綜采工作面末采回撤工藝應用實踐

任玉龍 侯蘭濤

（1.陜西彬長大佛寺礦業有限公司，陜西 咸陽 713500；2.平頂山市應急管理局，河南 平頂山 467000）

大佛寺煤礦為彬長礦區較早投產礦井，共計可采煤層分為兩層，其中4上煤為一次采全高，4 煤為放頂煤。礦井在4上煤回采過程中不同程度出現接續緊張問題，而工作面末采回撤是礦井接續的重要環節。傳統末采回撤通常以借鑒相同工作面經驗為主，未形成一套成熟、安全性系數高的回撤工藝。以4034上11 工作面為例，開展綜采工作面末采回撤工藝的研究與應用，將工作面回撤各環節形成一套完整適合的末采回撤工藝[1-7]。

1 工程背景

4034上11 工作面是403 采區首個采煤工作面，共計布置運順、回順2 條巷道，工作面長1680 m，預留大巷保護煤柱150 m，傾向長260 m，采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法，全部垮落法管理頂板。工作面開采4上煤層，煤層賦存較為穩定，煤層平均厚度為2.6 m，開采高度3.6 m。該工作面共安裝支架153 架，其中機頭端頭架3 架、過渡架4 架（頭1 尾3）、中間架146 架，刮板輸送機一部；運順安裝超前支架4 組8 架，轉載機、破碎機和膠帶輸送機各一部。

2 工作面回撤通道寬度計算

2.1 回撤通道寬度計算

結合聚酯纖維網的尺寸及工作面支架在回撤轉向過程中對掩護梁上方頂板和纖維網的破壞，支架在回撤轉向前需留夠充足的距離。根據工作面支架尺寸，最短抽架距離為2945 mm，支架轉向間隙240 mm，安全間隙寬度300 mm，確定回撤通道寬度至少3485 mm，綜合各因素確定回撤通道凈寬度為3500 mm，施工寬度3600 mm。

2.2 工作面末采鋪網長度的確定

工作面頂梁長4350 mm，掩護梁長2860 mm，掩護梁距巷道底板1600 mm，回撤通道寬度3600 mm，老空側矸石埋壓長度取1600 mm，通幫支護長度3300 mm，綜合計算得出聚酯纖維網長度17 310 mm，考慮網褶皺等因素，確定鋪網長度18 m。

3 工作面末采鋪網工藝

3.1 準備工作

工作面通過每臺支架手動絞盤、鋼絲繩進行掛網作業。推采至距停采線14 m 位置處開始鋪設聚酯纖維網，在鋪設纖維網前施工固網壓茬錨桿，固網壓茬錨桿在支架頂梁之間距頂梁端部100 mm 處施工。為保證鋼絲繩起到吊網作用，掛網時將鋼絲繩連接環繞過纖維網并留設不少于6 m 的富余長度。

3.2 工作面鋪網工藝

工作面按照：收網→割煤→放網→拉架→推溜的次序依次進行，鋪網的同時在支架頂梁與纖維網間架設半圓木或木板梁，每根半圓木須架設在相鄰兩個支架上。

4 工作面回撤通道支護工藝

4.1 回撤通道頂部支護

工作面距停采線3.6 m 時支架停止前移，采用煤機割煤、單體輔助推溜等方式拓寬通道，回撤通道寬3.6 m、高3.4 m。工作面頂板為復合頂板，偽頂存在1 m 厚的泥巖，強度差；向上為粉砂巖，具有較高穩定性。頂板采用“錨、網、索”聯合支護，利用錨網索聯合支護將頂板固定為一個整體，同時利用聚酯纖維網防止破碎巖石的掉落，如圖1。

圖1 末采支護施工剖面示意圖（mm）

4.2 回撤通道幫部支護

幫部煤體采用“錨、網”支護，利用富余的纖維網配合錨桿、木托板進行支護（當纖維網長度不夠時，須補聯菱形鐵絲網），每排打設3 根Φ22 mm×1600 mm 錨 桿，間 排 距 為1400 mm×1200 mm。詳見圖1。

4.3 工作面回順后端頭抹角支護

工作面支架回撤前，需確保回撤通道與回順交叉出口過渡平滑，保留足夠空間回撤支架，根據支架裝載機尺寸及型號規格，選取煤壁側抹角半徑5 m。因回順后端頭巷道跨度大，支護面積廣，對該處頂板采取超前錨索補強支護。

4.4 末采回撤施工工藝組織

末采回撤階段分為末采回撤掛網階段、末采回撤固網階段、擴通道階段，具體施工工藝見表1。

表1 末采回撤施工工藝組織表

續表：

5 工作面支架回撤工藝

工作面支架回撤采用前進式“多掩護支架回撤法”，掩護架3 架。掩護式撤架法利用已撤出的中部架作為掩護支架全斷面支撐回撤通道頂板，為待撤支架創造良好的頂板空間。

5.1 調整掩護支架

選取4#、5#、6#架作為掩護支架，其中5#架作為老空側掩護支架、4#架作為中間掩護架、6#架作為煤壁側掩護架。具體掩護架轉架工藝如下：

（1）工作面機頭1#、2#、3#架在順槽巷道內利用絞車可直接回撤，回撤后在老空側區域打設2.4 m×2.4 m 木垛2 個，維護頂板的完整性。

（2）調整4#、5#支架。利用撤架絞車并選用巷幫施工的錨索作為導向點擺轉4#支架，4#支架擺轉后在撤架空間沿切頂線位置打設單體+鉸接梁支護。利用撤架絞車將5#支架抽出2 m 后進行擺轉，擺轉過程重復4#支架擺轉過程，使5#支架緊鄰4#支架靠近老空側區域放置，如圖2。

圖2 調整4#、5#掩護架

（3）調整4#、5#、6#支架。利用撤架絞車將6#支架正常抽出并向機尾方向轉向60°，借助單體液壓支柱對5#、4#架進行擺轉，使其與回撤通道平行布置，選用巷幫錨索作為導向點擺轉6#支架，使其與回撤通道方向平行布置，掩護架調整完畢，如圖3。

圖3 調整6#掩護架

5.2 中部架回撤工藝

中部架回撤過程中，利用4#、5#、6#架作為掩護支架，抽出待撤支架。利用絞車牽引配合單體將被撤支架抽離至具備轉向位置；拆除導向滑輪，利用絞車牽引將被撤支架轉向調直并拉移至裝車點；拉移掩護支架至下個待撤支架位置；重復該次操作，直到收尾架。

5.3 收尾架回撤工藝

掩護架及最后2 架撤除順序為：倒數第三架撤出后打設“井”字型木垛→回撤老空側掩護支架→回撤煤壁側掩護支架→最后兩臺支架→中間掩護支架。具體回撤流程如圖4、圖5。

圖4 回撤6#掩護式支架

圖5 一次回撤收尾架及5#支架

6 結論

（1）根據工作面支架尺寸及安全間隙從而確定回撤通道凈寬度、掘進寬度及鋪網長度。

（2）末采掛網采用絞盤、滑輪和聚酯纖維網完成末采掛網工藝，代替原來人工配合支架前梁進行掛網，具有施工進度快、減輕勞動強度、安全系數高的優點。

（3）末采回撤支架采用前進式“多掩護支架撤架法”， 4#、5#、6#架作為掩護支架，有效減少了木垛施工量，節省支護材料。掩護支架法可有效控制頂板安全，特別是針對末采期間頂板破碎的情況，通過聚酯纖維網和支架有效配合，可確保回撤期間頂板可靠、安全。