工作面挡矸支架回收技术应用实践

冯艳杰

（山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿，山西 长治 046032）

漳村煤矿2603 工作面在回采过程中，挡矸支架受采空区垮落带岩层推挤严重，多次发生支架倾倒[1]。随着工作面的不断推进，在工作面回采完成后，由于煤层及顶板出现破碎，采用一般的支架回收工艺不能满足安全生产需要，因此，需要改进工作面挡矸支架的回收方式，实现对挡矸支架的安全顺利回收。

1 概况

2603 工作面位于二水平二〇采区南部，煤层赋存稳定，结构较简单。煤层平均厚度6.65 m，直接顶为厚度7.5 m 砂质泥岩，基本顶为厚度14 m 中粒砂岩。工作面使用的挡矸支架型号为ZRL12700/26/40D，高度为2600～4000 mm，支护宽度为1800 mm，挡矸支架组合使用时总长度为7500 mm。在回采过程中，挡矸支架受前方转载机、电气列车、皮带和后方加强支护的影响，无法在运巷内及时进行回收。因此，采取自移方式逐渐摆至运巷，待存架硐室掘好后，横向摆入硐室内存放[2]。结合2603 运巷顶板条件，决定在挡矸支架推进至运巷380～390 m 范围内进行回收。

2 支架回收技术方案

2.1 施工顶板养护硐室

为保证顶板养护硐室施工到位，2603 工作面运巷推进至382 m 处时，综采队转至2307 工作面主采，综采队三工段在2603 工作面生产，为综采队柔模工段施工顶板养护硐室创造条件。顶板养护硐室随着工作面推进进行施工，每天施工进度大于工作面推进进尺1 m，宽度以覆盖PT1#～PT4#架为准，累计沿工作面推进12 m。

顶板养护硐室顶板采用全锚索支护，锚索规格为Φ22 mm×7300 mm，间排距均为1 m，铺设单层金属网。每排锚索顺工作面方向铺设双筋钢带进行护表。顶板养护硐室累计施工长度达到12 m 以后停止施工，改为在架间打设锚索进行护顶。若端头顶板条件差，则继续开掘养护硐室，宽度覆盖PT2#架为准。

2.2 排头架后方顶板养护硐室围护

为防止挡矸支架回收过程中采空区矸石跟随垮落，影响摆架和后续的柔模浇筑[3]，排头架尾梁后方露出顶板养护硐室的顶锚索以后，排头架每拉架1 次，在挡矸支架东侧打设2 根圆木点柱进行护顶，空间足够以后在PT4#架后方顺巷打设4 个木垛进行挡矸围护。木垛规格为1.5 m×1.5 m，中心距2 m。工作面挡矸支架布置图如图1。

图1 工作面挡矸支架布置图

2.3 待浇筑空间维护

柔模砼墙体浇筑至383 m 处（进入顶板养护硐室1 m 以上）以后暂停，机头每推进1 次，在排头架后方垂直巷道方向架3.6 mπ 钢棚1 架，棚距为0.8 m。π 钢梁一端挑在挡矸支架上500 mm，π 钢梁西侧梁端和中部各打设1 根单体柱。机头每推进1 次，在排头架后方架π 钢棚1 架。

2.4 挡矸支架摆架

排头架后方待浇筑空间长度达到8 m 以后，工作面暂停生产，开始回收挡矸支架。挡矸支架采取自移方式逐渐移至巷道内。受挡矸支架体积大和转载机机尾较长的影响，挡矸支架摆架时无法直接通过摆架进入运巷内[4]。挡矸支架摆架过程如图2。

首先往巷道内摆挡矸支架，只动支架后部，前部不动，使支架原地向巷内转向至挡矸支架后方进入运巷留巷段内。然后操作挡矸支架进行后退，使挡矸支架前部与转载机机尾错开。最后将挡矸支架摆至留巷段巷中位置，与巷道方向平行。

摆架过程中逐步回收巷道侧影响挡矸支架移动的单体柱，并在挡矸支架东侧与木垛间及时补打圆木点柱和单体柱，防止顶板下沉后紧跟挡矸支架，影响柔模浇筑。

2.5 继续柔模浇筑

继续进行柔模浇筑至待浇筑区域长度小于2 m为止。柔模浇筑时及时回收待浇筑区域架设的π钢棚和柔模砼墙体采空区侧的单体柱。

2.6 运巷西帮开掘存架硐室

受前方转载机、电气列车、皮带和后方加强支护的影响，转载机无法在运巷内及时进行回收。因此，在运巷留巷段西帮正对挡矸支架位置开掘存架硐室，硐室宽度8 m，进深2 m，高度与运巷高度相同。硐室采用锚网支护，顶板使用锚索补强支护。硐室巷帮支护方式与运巷原巷相同。顶板顺运巷方向每排打设3 根锚杆，2 m 双筋钢带进行连接。硐室顶板采用Φ22-730 mm 单体锚索进行补强支护，布置形式为“1-1-1”，排距1 m。将挡矸支架摆入硐室内。

3 应用效果

2603 工作面采用自移的方法，安全、快速地完成了挡矸支架的回收工作，达到了三个效果：

（1）确保回收过程的安全。使用单体柱配合挡矸支架回收，两侧单体柱交替升紧接顶，防止一侧受力过大，及时修正支架，有效防止支架倾倒。

（2）缩短工作周期。采用自移方式回收支架方便快捷，而且在单体柱周围5 m 的范围内及可能弹出方向没有人员即可，大大提高了工效，缩短了工期。2603 工作面挡矸支架回收工作比预期提前了3 天。

（3）减少作业人员。2603 工作面采用自移方式回收挡矸支架时，只需要1 人操作、1 人监护顶板变化、2 人看护单体柱、1 人辅助即可。

4 结论

2603 工作面在回采过程中，挡矸支架受采空区垮落带岩层推挤严重，多次发生支架倾倒，给工作面挡矸支架的回收带来一定的困难。采用回收施工方案为：施工顶板养护硐室—排头架后方顶板养护硐室围护—待浇筑空间维护—挡矸支架摆架—继续柔模浇筑—运巷西帮开掘存架硐室。采用自移方式将挡矸支架摆至运巷，并横向摆入硐室内存放，确保回收过程的安全性，缩短了工作周期，减少了作业人员，实现了挡矸支架的高效回收。