“三软”煤层工作面悬移支架回收技术应用

王玉峰，寇继勇

（国投煤炭郑州能源开发有限公司，河南 登封452470）

由于豫西二1煤层为典型“三软”煤层，所以，在工作面开采过程中易出现煤墙片帮、顶板破碎不易控制等难题，为解决生产过程中顶板事故的威胁，教学二矿在31161工作面选用悬移支架支护工艺代替原来单体液压支柱支护工艺，在工作面回采过程中，顶板控制取得了明显效果，有效地保证了安全生产。随着工作面回采结束，如何回收“三软”煤层工作面悬移支架成了新的技术难题，本文结合教学三矿31161工作面悬移支架回收经验，为悬移支架在豫西“三软”煤层条件下回收提供技术示范。

1 工作面概况及支护形式

教学二矿31161工作面倾向长90m，走向长630m。工作面井下标高＋8m～＋37m，煤厚0.1～12.7m，平均煤厚6.4m，煤层结构简单，煤层厚度变化较大。平均煤层倾角7°，顶板周期来压步距8～12m，可采储量396459t。工作面无伪顶，直接顶为中粒砂岩，厚度17.2m；老顶为砂质泥岩，厚度6.1m；直接底板为灰黑色泥岩和砂质泥岩，局部为细粒砂岩。煤层的普氏系数为0.3～0.5，直接顶和直接底的普氏系数分别为3～8、2～4，开采煤层为“三软”煤层。工作面目前工作面回采结束，支架已回收完毕。

工作面机头采用ZH1600／18／26Z型整体顶梁组合悬移液压支架3架，支架长4m，宽0.96m，紧挨悬移支架机头方向用单体液压支柱配合π型钢梁进行支护。工作面机尾与采面支架相同，采用ZH1600／16／24Z型整体顶梁组合悬移液压支架，每棚四柱，正常生产时，棚架中心距1000mm±20mm，最大控顶距3600mm，最小控顶距2800 mm，放顶步距800mm。

2 支架回收方案

2.1 回收关键技术

（1）由于工作面顶板破碎、煤墙易片帮，支架回收期间要加强对顶煤的控制，及时打好临时支护，防止顶板及采空区侧矸石冒落，煤墙片帮。

（2）支架回收过程中需要足够的作业空间，能够将回拆下的支架顶梁翻转，即支架顶梁与顶板接触的平面最终落在底板上，利用绞车拉架。

2.2 回收方案分析

（1）安全回撤空间

由于工作面顶板破碎、煤层松软，回撤过程中工作面顶板及采空区易发生冒顶及煤墙片帮现象，危机回收作业人员人身安全，并充填作业空间，给支架回收带来困难。因此，采取提前铺金属网和钢丝绳护顶方法。在距工作面回撤地点6～8m时，在支架顶梁上铺设金属网（宽0.8m，长10m），金属网走向、倾向搭接长度不少于0.2m，成网状搭接。随回采最先铺设的金属网被采空区掉落的碴矸压在底板上，后铺设的金属网以支架为支撑点被顶板碴矸压在支架顶梁上，在金属网张力作用下，能有效地防止采空区矸窜入工作面内及顶板碴矸的掉落。

为保证破碎顶板在回撤过程中能够更有效地得以控制，在铺金属网过程中，在金属网下铺设木千川（长2.0m左右）打顶；同时在临近回撤地点2.5m左右时，在工作面支架顶梁上铺设钢丝绳3～5根，钢丝绳间距600±100 mm，并对钢丝绳两端打地锚固定，使回收支架过程中钢丝绳两端受力，在支架顶梁的支设下呈现弧状从而起到护顶及缓冲作用，保证金属网不易出现破洞现象，为支架回撤工作提供了安全空间，最终达到网—梁—绳防护措施。

（2）支架转向

在支架回收过程中，若回撤空间只限于支架本身长度，则支架被卸下时，由于支架前方未有足够的移动空间，在绞车的作用力牵引下，支架本身不能够转向，给工作面内运架带来困难；另一方面支架后端挡矸板由于受采空区碴矸挤压，其挡矸板难易拆卸，因此，在回撤前先向支架正前扩巷0.5～0.8m，为支架转向空间做好基础。扩巷后，为防止煤墙片帮现象的发生，采用大拍配合单体柱方法将煤帮闭。

（3）撤架顺序

工作面回撤可分为双向回撤和单向回撤两种。根据工作面实际情况，工作面倾向为南北方向，上巷标高＋34 m，下巷标高＋8m，坡度较大且工作面顶板破碎，碴矸多。因此，若采取双向回撤，将工作面截成两部分。其工作面下段回撤过程中，由于坡度较陡，一方面工作面内活碴易滚动伤人；另一方面所回收支架易与相邻下部支架发生挤压，其支架部件难以去卸；在下架时，支架难易控制方向，不能稳定而准确地将其下卸在指定地点。给回撤带来一定的不安全因素；而工作面上段回撤则可以避免以上不安全因素。因此，应采取单向回撤顺序且从下安全出口处向上安全出口方向回收支架。

3 支架回收技术分析

3.1 回收工艺流程

回收支架工艺流程：铺金属网→铺钢丝绳→准备材料→扩巷→清理后路→回收支架→运支架。根据工作面停采地点实际情况，先做好护顶工作，然后从工作面下安全出口处回收4mπ型钢梁及三大架，再逐一回收工作面支架。

（1）回收时，在所卸支架相邻的上侧支架顶梁上固定一台倒链，将支架顶梁翻身，保证支架顺利运出，其固定装置必须牢固可靠。

（2）将临时液压管路与支架托梁管路接通，操作手柄，使支架顶梁向煤墙侧移动0.5m左右，然后拆除舍帮挡矸板，再拆除托梁套。

（3）用4根单体液压支柱将在支架4根支柱替换掉，其单体液压支柱初撑力达到规定要求。

（4）慢慢卸载单体液压支柱，使支架顶梁缓慢下落，下落过程中及时拆除单体液压支柱；同时支架顶梁在倒链的作用下，使支架顶梁翻身，再用绞车钢丝绳与支架顶梁前端连接，在绞车的牵引下，将支架顶梁运出工作面。

3.2 遇到的问题及解决办法

随工作面回采，工作面内支架越来越少，支架稳定性降低，又由于工作面坡度较大，支架出现抖动现象，给回收支架带来了不安全因素。为此，在现场管理中采取打叉子棚或打戗柱措施。通过对支架进行加固，增强了支架的稳定性，从而使工作面回收支架安全性得以提高，保证工作顺利正常进行。

4 结语

教学二矿31161工作面悬移支架回撤过程中，通过采取提前铺金属网及钢丝绳、扩巷等措施，为工作面支架安全顺利回收提供了保证。但支架回收过程中，由于其金属网未连接到位，钢丝绳选择较细、铺设不均匀等，钢丝绳未能充分发挥支撑力作用，给支架回收工作带来了一定的困难，对以后工作面悬移支架的回收起到警示。