業的影響，加強了施工作業的安全性和可靠性，還減少了木垛和液壓單體支護的施工數量，提高了施工效率和質量，從而避免了不必要的浪費與損耗。

再者，在撤架通道施工作業中，撤出的液壓單體支柱和板梁均可以進行回收再利用，這大大降低了施工作業中的成本支出，保證了綜采工作面的施工質量，最終有效提高了企業的經濟和社會效益。不過在施工過程中，要注意嚴格管控撤架質量，以免支架損壞，影響材料的回收利用率。

5 結語

通過優化支架回撤技術，大大縮短了綜采工作面的工作時間，提高了整體工作的效率和質量。同時，在施工過程中，減少了人力、物力等方面的損耗，在保證工程質量的基礎上，加強了施工作業的安全性和經濟性[4-5]。另外，通過該技術方法的合理應用，也為相同的工作面施工提供了有價值的參考，這為綜采支架回收方式探索出了一條全新的途徑，以此為煤礦企業的安全發展以及經濟效益的提升做出貢獻。