大倾角综放工作面回撤技术实践

摘 要：为了解决辽源矿业集团龙家堡煤矿201综放工作面三机回撤问题，通过制定切实可行的方案和措施，并在实践中不断总结经验教训，攻克了回撤过程中煤层倾角大、回撤断面大、设备型号大、顶板管理困难、一通三防问题多等诸多难关，最终解决了201综采工作面的回撤问题，并提高了回撤速度及作业过程中的安全系数，为类似条件下工作面回撤问题积累了丰富的经验。

关键词：三机回撤；支架回撤；防倒防滑；顶板管理；防火

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1672-3198（2012）12-0183-02

1 工作面概况

201综放工作面位于龙家堡矿矿井东一采区南翼第一阶段，为矿井首工作面。是目前吉林省生产能力和设备型号最大，现代化程度最高的综采工作面。开采上下限在-470m～-612m之间，开采深度为701～829m。煤层属矿井Ⅱ煤层，煤层结构复杂。煤层走向30°～50°，倾角5°～35°/19°，煤层全厚7m～10m/7.5m，煤层伪顶为炭质泥岩，厚0.3m，较软易冒落。直接顶为黑色、灰色泥岩，厚10m～20m，层理较发育，性脆较易冒落。工作面倾角为倾角15～35°，倾斜长度226m。2008年12月26日开采，2010年2月28日回采结束，回撤工程包括井下回撤前准备、工作面设备回撤、井上下装卸车及回撤支护材料等阶段工程。

2 回撤前的准备工作

2.1 支架模拟实验

为确保201综采工作面液压支架顺利回撤升井，回撤前，制做与ZF7200/18/35型过渡支架外形尺寸（最低高度）相同的模型，沿支架运输线路进行模拟实验，以找出问题并进行及时处理。

2.2 铺网、开帮工作

工作面采至距停采线20m位置时，对工作面进行调整，采煤机拉底、挑顶，保证采高，使采高达到3.0m～3.5m。距停采线13m处开始铺网作业，铺网走向长度13m。第一条铺单层金属网，采用打锚杆的方法将其固定，防止移架搓网。锚杆规格为ф22mm×2400mm，间距1.5m/根。第二片往后铺双层金属网一直铺到停采线，金属网搭接200mm，网扣100mm，扣扣相连。自第二片金属网开始下衬钢丝绳。钢丝绳直径大于32mm，间距400mm，与金属网每隔200mm一个连接扣。下顺槽铺到下帮底板、上顺槽铺到上帮底板，钢丝绳长度为236m，钢丝绳数量为26根。

回采至距停采线3.0m时，工作面支架停止前移、及时伸出伸缩梁和护帮板支护顶板和煤帮，采煤机收刀至刮板运输机尾后，从上向下将刮板运输机与液压支架分离，然后从下向上用单体液压支柱配合推移杆将刮板运输机推至煤帮，采煤机下行割煤，再割3～4条帮，形成净宽3.0m的通道，能够满足抹架需要的宽度，刮板机机头和机尾处，机组割不到的需辅助爆破开帮。顶板需打锚索和锚杆进行支护，锚索长度为7.5m，间距1.5m/根；锚杆规格为ф22mm×2400mm，间距0.75m/根，矩形布置。 煤帮全断面挂单层金属网，并用锚杆锚固，防止煤壁片帮，最上边一排锚杆规格为ф22×2400mm，其它锚杆规格为ф22mm×1200mm，间距0.8m/根，菱形布置。开帮铺网结束后，工作面彻底拉底扫货，支架顶梁下净高3.2m以上，以满足支架分解、装车时的起吊高度。

2.3 两道支护管理

距停采线13m时，两道超前支护开始架设36U型钢插梁棚，棚梁采用5.0m长36U型钢，棚腿要保证净高3.5m。一侧使用3.6m单体液压支柱做腿、另一侧用U型钢直梁腿的支护形式；支设长度为13m，棚距0.5m，共架设26架。下顺槽与1#支架搭接、上顺槽与148#支架搭接。搭接长度0.4m。开帮、铺网结束后，上下顺槽花角过渡处分别设双抬棚。抬棚用“36U”型钢，为利于上下缺口位置花角处顶板完好，顶板打锚索支护。此期间所给的插梁不回撤，待综采液压支架回撤完毕后再回棚。

2.4 辅助运输设备准备工作

提前在停采线处回风顺槽上帮掘绞车硐室，硐室深4m，宽5m。提前在绞车硐室内安装一台JSDB-28/11型缓速绞车，绞车使用28mm以上钢丝绳。在工作面综采支架顶梁下，距支架前脚1.0m铺设22kg/m的900mm轨距的轨道，轨道中心必须与绞车提升中心线重合。铺至10＃架处，按永久轨道的质量要求进行铺设。提前在运输顺槽安装一台JH-14型缓速绞车，用于回撤运输顺槽设备。在工作面20#支架前脚处安装一台JSDB-19型缓速绞车，用单体液压支柱打好压顶和戗柱，并用软连接锚链锁紧在支架上，回撤工作面液压支架和抹架时使用，随支架的回撤进度每次移20架。在回风顺槽平台外侧，安装一台JSDB-15型缓速绞车，以保证工作面设备运输时在罗锅弯道辅助转弯和回风顺槽平盘向外牵引用。在工作面上口罗锅弯道内侧，用4.5m单柱随弯道弧度打一排单柱，单柱要保证初撑力，上头用双股铁线与顶板金属网绑牢。防止提升过弯道时支架倾倒。

3 液压支架的回撤

3.1 端头支架的回撤

采用先回撤端头支架主架，再回撤端头支架副架，先回撤支架顶梁，再回撤支架底座的顺序。回撤端头支架主架时，主架前移达3.0m以上要及时在支架后打一组“井”字形木垛，共3组木垛。木垛长3.0m，宽2.0m。端头支架拆除后，及时在运输顺槽及工作面插梁棚打两排单体液压支柱加强支护。

3.2 液压支架的回撤

使用绞车配合单体支柱，将1#、2#支架抹出调向后，牵引至运输顺槽装车外运。调向和牵引时，有碍支架调向和牵引的单体支柱逐颗替换。1#、2#支架拉出后沿倾斜方向从下到上，及时架设交接顶梁，每排七个交梁，每架三排，逐架逐排进行。排距0.5m，柱距1.0m，棚梁长1.0m。3#支架抹出后及时架设交接顶梁，铰梁见九回三。即撤出三盘支架起九组铰梁后回掉三排。回柱放顶时严格执行“先支后回”的原则。4#支架回撤工序同3#支架。

5#支架撤出后调向摆正，距煤帮与6#支架顶梁前头齐平，与6#支架留200mm间距，作为掩护支架。回撤运输顺槽单体支柱，回柱放顶落严前，工作面启动局部通风机送风，形成正压通风方式。 回柱放顶结束后，运输顺槽在边界道往里砌密闭。运输顺槽回撤工作结束。

6#～110#支架抹出调向后，在工作面进行分解装车，由回风顺槽外运。由于工作面120#往上倾角达35°，底板为岩石支架低等因素影响，不利用支架分解装车，支架回撤至110#支架时将轨道拆除，支架抹出调向后，分解后分件运至回风顺槽平盘处装车外运。为维护110#～120#工作面底板和工作面上口底板完好，从支架前脚1.0m处开始至煤帮2.4m宽，采用打锚杆的方式进行护底，锚杆规格为ф22mm×1200mm，孔深0.8m，留0.4m不上锚盘和螺母，将其向上弯曲90°护底，间距0.5m/根，菱形布置。

工作面支架回撤至130#支架时将工作面JSDB-19型缓速绞车安装到绞车硐室，147#支架回撤完毕后，先回撤5#掩护支架，再回撤148#支架，最后回撤149#支架。掩护架回撤完毕后在其位置用2.4mπ型钢梁一梁三柱支护顶板。148#支架回撤完毕后在每根U型钢插梁梁头用3.6米单体液压支柱支护，如单体液压支柱距149#支架超过1.0m时再增加一排单体液压支柱支护。149#支架回撤完毕后在其位置增加1-2排单体支柱加强支护。工作面支架回撤完毕。

3.3 防滑、防倒措施

（1）降架前在支架下侧打两棵单体支柱，将副绞车钩头用一根Φ28mm以上的钢丝绳扣固定在支架前柱壳体的中上部，防止支架倾倒、歪斜和下滑。

（2）支架降架前，先把顶板维护好，无隐患后，通知周围所有作业人员撤到安全地点后，再缓慢降架前移。

（3）摸架时支架前梁打连续戗柱，防止支架下滑。结合上部支架推移杆用绳扣或链条连接支架顶梁前部，带劲防止支架落柱时下滑。

（4）工作面抹架、分解与工作面向上运输支架严禁平行作业。

（5）使用单柱抹架时。必须稳拿稳放，单柱必须打牢缓慢给压，必要时要用绳绑住液压枪“遥控”保证作业人员安全。以防单柱崩人。

（6）使用绞车抹架，所用开关必须灵活可靠。绞车压顶齐全牢固。使用滑轮时，必须悬挂牢固、可靠。钢丝绳与滑轮三角区域不许有人作业逗留，开气前，司机必须发出信号，人员躲到安全地点并设好警戒，打好信号后方可开气作业。

4 顶板管理

（1）降架前，被撤支架的下方起组交梁支护必须齐全，支架前移的过程中，随着支架的前移，在被撤支架尾部逐步架设单体点柱，维护顶板。支架在调向时，遇到有碍支架调向的支柱时，先打上替换支柱，然后方可拆掉有防碍的支柱，严格执行“先支后回”的原则。

（2）支架抹出后在原支架位置绞三排铰接顶梁，进行支护。每个铰梁下给好单柱，单柱必须向砂帮及下方迎3～4度迎角，以防来压推倒。当铰梁达到九排时，开始回柱放顶（即铰梁达到九排时，开始回掉三排铰梁），不能超前或滞后放顶，坚持由里向外的原则。每次回柱放顶前，必须先按“先支后回”的原则打好第二排组戗柱，戗柱不少于3个，如顶板出现不下沉现象，将金属网铰裂、放顶，释放压力。

（3）为保证抹架宽度的需要，起组铰梁到支架的间距保持在0.7m-1.0m。最大不许超过1.0m控顶距。抹架所呈现的三角区域必须及时补打戗柱，防止顶板下沉。

（4）由于矿压较大，回撤时间长，为防止顶板和支架下沉，造成立柱活柱体无行程。支架回撤前，对149盘支架立柱安全阀进行更换。由原35MPa更换为45MPa。并安设矿压监测仪表，对矿压24小时进行监测。

5 回撤期间通风方式和防灭火措施

5.1 通风方式

在入风顺槽边界道外侧安装两台局部通风机，经边界道、回风顺槽进入工作面，风筒铺设在煤帮和砂帮，5#支架撤出后作为掩护支架，回收运输顺槽单体支柱，回柱放顶落严前，工作面启动局部通风机送风，形成正压通风方式。 回柱放顶结束后，运输顺槽在边界道往里砌密闭。在工作面6#-149#支架回撤期间采用正压通风方式将新鲜风流送至工作面。采用FBD No6.3/60 2×30kW局部通风机对工作面煤帮侧供风，FBD No6.0/ 2×15kW局部通风机对工作面砂帮侧供风。

5.2 注浆措施

因为工作面回撤期间工作面的顶板、砂帮浮煤氧化时间长，所以对每个架子间顶板砂帮打3～4个消火钻进行注白灰、黄泥、防火剂，防止浮煤氧化。共计打消火钻328钻，2952延长米。注黄泥1123m3，注白灰93吨，注防灭火剂4吨。

5.3 束管监测

工作面铺网时在回风順槽对采空区预埋束管，以便监测采空区内气体情况。如果采空区内CO浓度达到100PPm时，对采空区进行注泥处理。

5.4 封堵漏风

待6号架子撤出后，将工作面6号架子以下使用A、B料，注水玻璃与水泥封闭严，防止向老塘供风供氧。

5.5 注氮防灭火

在距结束边以里60m、40m、25m预留三趟注氮管。在201运输顺槽增设一台500m3/h的制氮机配合地面制氮机一起向采空区连续注氮，

6 结论

（1）在201综采工作面回撤过程中，分别在支架模拟试验、两道支护管理、辅助运输准备、支架防倒防滑、顶板管理等方面采取了一系列有用的措施，成功解决了该工作面的回撤问题。

（2）该工作面回撤过程涉及并成功解决了到煤层倾角大、回撤断面大、设备型号大、综采支架多、矿压大、巷道变形大、回撤期间的顶板管理和一通三防等诸多等问题，为类似条件下的工作面回撤问题积累了宝贵的经验。

参考文献

［1］徐永圻.煤矿开采学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1999.

［2］ 陈炎光，徐永圻.中国采煤方法［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1991.

［3］ 尹胜波, 宋维宾. 大倾角综采工作面安装技术实践［J］. 煤炭工程，2007,（3）:51-53.

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