综采工作面液压支架单架掩护法撤除工艺研究

韩志强　沈品品

摘要：在综采工作面设备回撤中，液压支架撤除属于其中关键，液压支架撤除工艺直接影响撤除速度。基于此，本文将简单介绍综采工作面液压支架撤除常见工艺，并结合济宁三号煤矿实例，深入探讨综采工作面液压支架单架掩护法撤除工艺的具体应用，具体涉及铺网收尾、单架掩护法应用路径、装架要点、顶板管理要点等，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

关键词：综采工作面;液压支架;单架掩护法;直接撤架法;掩护撤架法

Study on Removal Technology of Hydraulic Support Single Frame Cover in Fully Mechanized Mining Face

HAN Zhiqiang SHEN Pinpin

（Yankuang Group Mining Engineering Co.， Ltd.， Jining， Shandong Province， 273516 China）

Abstract： The removal of hydraulic support is one of the key points in the equipment withdrawal of fully mechanized working face， and the removal process of hydraulic support directly affects the removal speed. Based on this， this paper will briefly introduce the common removal process of hydraulic support in fully mechanized working face， and combined with the example of Jining No.3 coal mine， deeply discuss the specific application of the removal process of hydraulic support single frame shield method in fully mechanized working face， specifically involving the net laying ending， application path of single frame shield method， key points of loading， roof management and so on， hoping that the research content can enlighten the relevant practitioners.

Key Words： Fully mechanized mining face; Hydraulic support; Single frame cover method; Direct frame removal method; Cover frame removal method

直接撤架法、掩護撤架法、单架掩护法等均属于常用的综采工作面液压支架撤除工艺，不同工艺具备不同的优势和不足。但结合实际调研可以发现，部分单位在综采工作面液压支架撤除方面存在工艺选用不当问题，由此催生的撤除速度等方面问题必须得到重视，这类问题的针对性预防正是本文研究的关键所在。

1. 综采工作面液压支架撤除常见工艺

1.1直接撤架法

直接撤架法适用于存在较好顶板条件的工作面，如存在采用锚杆支护的撤除通道，可直接撤除液压支架。在直接撤架法的应用过程中，需首先缩回液压支架侧护板，随后进行降柱处理，液压支架用千斤顶或绞车拉出1.5-1.8m，沿垂直煤壁方向并随后进行90°旋转，最终用绞车拉到装车地点。撤除第一组工作面端部支架后，需将木垛支护顶板打上，之后支架每撤一组，托棚均需要沿工作面方向设置，靠采区侧的走向棚一端可顺利托往，也可以采用丛柱维护。全部撤除液压支架后，木支架方可回收。直接撤架法具备撤除速度快、工序简单、工作空间宽敞、坑木消耗少、便于支架前移调向、施工安全、劳动强度低等特点^[1]。

1.2掩护撤架法

较差的工作面顶板条件适合采用掩护撤架法^[2]，具体步骤为：（1）沿工作面方向，在撤架端部液压支架（第一、二、三组）前上方打长方木两块，规格为3.0m，液压支架挑的木板梁可由此拖住，随后拆下第一组支架前梁，将其用绞车前拉，停止依据为顶梁值贴帮柱400mm，采用相同方法并列第一组支架与第二组支架，分别牵出外运第三、第四组支架，即可将木垛支护顶板2个打上。最后进行支架调向处理，将第一、二组支架平行工作面煤壁设置，保证前梁安装及时，即可提供掩护架满足整个工作面撤架过程需要^[3];（2）拉出煤壁侧掩护架到一定位置，将待拆支架上方木板梁撑住，待拆支架前梁可随之降下，最终脱离顶板;（3）降柱的掩护架由绞车牵引前移，在与待拆支架靠近后，待拆支护上方顶板需在其前梁升架后开展针对性控制，同时交替掩护两掩护架;（4）下降待拆支架到最小高度，将侧护板收紧，完成管路拆除，随后绞车负责牵出、调向运走;（5）拉出支架后，采空区侧需要及时打上撑柱，数量应为3-4根，以此在顶板钢丝绳上支设^[4];（6）将采空区侧掩护架前移，实现拆架空顶支护;（7）基于上述过程逐架撤出，直至剩下两组支架时，采空区侧掩护架此时不再前移，将倒数第二组支架撤除后，采空区侧掩护支架需随之牵出，进行木垛设置，完成拆除空间维护，顺利拆除侧掩护架可获得支持;（8）将煤壁侧掩护架拉出，采空区侧使用单体液压支柱打好抬板，架梁上的木板梁可由此托住，最终拉出工作面最后一组支架，将单体支护和木料及时回撤^[5]。

2. 综采工作面液压支架单架掩护法撤除工艺的具体应用

2.1案例概况

以济宁三号煤矿163上05工作面施工3^#煤层作为研究对象，该煤层具备厚度稳定特点，煤层厚度、倾角分别为3.80～4.35m、1°～11°，煤层结构为2.10（0.25）1.80m，一般为4°。煤层的直接顶板、局部顶板分别为石灰岩、炭质泥岩伪顶，厚度分别为3.72m、0.40m，直接底板、老底分别为细砂岩、粉砂岩，厚度分别为1.30m、3.05m。收尾期间，存在架顶板破碎的1^#～7^#，综采工作面液压支架回撤难度因此提升。

2.2铺网收尾

推进至距终采线12m时，综采工作面163上05开始铺网收尾。从机尾处支架开始铺网，采用菱形铁丝网，规格为6000mm×1350mm，需按照平行于工作面的长边进行铺设，双层网铺设在顶板破碎时进行。板梁铺设于金属网下放，同时铺设第1排网与第1排板梁。基于甩入落山的第1排板梁，在1000mm时，全部压实老山侧，即可停止支架前移，扩大循环工作可随之开展。采用一次成型斜扩10架工艺进行扩大循环，1组为10架，连续扩帮，直至规定得到满足。之后选择挑梁维护，规格为4.2m每架两梁，煤帮由梁大头顶住，棚腿设置于挑梁下。大头朝上设置棚腿，棚腿与梁头用耙钉将两侧钉牢，打在硬底上的棚腿下端需紧贴煤帮^[6]。

2.3单架掩护法应用路径

首先拖出2^#支架降柱，随后调向、拖出。拖出1^#架降柱，調向处理使其靠近煤壁侧，此时为掩护架，将掩护架依次前移，其他支架即可按顺序撤除。斜撑柱与木柱设置于掩护架、撤架之间，结合现场实际情况选定数量，采用红松圆木作为点柱，规格为d200mm，满足顶板维护需要，回撤至最后2架时，先拆除掩护架，随后进行8^#和81^#支架的回撤。

2.4撤除2^#架要点

在撤除2^#架前，需在机头支架（1^#、2^#、3^#）前梁上设置11^#工字钢梁，长度最短为4m，以此实现1^#、2^#架拆除后挑梁的维护。完成挑梁支护后，方可将支架前梁降下。（1）将支架间液管断开，具体涉及进、回液管，之后开展封口处理，重新供液采用独立高压液管;（2）挂钩，使用圆环链固定重型导向滑轮于探梁耳子上（3^#架前），规格为d26mm×92mm，把钩工2名负责在重型导向滑轮上穿过拆架绞车绳，并使用圆环链将钩头与四连杆连接固定;（3）收侧护板、降架前移，操作阀组收回侧护板，由液压支架工负责，将侧护板固定销插入，缓慢下降2^#架到最低高度，相关人员撤至安全地点后，拆架绞车方可开动，慢慢前移的支架与原位置完全脱离后，停止牵引;（4）调向，将滑轮摘掉，此时需存在不再通过滑轮的钢丝绳，拆架绞车的进一步开动需以全部人员处于支架支柱内为依据，由此开展调向处理，保证支架平行煤壁。撤除支架后，需将斜撑柱与木柱设置于原有空间，满足顶板维护需要;（5）对架，将拆架绞车钩头取下，将对架绞车钩头换上，支架拉出过程中全部人员需处于支架支柱内。

2.5调向处理1^#架要点

1^#架由独立高压液管重新供液，使用圆环链将重型导向滑轮于探梁耳子上（3^#架前）固定，重型导向滑轮由拆架绞车绳穿过，1^#架四连杆用圆环链与钩头连接固定，降下支架，停车需要以保险煤帮与支架距离为100mm为依据，随后发信号松绳，将重型导向滑轮取掉，开展拉架处理，逐步将支架靠近煤壁侧，使其成为掩护架。

2.6撤除3^#～79^#架要点

采用正常撤除方法撤除3^#～79^#架，支架回撤过程需要将待拆支架进回管路断开，随后，（1）将进回液管断开，需将回液管U型夹取下，将进回液管拔出，封口处理，重新供液采用独立高压液管;（2）挂钩。在掩护架四连杆上固定重型导向滑轮，具体采用圆环链，重型导向滑轮穿过拆架绞车绳，使用圆环链固定待拆架四连杆与钩头;（3）收侧护板，收回待拆架侧护板后，将侧护板固定销插入，缓慢降低待拆架到最低高度，随后将拆架绞车开动慢慢前移支架，牵引以完全脱离支架原有位置为依据;（4）调向，向滑轮摘掉后，使滑轮不再通过钢丝绳，开动拆架绞车开展调向处理，保证平行于煤壁。设置木柱与斜撑柱于原有空间，满足顶板维护需要;（5）对架。将拆架绞车钩头取下，更换对架绞车钩头，最终拉出支架;（6）前移掩护架，重新补联撕破的金属网，规避冒矸埋架问题，及时维护待拆架与掩护架间的三角区，设置好斜撑柱与木柱。完成上述准备后，将拆架绞车钩头通过圆环链挂至掩护架四连杆上，掩护架重新供液采用高压液管，随后将掩护架立柱通过远距离操作阀组降下，前移掩护架1.5m，最后升起支架。

2.7撤除80^#和81^#架

基于上述顺序操作支架，撤除掩护架后，回撤拆架绞车和相应开关电缆，80^#和81^#架最终开展“迈步式”撤除，由副巷装架绞车负责。完成收尾后，副巷口原棚梁“锁口”采用针对性设置的切顶柱子，数量为3根。

2.8装架要点

经平台装车，拆出的支架利用副巷装架绞车拉上平板车，运行期间的绞车需对支架运行情况开展细致观察，异常情况出现时需立即停止运行，支架位置采用顶溜器调整，保证支架位置合适、装稳。需使用封车器将平板车与支架四角捆绑牢固，平板车和轨道或平台需固定牢靠，采用40t链连接。

2.9顶板管理要点

在2^#架回撤时，正式施工前设置了1.6m×1m×2.2m规格的2^#木垛、2m×2m×2.2m规格的3^#木垛，通过接顶严密的木垛，以及设置的中间柱（中间）和包角柱（四角），耙钉钉牢的木垛为顶板管理提供了有力支持。结合针对性观察可以发现，待撤支架与掩护架间存在处于倾斜塌方状态的顶板，顶板于靠近支架处较高，冒落的矸石将网压下，因此待撤架与掩护架间存在三角形的空间投影。三角区的维护属于液压支架回撤顶板管理要点，一般采用木垛、斜柱、木支柱等方式进行管理，其中木垛对不适用于顶板破碎条件，这是由于承受横向推力的三角区内维护会导致迎山架设的木垛较为费时费力，不安全的长时间三角区逗留也使得相关施工难以安全开展。结合倾斜状态的三角区内顶板，结合迎山角度问题和较大的顶板破碎压力，案例最终采用堆柱迎上架设方式，该方式的应用最终取得了理想效果，通风通道的畅通得到了较好保障。

3结语

综采工作面液压支架单架掩护法撤除工艺应用需关注多方面因素影响，本文研究直观展示了液压支架单架掩护法撤除工艺的具体应用。为更好服务于综采工作面液压支架撤除，各环节的人员及时撤离、安全管理工作的严格开展、前移掩护架工序的灵活推进同样需要得到重点关注。

参考文献

[1]洪启忠，赵伟，刘辉.大采高工作面支架回撤通道围岩变形分析及支护优化研究[J].煤炭技术，2020，39（12）：4-7.

[2]秦强.综采工作面液压支架连杆结构特性分析[J].技术与市场，2020，27（12）：99-100.

[3]仝伟国.综采工作面液压支架快速安装工艺的应用[J].机械管理开发，2020，35（11）：154-155.

[4]李世辉，宋阳，王必永.新型综采工作面液压支架快速撤除机械手及应用实况[J].科技创新与应用，2020（32）：106-108.

[5]孙毓言.大倾角煤层综采工作面液压支架稳定性分析及安全过断层技术研究[D].中国矿业大学，2020.

[6]郭建军.长距离调斜综采工作面顶板管理研究与实践[D].西安建筑科技大学，2019.