王江龍

(陜西黃陵二號煤礦有限公司，陜西 延安 727307)

0 引言

隨著礦井生產(chǎn)裝備的提升，液壓支架已經(jīng)被普遍投入到實際生產(chǎn)中[1-3]。但是液壓支架在后期回撤過程中，由于對回撤通道斷面要求較大，使支架回撤區(qū)域頂板管理難度大大增加[4-6]，所以如何做好支架回撤期間頂板的安全管理，如何快速完成液壓支架回撤成為液壓支架回撤工作中必須持續(xù)研究和優(yōu)化的一項重要內(nèi)容。為此，對目前采用的單通道單翼回撤工藝進行詳細介紹，通過研究和實踐以實現(xiàn)工作面頂板的有效控制和液壓支架的高效回撤。

1 工作面概況

416工作面走向長度2 632 m，傾向長度300.5 m，煤層平均厚度5.6 m，屬單一近水平厚煤層，煤質(zhì)為低-中等軟化度的富油煤，易片幫。工作面直接頂為厚度1.37～3.5 m的細粒砂巖，較致密，堅硬，底板為厚度1.3～4.7 m的炭質(zhì)泥巖，易碎、易風化，遇水變軟膨脹。416工作面采用“一面三巷”的布置形式，三巷分別為膠帶巷、回風巷和輔運巷。工作面安裝ZY10800/28/63D型液壓支架175臺，MG900/2210-GWD型采煤機1臺，SGZ1200/3×855型刮板運輸機1部；膠帶巷安裝SZZ1300/525橋式轉(zhuǎn)載機1部，ZQL2×5000/21/40型超前支護裝置1套，設(shè)備列車35臺；回風巷安裝ZQL2×5000/21/40型超前支護裝置1套。

2 液壓支架回撤前的準備工作

2.1 施工液壓支架回撤通道

工藝流程：工作面采用錨索支護頂板、掛柔性網(wǎng)護頂?shù)姆椒ㄟM行閉采，形成回撤通道，錨索、錨桿支護及柔性網(wǎng)布置方式如圖1所示。回撤通道施工工藝流程為調(diào)整采高→施工掛網(wǎng)錨桿→運網(wǎng)、掛網(wǎng)→掛網(wǎng)期間推采→擴幫及支護→施工木垛。

圖1 回撤通道掛網(wǎng)、支護斷面

調(diào)整采高：416工作面屬于大采高工作面，平均采高5.5 m，為了保證工作面的安全閉采和回撤，需要在距離停采線40 m時，根據(jù)兩順槽高度、頂?shù)装迩闆r調(diào)整工作面采高，每刀調(diào)整不超過50 mm，保證在距離停采線20 m時，工作面采高調(diào)整至4.2～4.5 m。

施工掛網(wǎng)錨桿：當工作面推進距停采線18 m時，在支架頂梁前頂板打一排錨桿，用于固定掛柔性網(wǎng)的鋼絲繩，錨桿施工在距液壓支架頂梁前端100 mm平齊的架間頂板上，間距1 750 mm，錨桿規(guī)格為φ22 mm×2 000 mm螺紋鋼錨桿。

運網(wǎng)、掛網(wǎng)：利用刮板運輸機和采煤機配合將柔性網(wǎng)從回風巷向膠帶巷方向逐步展開，確保柔性網(wǎng)展開后能覆蓋膠帶巷及回風巷頂板[7-9]。展網(wǎng)完成后使用支架上安裝的手動絞盤和支架護幫板配合將柔性網(wǎng)第一道鋼絲繩吊起與掛網(wǎng)錨桿固定，鋼絲繩兩個繩頭分別與膠帶巷和回風巷頂板施工的吊掛錨索進行固定，然后使用手動絞盤配合將柔性網(wǎng)吊掛于支架前梁下方。

掛網(wǎng)期間推采：煤機每割完一個機身長度后，松開該區(qū)域支架手動絞盤上的鋼絲繩，讓柔性網(wǎng)下落2 m，采用偶數(shù)號支架和奇數(shù)號支架交替動作，實現(xiàn)支架的前移和展網(wǎng)，確保柔性網(wǎng)全部緊貼于頂板上，然后進行下一循環(huán)割煤，每割完一刀煤及時將柔性網(wǎng)展開部分自帶鋼絲繩兩端分別固定于回風巷和進風巷錨索梁上，按上述方法依次完成掛網(wǎng)期間推采。

擴幫及支護：工作面推采至采空區(qū)柔性網(wǎng)全部落地且第一道鋼絲繩處于支架尾梁下方距采空區(qū)底板約400 mm，支架前梁距停采線4.1 m時停止拉移支架，拆除支架推移裝置與刮板運輸機連接銷軸使其分離，改用鉸接梁、單體配合推移桿推移刮板運輸機，直到推采至停采線。擴幫期間煤機每向前割50架煤及時停機進行錨索支護，待錨索支護完畢后再繼續(xù)進行割煤，依次完成擴幫和頂板支護工作，擴幫結(jié)束后施工錨桿對幫部進行支護。

施工木垛加強頂板支護：由于工作面回撤通道斷面較大，加上支架回撤期間工作面動態(tài)壓力變化，回撤通道頂板壓力顯現(xiàn)較為明顯。為了保證后期回撤支架期間頂板安全，工作面閉采完畢后，在支架前梁下方架間每隔一架施工一個木垛(圖2)，以提高支架對巷道頂板的支撐力，確保支架的安全回撤。

1-液壓支架；2-木垛圖2 回撤通道加強支護木垛施工示意

2.2 回撤通道及供液設(shè)備

拆除回撤通道設(shè)備：按照先拆除線纜、管路再拆除設(shè)備主體部件的方式，從膠帶巷向回風巷的順序依次拆除帶式輸送機、設(shè)備列車、轉(zhuǎn)載機(破碎機)、刮板運輸機、采煤機及超前支護裝置，并按照順序依次運出工作面，將支架回撤通道中的設(shè)備、設(shè)施全部回撤完畢。

回撤通道路面修整：回撤通道設(shè)備回撤完畢后，由于受礦山壓力影響，回撤通道經(jīng)常出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，影響工作面支架回撤期間的正常出架，同時也影響無軌膠輪車的安全運輸[10-14]。所以在回撤支架前必須對回撤通道底鼓區(qū)域進行起底，要求回撤通道底板平整且底板必須低于支架底座，保證充足的撤架空間、良好的撤架條件和運輸條件。

安設(shè)供液系統(tǒng)：工作面回撤前期對設(shè)備列車進行了回撤，工作面失去了供液系統(tǒng)，為了滿足工作面支架的回撤需要，在支架回撤前必須重新安設(shè)供液系統(tǒng)，該系統(tǒng)由回撤設(shè)備列車期間預留的移動變電站、組合開關(guān)、乳化泵箱、乳化泵及供液站組成，安裝于膠帶巷機頭硐室處，使用DN51膠管將供液泵站、乳化泵箱與工作面支架進回液接通，形成支架回撤供液系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 支架回撤供液系統(tǒng)布置

3 液壓支架回撤工藝及保障措施

3.1 回撤工藝

回撤方式：液壓支架回撤采用單通道單翼的方式，按照從工作面機尾向機頭的方向，使用逐架抽出后退式的方法進行回撤。如圖4所示，在距離175號端頭液壓支架20 m處安設(shè)一臺30T回柱絞車，用于支架回撤時抽架和調(diào)向。使用絞車配合將175號液壓支架抽出并掉向后，及時在支架撤出區(qū)域按照圖4中1號、2號木垛位置施工兩個木垛，對頂板進行有效支護，然后使用WC40Y型支架搬運車將175號液壓支架裝車運出工作面；依此方式完成174號和173號液壓支架的回撤。采用上述方法將172號支架抽出后，使用DBT-55型多功能鏟板車配合將支架調(diào)向與工作面煤壁平行設(shè)好，作為1號掩護支架，然后將提前準備好的兩臺ZZ10000/20/40型垛式支架按照1號掩護支架的安設(shè)方式安設(shè)到指定位置，作為2號掩護支架和3號掩護支架，三臺掩護支架間距保持在0.6～1.0 m，確保對回撤三角區(qū)域頂板的有效控制。從171號支架開始采取逐架抽出法進行回撤，如圖4所示，在1號掩護支架安設(shè)導向滑輪，按如圖方式固定絞車鋼絲繩，依靠絞車和液壓支架推移裝置配合完成抽架和調(diào)向工作，每臺支架抽出后，及時施工兩個木垛支護出架區(qū)域頂板，然后按照從3號掩護支架至1號掩護支架的順序逐架前移掩護支架，掩護支架底座不能超過待撤支架的出架區(qū)域；依此方式完成工作面170號至005號液壓支架的回撤?；爻分?04號液壓支架時，將回柱絞車搬運至膠帶巷安設(shè)，依次抽出2號、3號掩護支架運走，施工木垛支護頂板，然后利用支架交替邁步前移的方式，將001號至004號4臺待撤支架和1號掩護支架向工作面膠帶巷口方向逐步前移，在前移的過程中，根據(jù)頂板情況按照從兩側(cè)向中間的順序逐臺抽出剩余支架，完成工作面所有支架的回撤。

1-液壓支架；2-木垛；3-回柱絞車；4-導向滑輪圖4 液壓支架回撤示意

支架遠程控制方式：液壓支架回撤期間待撤支架和掩護支架的控制方式由之前的手動本架操作優(yōu)化為電液控遠程遙控操作，如圖5所示。在液壓支架回撤工作中引入電液控系統(tǒng)，利用一臺遠程控制遙控器可以分別控制待撤液壓支架、1號掩護支架、2號掩護支架和3號掩護支架，操作人員可以站在未撤液壓支架下方或者其他頂板安全區(qū)域使用遙控器控制每臺支架的動作，實現(xiàn)液壓支架的遠程回撤。

圖5 液壓支架回撤遠程控制示意

3.2 回撤工藝的優(yōu)點及保障措施

回撤工藝的優(yōu)點：①利用垛式支架和柔性網(wǎng)、錨索配合對回撤通道頂板進行控制的方式，降低了支架回撤區(qū)域頂板管理的難度，同時依靠垛式支架的支撐力，提高了對頂板的整體支護性，使頂板的垮落得到了有效的控制，實現(xiàn)了回撤通道及老塘側(cè)頂板隨著液壓支架的回撤逐步垮落，大幅降低了回撤三角區(qū)出現(xiàn)冒頂、支架壓死等問題的概率，為支架的回撤創(chuàng)造了良好的條件；②采用掩護支架代替木垛、單體支柱支護，省去了之前撤架后在掩護支架區(qū)域施工木垛、單體的環(huán)節(jié)，有效地降低了工人的勞動強度，提高了回撤效率，同時也降低了工作面回撤期間木料、單體支柱等一次性支護材料的投入，節(jié)約了工作面回撤期間材料費用；③通過支架遠程控制方式的引入，有效地解決了手動本架操作支架過程中回撤三角區(qū)域頂板出現(xiàn)漏頂?shù)葐栴}時對操作人員人身安全造成的威脅，同時使操作人員的操作位置有了更多的選擇性，確保了撤架期間操作人員可以全方位觀察支架的出架位置，避免了本架操作存在的視覺盲區(qū)，為支架的安全、高效回撤提供了保障。

保障措施：①工作面在閉采施工回撤通道時必須確保回撤通道的尺寸滿足液壓支架調(diào)向、裝車需要，保證支架的順利回撤；②在掩護支架安設(shè)之前撤機尾支架時和掩護支架撤走之后撤機頭支架時，由于機頭、機尾處巷道斷面較大，頂板存在很大的不穩(wěn)定性，所以在撤架期間要認真觀察頂板，根據(jù)現(xiàn)場實際情況及時施工木垛對頂板進行支護，防止發(fā)生冒頂事故；③回撤支架時必須按照回撤一臺液壓支架前移一次掩護支架的模式進行作業(yè)，拉移掩護支架時按照從老塘側(cè)向煤墻側(cè)的方向、采用“少降多拉”的方式逐架前移，防止出現(xiàn)掩護架壓死或架前冒落的現(xiàn)象；④采用回柱絞車配合進行支架的回撤工作時，絞車必須“四壓兩戧”固定牢靠，作業(yè)區(qū)域加設(shè)防護裝置，絞車運行時現(xiàn)場所有人員應(yīng)站在未撤支架內(nèi)部等安全區(qū)域，保證作業(yè)安全；⑤撤架區(qū)域若出現(xiàn)柔性網(wǎng)破裂、鋼絲繩斷裂等影響回撤三角區(qū)頂板安全的問題時，應(yīng)及時停止撤架，柔性網(wǎng)出現(xiàn)破口及時使用鋼絲繩進行縫合，鋼絲繩出現(xiàn)斷裂及時與未斷裂的鋼絲繩進行連接，并配合施工單體、圓木、木垛等措施加強支護，防止出現(xiàn)大范圍漏頂、支架壓死等問題，保證頂板得到有效控制后再進行撤架工作。

4 結(jié)語

通過對液壓支架回撤工藝的不斷研究、優(yōu)化和應(yīng)用，有效解決了綜采工作面液壓支架回撤工作中頂板管理、現(xiàn)場安全管理等方面存在的眾多難題。形成了一套綜采工作面液壓支架安全高效回撤工藝，規(guī)范了支架回撤工作，有效地節(jié)約了生產(chǎn)成本，降低了工人的勞動強度，提高了回撤效率，對促進綜采工作面液壓支架的安全高效回撤具有一定的指導意義。