大跨度综采工作面回撤期间掩护支架的使用及技术改进

张兴广

摘  要：单侯矿5102综采工作面收尾时，采面收尾宽度达到11 m，采用锚杆、锚索、金属网支护。由于5102综采工作面使用的是ZY6600/21/45整体梁支架，整体长度为7.25 m，在采面回撤时需要的空间大，为保证回撤工作面迎头的支护强度，提高员工操作的安全系数，决定在5102使用三组掩护支架回撤液压支架。

关键词：综采工作面;三组掩护支架;回撤工艺;应用改进

中图分类号：TD82              文献标志码：A

1 工作面概况

5102为单侯矿5煤首采工作面，位于首采区西部，上覆6煤层的6101N、6102N工作面均已回采完毕，下无采掘活动。工作面采用1组ZY6400/21/45型掩护支架和113组ZY6600/21/45型掩护型支架进行支护。工作面平均倾斜长度163.37 m，平均煤层角度6°，平均煤层厚度3.96 m，两巷超前采用DJB1000金属铰接顶梁配合DZ-3.15m单体液压支柱进行支护，超前加強支护段不小于30 m。

5102基本顶岩性为粉砂岩，平均厚度3.40 m，灰色，局部具水平层理。直接顶岩性为细砂岩，平均厚度1.45 m，浅灰色，含植物化石碎屑，上部较细，下部较粗，泥质胶结，观感显粗糙，局部为中砂岩。

依据《5102工作面回采地质说明书》含煤地层顶底板岩性特征以及参考单侯矿6#煤层已采工作面矿压观测成果，确定该工作面直接顶为中等偏稳定的2～3类顶板，老顶来压显现强烈程度为Ⅱ级明显。

2 传统的回撤工艺

采面回撤收尾时，铺网上绳，每组支架顶梁上串2根4 mπ型钢，每根π型钢下打设一根单体柱，在用单体柱配合3 m落叶松两面平打托梁支护，一梁三柱。回撤液压支架时采用一组掩护支架，老塘毛窝内使用3.3 mπ型钢配合单体柱支护，一梁四柱，见七回二，每班班末保证不少于5排单体柱。

如图1、图2所示。

传统的回撤工艺每班工作量大，以每班回撤2组支架计算，需要支设回撤单体柱60多次，工人劳动强度大。回撤迎头需要的支护面积大，顶板难于管理，工作环境危险，人员需要经常进入毛窝内回撤单体柱。回撤时材料损耗大，支网柱消耗量大，单体柱、π型钢容易损坏。

3 三组掩护支架

为节省人力，提高回撤支架的效率，减少材料的消耗，保证人员的作业安全，在5102工作面率先使用三组掩护支架回撤液压支架，如图3所示。

4 三组掩护支架在实际应用中的改进

由于三组掩护支架在我矿属于首次采用，在应用过程中也出现了一些问题：

（1）掩护支架自移装置操作繁琐，耗费的工时多。

（2）牵拉掩护支架时使用支架自身的推移顶子，排出的乳化液造成采面迎头积水，工作环境差。

（3）老塘毛窝内支护强度不够，当顶板来压时，可能无法牵拉掩护支架。

解决方案：

（1）为了简化牵拉掩护支架的操作，结合以往牵拉掩护支架的经验，决定采用25 t绞车配合掩护支架推移顶子牵拉掩护支架。在未拆的第一组支架顶梁上挂好导向的工字轮，绞车绳头与推移顶子用40 t溜子大链固定好，将推移顶子升出，开动绞车绷紧绞车绳，液压支架工在架箱内操作手把，收回推移顶子，以此牵拉掩护支架，由于推移顶子的伸缩量只有800 mm，所以每回撤一组支架需要收两回推移顶子。这种方法操作简便，不易断绳，在顶板压力大时还能使用滑轮组牵拉掩护支架，增加员工操作的安全系数。

（2）将三组掩护的回液系统与支架的主回液接通，形成闭合的供液系统，有效减少了采面的回撤迎头的水源，不仅使生产环境得到改善，作业安全得到进一步保障。

（3）由于三组掩护支架的最大支护宽度为5 m左右，对于收尾宽度为11 m的采面支护的范围有限。为保证顺利牵拉掩护支架，提高工作环境的安全系数，采用3 m落叶松两面平配合单体柱加强支护，如图4所示。

5 三组掩护支架的注意事项

（1）掩护支架的位置关系：最靠近老塘侧的掩护支架与待回撤支架的大柱对齐，控制好老塘毛窝的大小;三组掩护支架对齐，掩护支架的顶梁端与待回撤支架的顶梁留出不大于500 mm的间距，掩护支架间留出不大于200 mm的间距。

（2）回撤迎头支护：迎头支护必须先支后回，在牵抹出支架后必须先搭设托梁，再牵拉掩护支架。所搭设的大板必须挑绳支护，支设好的单体柱及时拴好防倒绳。两侧毛窝及时使用支网柱支护好，先牵拉掩护支架然后回撤毛窝内的单体柱。

（3）牵拉掩护支架的顺序：先牵拉靠近老塘侧的掩护支架，再依次牵拉另外2组支架。牵拉掩护支架前把架脚煤矸清理干净，牵拉过程中使用抬脚顶子，减少牵拉过程中的阻力。牵拉掩护支架时控制好架向，防止掩护支架间咬架或倒架。

6 三组掩护支架的优点

（1）降低了回撤迎头员工的劳动强度，提高了回撤迎头的顶板的支护强度，有效降低了毛窝内顶板事故的发生。

（2）减少了回撤迎头单体柱及支网柱的投入量，降低了材料的损耗，盘活了设备物资。

（3）以往的回撤工艺，每班至多能回撤2组，采用三组掩护支架后，每班回撤至少能够回撤2.5组支架，条件好时还能回撤3组支架，大大提高了回撤的效率，缩短了工作面回撤支架的回撤周期，为该矿的生产衔接提供了保障。

伴随着煤矿产量的日益提高，综采设备将被广泛地应用，综采液压支架由于整体性好，支护强度高，将逐步成为煤矿综采工作面必不可少的一部分。三组掩护支架的回撤工艺对于顺利回撤综采液压支架，实现回撤综采工作面的高产高效具有较强的指导意义。

参考文献

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