赵庄煤业5305 综采工作面中部回收支架实践浅析

晋 兵

（晋煤集团赵庄煤业，山西 长治 046600）

0 引 言

液压支架作为综采工作面的重要设备，具有重量大、价格昂贵、可回收重复多次使用等特点[1]。我国井工生产矿井一般都配备1～2 套综采液压支架，供生产和接替工作面使用。当工作面回采至设计停采线位置时，需通过回撤通道安全撤出工作面的全部支架并安装至接替工作面，俗称工作面搬家[2]。支架的回收速度决定了工作面撤架顶板的安全条件，同时快速撤架也可以尽早完成新综采工作面的安装，确保生产衔接。

1 工程概况

赵庄煤业5305 综采工作面工倾向长224m，一进一回布置方式，其中53051 巷作为进风巷兼作主运巷，安装有1.4m 皮带机和移动负荷列车；53052 巷是回风巷，作为搬家过程中的设备倒移运输路线。

该工作面工布置有132 个6.2m 综采支架，ZY12000/28/62 中间液压支架121 架，重量40.75t/架，最小尺寸7800×1660×2800mm；ZYGT12000/28/62 过渡液压支架3 架，重量40.56t/架，最小尺寸8300×1660×2800mm；ZYT12000/28/62 端头液压支架6 架，重量41.82t/架，最小尺寸8800×1660×2800mm。

整个撤架通道从机头至机尾呈上山地形，从第70# 架至机尾段支架顶板破碎且陡坡（坡度10～12°）。如果从机头开始回收支架，坡度太大，不具备进车条件；如果从机尾回收支架，由于坡陡拖车上不去且在出架过程中有发生支架倒架和溜坡的危险，对安全极为不利。因此，对安全快速回撤该工作面的液压支架提出了新的挑战。

2 综采工作面中部回撤支架实践

针对无法从机头或机尾开始撤架的实际问题，安装队技术人员提出从工作面中部60#架为分界点开始，向两头回收支架。支架被撤出调向后，由工作面内的绞车将其拖到合适的装架位置，然后将支架拖车开至回收支架的合适位置，利用支架拖车的装车装置将支架装车运走。当已撤出的支架未及时运走时，可由绞车将撤出的支架拉到10m 之外，以便于对剩余待撤支架进行调向。

2.1 机头段回收

机头段回收时，先回收59#支架，调向60#支架；回收57#支架，调向58#支架，依次撤架。在59#支架回收完毕后调60#架，60#架作为煤帮侧的掩护架，回收57#支架后调架58#支架，58#支架调正后作为采空区侧的掩护架。回收普通架至54#前，掩护架必须调正到位。机头段掩护架调正后，机头段撤架暂时停止，开始调机尾掩护架。掩护架调正期间要求在55#～60#支架间撤架通道内打三排密集木垛，每排打6 个木垛。原支架位置下方打四个实心木垛，实心木垛每层不少于5 根；撤架通道内打两个“井”字型木垛并连锁[3]。

图1 60#掩护支架调向示意图

图2 机头侧掩护架调正示意图

机尾掩护架调正到位后，开始回收机头段支架。机头段撤架通道内地形较为平坦，支架撤出后可用支架拖车直接装车回收，这段回收为正常撤架工艺。支架被撤出调向后，由工作面内的绞车将其拖到合适的装架位置，然后用支架拖车将支架装车运走。

回收机头58#掩护架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板。回收机头60#掩护架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板，同时在煤帮打两个“#”字型木垛维护顶板。机头1#、2#端头架迈步回收，在移动够一个支架的距离后，在原支架位置打一个“#”字型木垛，直到永久支护段先回收2#支架，再回收1#支架。

图3 回撤58#掩护支架示意图

2.2 机尾段回收

机头段支架回收完毕后，开始回收机尾段支架[4]。机尾段撤架通道内地形为10°以上的陡坡，通道内坡面湿滑，车辆极容易出现跑车现象，且顶板高度不够，不具备进车条件，因此只能绞车配合以支架自拉自的方式移动至机尾装车位置后回收，这段为非正常工艺回撤支架。

机尾段回收时，先回收62#支架，调向61#支架。62#支架回收完毕后调61#架，61#架作为煤帮侧的掩护架。回收64＃支架后，调架63#支架，63#支架调正后作为采空区侧的掩护架。回收普通架至66#前，掩护架必须调正到位。除掩护架外，其余支架暂时放于机尾段撤架通道内，待机尾铺底后再运出工作面。机尾段掩护架调正后，机尾段撤架暂时停止。

图4 机尾段回收62#架示意图

回收62#支架，在原支架位置打2 个“#”木垛来维护顶板。由于机尾侧不具备通车条件，支架暂且放至撤架通道内，待机头支架回收完毕后，再自移至机尾装车回收。调向61#架为机尾方向煤帮侧掩护架，在原支架位置2 个“#”木垛来维护顶板。由于机尾侧不具备通车条件，支架暂且放至撤架通道内，待机头支架回收完毕后，再自移至机尾装车回收。

后续逐架回收机尾段支架，每回撤一架支架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板，在煤帮打两个“#”字型木垛维护顶板，直至机尾130#过渡架和131#、132#端头支架。

回收机尾130#端头架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板。在掩护架后面跟3 个“#”字型木垛以维护顶板，为撤掩护架做准备。回收机尾63#掩护架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板。

图5 回撤63#掩护架示意图

然后回收机尾61#掩护架，在原支架位置打两个“#”字型木垛维护顶板，在煤帮打两个“#”字型木垛维护顶板。最后迈步方式回收机尾131#、132#端头架，在移动够一个支架的距离后，在原支架位置打一个“#”字型木垛，直到永久支护段先回收131#支架，再回收132#支架。整个撤架通道的132 个支架全部回收完毕，在53052 巷口打两个“#”字型连锁木垛封口。

图6 巷道口打#字型连锁木垛封口示意图

3 撤架顶板管理及效益分析

3.1 撤架顶板管理

由于5305 综采工作面回收支架采用的是用两架支架作为掩护架进行回收支架，因此在掩护架与采空区侧的空顶区域相对增大，在支架拖出后，要使用单体柱及时对顶板条件不好的区域进行局部支护。当掩护架与采空区侧的三角区域因空顶距离较大，顶板压力显现较大时，为确保掩护架正常移动，要在掩护架顶梁上支设一根4.5m 的π 型钢梁（伸出部位要插入采空区侧的木垛上0.8～1m，另一端伸出到靠煤柱侧掩护架上不小于500mm）。若掩护架（靠采空区侧）降架时4.5m 的π 型梁松动不接顶，要提前在该掩护架里侧支设单体柱，以固定π 型梁。以此方法对掩护架与采空区侧的顶板进行维护以便于掩护架的正常移动。当三角区域顶板压力显现较大时，利用单体柱对支架顶上的钢梁伸出部位进行支护（在顶板较好的情况下，可不必支设单体柱），以维护掩护架与木垛之间的顶板。

撤架通道顶板破碎区域要提前套棚，套棚采用钢梁支设在支架顶梁间，撤架通道一梁两柱布置。若顶板破碎严重，需要架密集棚。机尾段掩护架调正后，掩护架顶梁上方必须保证上三根4.5m 的π 型钢梁，间距800mm，且π 型钢梁需延伸至煤帮掩护架顶梁上部不小于500mm 位置，另一头搭至采空区木垛上方不小于500mm，以此来维护三角区顶板[5]。

3.2 撤架效益分析

目前，赵庄矿井下5305 综采工作面撤架已使用该技术方案，且顺利将5305 工作面的132 个支架全部回收，证明此方案可行。

回收5305 综采工作面132 个架，有60 个架从机头回收，平均每班回收6 架，共10 个班。如果都从机尾出，每班只能回收2 架，共30 个班。因此，节省工时20 个班，节支人工费用约13 万元。在特殊地质条件下的综采工作面从中部回收支架技术，减少了施工工序，节省了人力、提高了回收作业的安全系数，更降低了成本，加快了回收工期。

4 结 语

通过5305 综采工作面中部回收支架实践，不仅探索出了特殊地质条件下综采工作面撤架通道内支架回收的新工艺，而且简化了特殊地质条件下的综采工作面撤架通道内支架回收工序，提高了安全系数。