液壓支架回撤工藝研究

劉國珍

（晉能控股煤業集團晉牛公司，山西 臨汾 041079）

引言

我國煤炭開采已經進入綜采時代，采煤機、刮板輸送機、液壓支架等大型設備大力提升了綜采工作面的煤炭生產效率和安全性。但是，在實際生產中此類大型設備的安裝與搬家問題需要引起企業的重視。就液壓支架的回撤而言，傳統回撤工藝存在程序復雜、安全性低以及耗時長等問題[1]。為進一步提升綜采工作面的生產效率，解決類似于液壓支架大型設備的快速回撤尤為重要。

1 10107綜采工作面工程概況

本文所研究煤礦的核定生產能力為150萬t/a，該礦井采用斜井開拓方式，并包含有主斜井、副斜井以及回風立井3個井筒。本文以該煤礦10107綜放工作面為例展開液壓支架回撤工藝研究。10107綜采工作面煤層的平均厚度為6 m，采用全部垮落法對其頂板進行管理，采用綜采放頂煤采煤工藝進行開采[2]。工作面總長度為900 m，其中傾斜長度為200 m，最大傾角為12°，最小傾角為6°。10107工作面中運輸巷道的實際寬度為4.8 m，輔助運輸巷道的實際寬度為5 m。目前，10107工作面所配置的綜采設備如表1所示。為提升液壓支架的回撤效率和安全性，在生產實踐中采用支架回撤吊車對液壓支架進行回撤。

表1 10107綜采工作面配置設備一覽表

2 液壓支架回撤工藝研究

2.1 液壓支架回撤前的準備

鑒于10107工作面頂板和煤層的硬度較大，且經現場勘測可知礦井壓力現象明顯。傳統液壓支架的回撤通道主要以預掘回撤通道為主，但是10107工作面的實際條件會導致預掘回撤通道出現頂板下沉底鼓以及兩幫移近的現象，從而影響液壓支架的回撤效率以及回撤過程中的安全性[3]。因此，為實現液壓支架的快速回撤，本工程采用自掘回撤通道的方式對液壓支架進行回撤。具體操作為：

1）停采位置的確定：結合10107工作面的礦壓現象規律和其他工作面液壓支架的回撤經驗，將距離回風巷里幫60 m的位置確定為停采位置。

2）回撤通道的支護：為保證液壓支架在實際回撤過程中的安全性，避免頂板下沉以及兩幫移近等現象影響液壓支架的回撤效率，對撤架通道采用錨桿+錨索的支護方式。回撤通道所采用支護錨索的直徑為17.8 mm的低松弛鋼絞線，對應長度為8.3 m，錨索的間距為1.75 m，錨索排的間距為0.8 m。巷道頂板的錨索與水平方向呈75°進行打孔布置。回撤通道所采用支護錨桿的直徑為20 mm的左旋無縱橫螺紋鋼錨桿，對應長度為2 m，錨桿間距為1 m，錨桿排間距為1 m。根據巷道頂板的尺寸，頂板設置三排支護錨桿。

2.2 液壓支架回撤工藝流程

在上述前期準備工作完成后，開展正式的液壓支架回撤任務，總共包括有端頭液壓支架的回撤、過渡液壓支架的回撤、放頂煤液壓支架的回撤以及對回撤通道頂板的支護[4]。

2.2.1 端頭液壓支架的回撤流程

工作面兩端頭液壓支架撤離前先對其各個零部件進行編號。編號完成后將工作面的刮板輸送機的機尾向后方移動1 m的距離，同時采用單體支護對端頭液壓支架進行支護；支護完成后，將端頭液壓支架的立柱下降并完成拆除任務；拆除完成后，采用液壓支架吊車將頂梁、立柱以及底座等分別運出工作面。

2.2.2 過渡液壓支架的回撤流程

當工作面兩端頭的液壓支架回撤完成后，為保證普通液壓支架回撤時擁有足夠的空間，首先將過渡液壓支架直接采用吊車撤出工作面；與此同時，為防止工作面頂板出現下沉影響后續普通支架的拆除任務，采用木垛對原支撐過渡液壓支架的位置進行支護。

2.2.3 普通液壓支架的回撤流程

消費者信心指數(CCI)：是反映消費者信心強弱的指標，是綜合反映并量化消費者對當前經濟形勢評價和對經濟前景、收入水平、收入預期及消費心理狀態的主觀感受，預測經濟走勢和消費趨勢的一個先行指標。該指標通過對城市消費者進行問卷調查，由國家統計局中國經濟景氣監測中心負責調查統計并發布。

針對普通液壓支架的回撤首先將待回撤液壓支架的護幫板收回，在相鄰液壓支架支撐的作用下先將待回撤液壓支架的前探梁收縮，然后再將其主頂梁收縮；待該液壓直接撤離后對其上方頂板采用單體支柱進行支護，以方便相鄰液壓支架的回撤[5]。

2.2.4 工作面頂板支護

在實際操作中，每撤出一個液壓支架立即采用2排單體支護對其頂板進行支護，要求單體液壓支柱的間距為1 100 mm，單體液壓支護排的間距為1 600 mm；在此基礎上采用木垛對頂板進行加強支護，最終采用錨桿+錨索聯合方式對頂板進行支護。液壓支架的回撤工藝如圖1所示。

圖1 普通液壓支架回撤工藝流程示意圖

3 液壓支架回撤工藝的應用效果分析

經實踐表明，將本文所提出的液壓支架回撤工藝應用于實際操作中，將對應的應用效果總結如下：

1）本工程中的液壓支架回撤工藝在單體液壓支護和木垛形式支護的基礎上，還采用錨桿+錨索聯合支護方式對巷道頂板進行支護，保證了液壓支架回撤期間巷道頂板的穩定性，大大提升了液壓支架回撤的安全性。

3）鑒于10107工作面地質、煤層條件的特殊性，需單獨掘進一條回撤通道，大大提升了液壓支架回撤的安全性。

4）與傳統液壓回撤工藝相比，采用本文所設計的液壓支架回撤工藝不僅降低了作業人員的勞動強度，而且耗時也比傳統回撤工藝節約25 d左右，符合液壓支架快速回撤的要求。

4 結語

實現煤礦的高效生產需各個環節相互配合，比如采煤工藝、支護方案、掘進方案的選取。除此之外，實現液壓支架的快速、安全回撤也是保證煤炭高效生產的關鍵。為實現液壓支架的快速回撤，本文基于液壓支架回撤吊車對工作面的普通液壓支架、過渡液壓支架以及端頭液壓支架進行撤離。與此同時，采用液壓支護、木垛以及錨桿、錨索對頂板進行支護，保證整個工作面液壓支架回撤的安全性。