莊旺煤業20109工作面支架設備回撤技術研究

王志敏，張粉銀

（山西寧武大運華盛莊旺煤業有限公司，山西 忻州 036700）

1 工程背景

山西寧武大運華盛莊旺煤業有限公司位于寧武縣縣城東北方向直距約6 km處鳳凰鎮后石湖村一帶。目前其20109工作面位于2號煤層201采區北部，由20109運輸順槽、20109回風順槽、20109切眼及保護煤柱邊界（停采線）包圍而成，工作面走向長1 982 m，傾斜長165 m，面積350 814 m2，煤層厚度變化較大，距地表最大深度為200 m，最小深度為130 m。20109工作面2號煤層擬采用綜采放頂煤采煤法，末采結束后，需對工作面液壓支架進行回撤處理。

2 回撤前準備工作

2.1 回撤通道起底、硬化

20109所采用的液壓支架型號為ZY12000/28/62型，最低采高為2.8 m。支架被抽出后，其導向輪從下一支架底部鉆出，當搬家車將支架起吊后，支架大于距離地面20~30 cm，最終在順槽設置組裝硐室組裝。為了保證支架順利通過，不僅要為液壓支架預留充足的距離，而且還需在保證支架頂梁下的最低高度不小于3 000 mm從而避免支架起吊后不會觸及下一支架頂梁，如圖1所示。

此外，將利用礦用液壓起重機完成對轉載機、采煤機、綜掘機、輸送機等設備的安裝、拆卸、移位等工作，如圖2所示。但由于其長度過長，會出現回轉較難、過彎不暢的情況，故需在行尾進行不低于140 m的擴幫工作，并在撤架通道內鋪設標號≥C25、厚度≥200 mm的混凝土進行路面硬化工作。

圖1 工作面設備回撤示意圖

圖2 工作面設備安裝工藝示意圖

2.2 鋪設假頂

20109綜采工作面停采期間局部地區承壓較大，易出現漏頂現象。為保證支架安全撤出，需在35號支架至65號支架處，用“工字鋼+道木”鋪設假頂（工字鋼尺寸為3 500 mm，兩側各空400 mm，中間平均布置三眼，間距為16 000 mm；錨索尺寸為6 300 mm×25 mm；道木尺寸為2 000 mm×200 mm×200 mm，并配有一定量的木楔）。

3 回撤時頂板控制措施

回撤時，20109工作面將保留三排完整支柱，設戧棚梁、清理浮煤、安設搬遷設備，保證人員退路暢通。然后在工作面打兩排點柱，柱距介于3～5 m，排距1 m，頂板破碎時，點柱要用叢柱代替，叢柱由3～4根單柱組成，并適當架設木梁和木垛，木梁與木垛間距均為3～5 m。回撤按從機頭到機尾，采空區向煤壁的順序分側面進行，工作面溜子也隨著逐段回撤，回撤過程中，在20109工作面根據實際情況分段支設戧棚，以減少老頂的推力，在回撤機頭時，打1～2個木垛，以保證機頭的安全回撤；工作面運輸機隨著機架的回撤，也逐段回撤。回撤時工作面所有人員必須注意安全，保證工作面的順利回撤。

4 回撤期間空頂側的頂板管理技術

1）利用工字鋼配合堆柱控制頂板。為保護機道側煤壁頂板的支護，將利用工字鋼作為支護，另外，還可以更加高效的回收單體支柱。隨著掩護架的推進，機道處的掩護架與煤壁之間的通風寬度將逐漸收攏，有可能造成通風量不足額情況出現。對此，莊旺煤業決定在機道煤壁側采用打設堆柱的方法配合工字鋼來支護頂板：每移除一支架，便在緊靠煤壁處用4~6根規格Φ200 mm×4 000 mm的圓木打設一組堆柱。當頂板壓力過大時，可增加所打設堆柱數量。

2）木垛控制頂板頂板。根據工20109作面實際情況來看，在將支架先頭后尾的移出同時，采用兩架支架作為掩護架。詳細方案為：當撤出至支架中心位置時，于古塘與工作面間的煤壁處打設一堆柱進行支護，每一木垛保持1.5 m的間距且與煤壁相距0.5 m。在整個過程中，為避免所撤出的支架尾梁撞倒木垛，需將木垛沿三角區域垮落方向呈≥45°斜角傾斜布置，待過渡架全部撤出后，再將后續支架作為掩護架。如此反復循環操作后，直至最后一架支架在距尾口1.5 m處需停下并升起，待塌落平穩后，在尾口處打設一組堆柱增強支護，最后再將其撤出。

3）其他安全技術措施。20109工作面中部有大運路保護煤柱，嚴格按照批準的保護煤柱留設。嚴禁進入20109工作面中部大運路保護煤柱內回采。回采至大運路東部保護煤柱邊界時必須停止回采，需在大運路西部保護煤柱邊界外重新開切眼，重新布置工作面。在20109工作面西部重新開切眼前，必須保證前方回采過的區域內頂板跨落穩定后，才可重新開切眼。防止大面積空頂，及時采取專項頂板安全技術措施，確保安全生產。

5 工作面回撤階段頂板控制實施效果

20109工作面在支架撤出前，組織相關人員加強回采隊組作業規程的培訓，熟練掌握綜采放頂煤采回采工藝，在認真研究頂板初次來壓和周期來壓規律、嚴格管理上隅角瓦斯和氧氣濃度之后開始進行撤架工作。歷時十余天，順利的在短期內零事故、零傷亡地完成撤架任務，并且保持了被撤支架的完好性，對相關撤架工作具有一定的參考意義。