綜采工作面液壓支架快速回撤工藝應用

張 銳

（晉能控股煤業(yè)集團晉華宮礦， 山西 大同 037001）

1 8103 工作面概況

晉能控股煤業(yè)集團晉華宮礦8103 工作面位于井田301 采區(qū)，南至12-2 號層301 盤區(qū)回風巷，西部為8103 回采工作面，東部、北部均為實體。

8103 工作面設計走向長度為632 m，傾向長度為157 m，工作面回采煤層為12-2 號層，12-2 號層煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，東部為分叉區(qū)，西部為合并區(qū)。黑色煤，根據(jù)地質(zhì)資料顯示，本工作面煤層賦存穩(wěn)定；煤層傾角變化不大，平均5°；煤層厚度6.05～8.6 m/6.52 m，屬近水平厚煤層。結(jié)合以高產(chǎn)、高效、安全，便于按照正規(guī)作業(yè)循環(huán)作業(yè)和降低勞動強度，以及高瓦斯礦井的通風管理等因素和本煤層類似工作面的開采經(jīng)驗，為本工作面的開采奠定了可靠的理論依據(jù)。確定采煤方法為綜合機械化單一走向長壁后退式全部垮落采煤方法[1-2]。

8103 工作面工作面采用MG900/2360-WD 雙滾筒電牽引采煤機割煤，采煤機裝載一部分落下的煤，同時在推刮板輸送機時再裝載一部分煤，選用ZZ13000/28/60 型支撐掩護式支架支護工作面頂板，采空區(qū)采取自然跨落法處理。 運煤采用SGZ-1000/1400 型刮板輸送機把工作面的煤運到SZZ-1000/375 型轉(zhuǎn)載機，再由SSJ-1200/2×250 型皮帶輸送機將煤運至12-2 號層301 擴區(qū)皮帶。

截止目前工作面已回采結(jié)束，且工作面內(nèi)采煤機、刮板輸送機已回撤完畢，現(xiàn)需對127 架支架進行回撤。

2 支架回撤前準備工作

2.1 加強回撤通道支護

1）對回撤通道頂板采取JW 型錨索梁棚進行加強支護，JW 型錨索梁棚長度為3.5 m，寬度為0.32 m，每架錨索梁棚主要由JW 型鋼梁和錨索組成，JW 型梁長度為3.5 m，每架鋼梁配合3 根長度為3.5 m 錨索聯(lián)合支護，錨索梁棚布置排距為2.0 m，且垂直煤壁布置。

2）為了防止煤壁與頂板三角區(qū)出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，決定在煤壁前方支設一排單體液壓支柱，支柱支設在煤壁前方0.15 m 處，支柱支設間距為3.0 m，支柱頂端安裝一根長度為0.5 mπ 型鋼梁[3]。

2.2 回撤通道底板硬化

1）回撤通道硬化底板寬度為3.5 m，硬化厚度為0.1 m，采用混凝土進行硬化，混凝土中水泥沙子配比為1：2，底板硬化后必須保證硬化面平整。

2）底板硬化后在底板處安裝軌道，軌道距煤壁間距為2.0 m，軌道軌距為0.9 m，軌道從機頭處開始安裝直至與回風巷軌道接軌。

3）為了便于拉架施工，決定在回撤通道煤壁與底板夾角處施工拉架錨桿，拉架錨桿每組2 根，錨桿施工后外露長度為0.3 m，相鄰兩組拉架錨桿間距為1.75 m。

2.3 雙向回柱絞車安裝

為了便于拉架，決定在機頭、機尾以及工作面中部各安裝一臺JWB75BJ 型雙向絞車，通過頭尾及中部雙向絞車實現(xiàn)液壓支架調(diào)架等，絞車最大牽引力為80 kN，電機功率為75 kW，具體參數(shù)如表1 所示。

表1 JWB75BJ 絞車參數(shù)

3 支架快速回撤工藝

為了提高支架回撤效率，保證支架回撤安全，決定對工作面液壓支架采取后退掩護式回撤工藝。

3.1 支架回撤工藝

1）首先在1 號支架前方的拉架錨桿上安裝定滑輪，然后將中部絞車鋼絲繩通過滑輪固定在支架底座上，對1 號支架進行降架，開啟絞車將1 號支架拉至回撤通道上，最后利用中部絞車和尾部絞車配合對支架進行調(diào)向，2 號、3 號支架以同樣方式進行拉架調(diào)向，待1 號～3 號支架調(diào)向后升架對頂板進行支護作為掩護支架，如圖1 所示。

圖1 8103 工作面液壓支架回撤施工平面示意圖

2）掩護支架形成后，開始對工作面4 號～127號支架進行回撤，以4 號支架回撤為例，支架在拉架、調(diào)向工序與掩護支架工藝相同，4 號支架調(diào)向后及時將支架吊裝至平板車上，然后將支架運出工作面。

3）當4 號支架回撤后及時將1 號～3 號掩護支架前移，在移架過程中采用邁步式移架方式，移架步距為1.75 m，采用帶壓擦頂移架方式，防止降架過程中出現(xiàn)頂板垮落、破碎等現(xiàn)象[4]。

4）當回撤126 號、127 號支架時，在支架回撤前將尾部雙向絞車移至回風順槽距回撤通道30 m 處，然后采用順槽雙向絞車以及中部絞車進行拉架以及調(diào)向，126 號、127 號支架回撤后依次回撤1 號～3 號掩護支架。

3.2 回撤期間頂板支護

1）由于支架在回撤過程中掩護支架與未回撤支架間形成應力三角區(qū)，當圍巖應力大或者拉架步距較大時三角區(qū)域很容易出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，所以在移架過程中決定對三角區(qū)域架設木垛以及支設單體柱；木垛采用長度為1.5 m，寬度為0.20 m 道木交錯搭接而成，共計架設一排木垛，木垛布置間距為5.0。單體柱共計支設兩排采用“三柱一梁”支護方式，頂梁為π 型梁，長度為1.5 m，單體柱支設間距為2.0 m，排距為1.5 m[5]。

2）為了防止掩護支架移架后后方回撤通道頂板出現(xiàn)垮落事故，決定在掩護支架后方支設兩排木垛，木垛架設方式與三角區(qū)木垛架設方式相同，相鄰兩排木垛排距為2.5 m，第一排木垛架設在距煤壁1.0 m 處，木垛間距為5.0 m，相鄰兩排木垛交錯布置。

4 結(jié)語

截止2020 年12 月11 日8103 工作面液壓支架已全部回撤，通過對8103 工作面采取合理有效的回撤工藝以及頂板聯(lián)合支護技術后，與傳統(tǒng)工作面支架回撤工藝相比，8103 工作面回撤周期縮短了4.5 d，支架在回撤過程中未出現(xiàn)頂板破碎、垮落等事故，保證了工作面支架回撤安全，取得了顯著應用成效。