綜采工作面支架回撤新技術應用

郭三峰

(霍州煤電 李雅莊煤礦，山西 霍州 031400)

工作面在回采任務結束后需要將設備、材料等回撤出工作面，在此過程中，工作面支架回撤作為最后一環具有十分重要的意義[1-6]。本文以李雅莊煤礦2-611工作面為研究對象，應用新技術進行支架回撤。

1 工程概況

李雅莊煤礦開采2號煤層，其中2-611工作面煤層平均厚度為3.2 m，切巷長度為205 m，支架數量為118架。工作面布置兩條巷道，采用一進一回的通風方式，其中正巷進風，副巷回風。正副兩巷掘進期間均鋪設一套單軌吊，用于解決生產作業期間的設備和材料運輸問題。

2 傳統回撤方案

2.1 作業流程

綜采工作面傳統支架回撤方案較為繁瑣，主要包括前期運輸系統的形成，即分別在工作面軌道系統巷、切巷起底和釘道，與軌道大巷形成環網；抽架系統的形成，即在工作面預安裝一臺回柱絞車，利用導向滑輪進行預抽架作業、支架上平臺作業和掩護架支護作業，在掩護架后每隔10 m支設一個木垛來保證切巷正常通風，具體操作流程如圖1所示。

圖1 作業流程圖

2.2 存在的問題

1) 準備時間長，抽架效率較低。一方面回撤前期需要對回撤通道底鼓段進行人工起底作業，通常起底厚度為0.5～0.8 m，局部1.0 m，起底周期至少1周；另一方面切巷抽架期間需要通過單體支柱和回柱絞車反復調整支架，平均抽裝一臺支架需要3～4 h，一個圓班能夠抽裝支架為3～4臺。

2) 作業過程危險系數高。傳統回撤方案使用兩臺支架作為掩護架，這就造成掩護架與老山側采空區形成的三角區面積較大，通常情況需要支設約20根單體支柱來維持頂板穩定，遇到頂板破碎和頂板壓力大時，特別容易造成壓架(柱)、死架(柱)等問題。此外抽架、掩護架前移及回柱作業都是通過回柱絞車完成，人為操作過程中危險系數相對較大。

3) 投入費用高。根據以往工作面統計，為保證回撤巷道正常通風，僅木材一項投入費用約60萬元。

3 新技術應用

結合礦井現狀，針對傳統方案中存在的問題，提出使用技術成熟的單軌吊回撤替代絞車回撤支架；投用新式抽架液壓系統進行抽架、導向、拖拉掩護架作業；增加一架掩護支架，減小三角區面積，增加回風通道斷面方案，如圖2所示，具體如下：

1) 增強掩護系統。回撤通道斷面不變，切巷掩護架數量由2架增加至3架，很大程度上延緩了采空區頂板下沉，從而間接增大了采空區矸石與煤壁間距離，確保了掩護架后回風通道斷面，降低了木垛使用數量。同時掩護架、支架及老山采空區形成的三角區面積減小，單體支柱使用數量迅速減少，降低了回柱危險系數。

2) 新式抽架平臺。切巷掩護架形成后，應用新式抽架平臺進行作業，其中抽架平臺與預抽支架，抽架平臺與掩護架通過液壓系統連接作業。抽架時預抽支架降架，以抽架平臺為基點，通過牽引鏈牽引到抽架平臺上，在牽引過程中，使液壓支架在抽架平臺上旋轉90°；移步時抽架平臺與掩護架互為基點，通過抽架平臺的交替伸縮與掩護架的升起與降落，實現掩護架與抽架平臺互相移動，步距為1.75 m(支架寬度)。

3) 單軌吊運輸。末釆期間在切巷回撤通道內預先安裝單軌吊梁，與軌道大巷形成環網。具體標準為單軌吊梁距煤幫距離1.5 m，選用長為2.25 m型軌梁，起吊軌梁錨桿選用D20×2 500型高強螺紋錨桿，采用1條Z2388和1條CK2340錨固劑進行錨注。當抽架平臺將支架抽出、導向后 ，使用單軌吊將支架運出工作面。

圖2 回撤平面圖

4 技術效果

根據統計，通過應用新式抽架技術，工作面回撤效率明顯提升，傳統回撤技術至少需要1.5個月時間才能將工作面設備和材料回撤完畢，使用新式技術只需要1個月時間，其中僅切巷支架回撤比以往節約一半時間，見表1。

表1 抽架時間消耗對比

新式回撤技術極大程度上節約了成本投入，一般傳統回撤需要投入費用約150～180萬元，新式技術僅需約100萬元，其中道木使用一項節約20萬元，見表2。

表2 木材消耗

應用新技術，具有很多積極作用，如加快工作面抽架速度，在礦壓顯現前抽架避免了壓架、死架現象的出現；實現了遠程遙控單軌吊、抽架及移架，減少了操作風險點；保證了回風通道的斷面，避免了工作面無風、弱風現象的出現。

5 結 語

綜采工作面支架回撤新技術應用，極大促進了本礦井工作面銜接，為其他類似礦井工作面的支架回撤提供寶貴的經驗借鑒。