综采工作面收尾上行式回撤支架工艺在尚庄煤矿的成功应用

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【摘要】江西煤业集团有限责任公司尚庄煤矿针对东翼轨道下山下段受工作面采动影响，巷道变形量大，不能满足支架运输的要求，为保证矿井全矿产量，不影响503工作面接续工作，提出采用上行式回撤支架工艺，并对拆除支架通道支护进行了优化，为以后类似条件下的工作面收尾工作积累了宝贵的经验。

【关键词】综采；上行式回撤；应用

江西煤业集团有限责任公司尚庄煤矿于2003年通过实施政策性破产重组的新企业。2010年又经江西煤业集团重新整合，加入江西煤业集团有限责任公司，尚庄煤矿原名坞社里煤矿，由原华东煤炭工业基本建设公司设计研究院于1965年10月设计。设计能力21万吨/年，2009年核定生产能力为45万吨/年。属煤与瓦斯突出矿井，所采煤层B4赋存于二叠系上统龙潭组老山下区段之中，采煤方法为走向长壁区内后退式，全部垮落法管理顶板。近年来通过技术改造，已打造成丰城矿务局主力矿井之一，是江西煤业集团有限责任公司采煤机械化和掘进机械化程度较高的矿井之一。

尚庄煤矿从2008年应用综采技术以来，综采工作面收尾拆架方面，一直采用圆木和11#矿工钢联合的支护控制顶板，从上往下回撤支架的方式。由于东翼轨道下山下段受工作面采动影响，巷道变形量大，不能满足支架运输的要求，如仍采用从上往下回撤方式，需对东翼轨道下山下段200多米巷道进行刷大，投入大量的人力和物力，且需3～4个月时间，将影响工作面接续工作，并在工作面顶板控制和防火方面以及运输等许多环节都存在安全隐患，为保证矿井全矿产量，不影响工作面接续工作，经调研，提出工作面采用上行回撤设备、支架，在工作面回撤支架期间采用下行通风的工艺并付诸实施，对拆除支架通道支护进行了优化，即采用工作面回风巷为支架的回撤通道，回风巷进风，顺槽回风。回撤支架通道采用“厂”型棚和锚索联合支架，杜绝了顶板、拆、运等安全事故，实现了安全高效收尾，并确保了503综采工作面的正常接续，为以后类似条件下的工作面收尾工作积累了宝贵的经验。

一、工作面概况

江西煤业集团有限责任公司尚庄煤矿501综采工作面位于-650m水平东翼下山采区东翼，工作面东面为未采动区（东Ⅲ采区工作面尚未布置），南面为369综采工作面采空区，西面为东翼轨道下山，南面为下部正在圈定的503综采工作面。501综采工作面地表标高+34.5m～+37.7m，井下标高-660.1m～-596.35m，工作面倾斜长140m。煤层倾角12°，煤层厚度1.8～4.2m，平均厚度3.2m，煤层硬度f为1～2，直接顶为深灰色炭染砂质页岩，具有菱铁矿结核，厚度6.9m，老顶为深灰色砂质页岩与砂岩细密互层，厚度6.2m，直接底为暗灰色粘土质页岩，产植物根茎化石，厚度1.5m，老底为灰至深灰色细粉砂岩，上部具鲕状结构，下部含植物化石，渐具炭染。工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。该工作面采用采用ZY3200-17/38型液压支架94架，工作面安装MG160/380-WDK型电牵引采煤机一台，SGZ630/264型刮板输送机一部。顺槽安装SZD630/110桥式转载机一台、SD2-150型带机一部以及工作面移动变电列车一列。

二、出液压支架通道支护

工作面距终采线15m，整顿好工作面，控制采高在3.2m，调整好采向，工作面开始铺菱形金属网，直至老塘侧金属网落地1m。第一排网为单网，然后铺双层网，铺网15排时，开始联钢丝绳，连续铺5根，钢丝绳为6分，每推进一排联一根钢丝绳，钢丝绳头固定在顺槽、回风巷的锚杆或锚索上，当工作面距终采线3m位置时，停止移架，将推溜杆与SGZ630/264型刮板输送机分开，继续向前割一排煤，用单体推移工作面刮板输送机，然后采用打眼放炮的方式掘出回撤液压支架通道，然后再有用采煤机截割一排，清扫干净工作面的余煤，把工作面刮板运输机移靠煤煤墙侧。回撤液压支架通道空间规格：高度2.4米；净宽不小于 2.6米。（净宽为支架顶梁最前端至煤壁支护榴树后的宽度）回撤液压支架通道采用菱形金属网、圆木、11#矿工钢架“厂”型棚和锚索支护，要求每隔3架木棚子架一架工字钢棚，每架担山必须在煤墙侧架设圆木木脚，架棚的担山一端搭在液压支架上0.3m，棚距0.5m，沿工作面倾斜方向在圆木棚子担山下打两排锚索支撑悬吊圆木担山和靠煤墙侧榴树支撑担山加强支护，第一排锚杆距支架顶梁最前端0.3m，第二排锚索距第一排锚索1.6m，榴树距煤墙侧担山端0.3m，榴树采用11#矿工钢作榴树杠子，DZ28单体作顶子，机头、机尾单体支柱部分先按正悬壁齐头梁布置，支柱支齐，再用4m长钢梁替换，钢梁两端打单体支柱支护，接顶要严实，并保证净宽不低4m，净高不低于2.6m，在机头、机尾各作一弯道，机尾并做一平车场，以备工作面设备拆除运输用。单体支柱须拴保险绳。支护规格尺寸详见附图1：501综采面出支架通道空间支护平、断面示意图。要求担山长（圆木、11#矿工钢）3.3米，圆木脚长不小于 2.4米，圆木直径不小于 18cm，锚杆采用直径Ф=20mm，L=2300mm等强度螺纹钢右旋热轧树脂锚杆。锚杆角度垂直顶板，锚索规格： 7×Ф17.8mm钢绞线，长度6300mm，槽钢：18#槽钢、长度1800mm的三孔槽钢，锚索角度：靠煤壁侧锚索为垂直方向向煤壁偏20°，其它为垂直顶板方向。

三、设备回撤流程

根据井下现场情况，采用上行式回撤设备，下行通风方式，其设备回撤流程：由上往下拆运工作面设备和顺槽设备。首先拆运采煤机，尔后拆刮板输送机，在拆刮板输送机时，同时工作面内跟道钉道至顺槽移动变电列车处，并装运刮板输送机设备以及顺槽拆除转载机和皮带，工作面刮板输送机拆运完后，依次装运顺槽转载机、皮带和移动变电列车，然后，由下向上依次拆运工作面液压支架，最后由下往上回撤工作面内慢速绞车和工作面以及回风巷内的单体、11#矿工钢、圆木等。

四、液压支架回撤

液压支架采用导向轮转向，用单体支柱配合7.5kw回柱绞车直接拉出的方式。回撤液压支架顺序：由下向上逐架进行，即1#、2#…直至94#。工作面收尾、出架方向示意图详见附图2：501综采面收尾、出架方向示意图。

（1）回撤液压支架前，先将各液压支架底座内和底座之间的的浮煤碴清理干净，对1#液压支架下方及前方做好修理，榴好树，拆除1#液压支架上的进、回液管并堵住相应的进、回液管，安装一个￠10变￠16的变节，用一定长度（4～5#液压支架外）液压管连接好液压支架的升降柱，并挂好导向轮，用7.5kw回柱绞车老钩系于液压支架前梁前端。

（2）利用单体支柱（不漏液）一端置于2#支架的底座之上，另一端置于1#支架的前梁内侧，单体支柱的放置与两液压支架间要有一定的角度；

（3）利用一定长度（4～5#液压支架外）的液压枪使单体支柱受力，受力后关闭液压阀片，把液压枪固定在单体支架上，并将枪阀打开，用绳子将其系住。

（4）在一定距离外（4～5#液压支架外），同时对单体支柱受力和液压支架回液，然后不断地对液压支架升降，使得液压支架朝煤壁方向移动。

（5）若单体支柱已经打完，回液后重新找位置，按（4）步骤进行。

（6）当液压支架底座尾部已经与2#液压支架底座的前沿大致平行时，单体支架于受力，绞车同时点拉，这样就完成了液压支架转向。

（7）若第一次不能成功地转向，绞车可回一点，单体支柱受力，液压支架反复升降，然后绞车点拉，单体支柱受力，这样反复几次可完成液压支架的转向。在1#液压支架拉出后，及时在老塘侧根据现场情况采用蛇皮袋装矸石充填或打好一四方木垛，再在木垛边榴二排树，并确保木垛与煤墙之间的宽度能满足通风、行人的需要。

（8）当液压支架成功转向后，利用22kw回柱绞车将其向上拉至34#液压支架装车平台装车，液压支架的装车采用22kw回柱绞车吊装，然后用工作面尾上40kw慢速绞车提升至工作面尾上平车场，再用3692回风措巷二部22kw慢速绞车和东翼轨道下山40kw慢速绞车运至大巷。

（9）当支架拆至附近时，及时向上移动装车平台，第一次在34#支架处，根据工作面现场情况，每次向上移动20～30架支架位置。

（10）工作面其余支架要按上述方法进行拆运。拆除液压支架与运输液压支架同时作业。由于方案正确，措施得力，每班可撤出4架液压支架，并节省了60m3以上方木。

五、安全管理措施

（1）矿成立501综采工作面收尾领导小组，安排职能科室技术人员每班现场跟班。由生产副矿长每天下午召开501综采工作面收尾平衡会。与分管安全生产的矿领导、科室负责人和作业单位负责人商讨、优化方案，协调、解决工作过程中出现的问题、事故隐患。

（2）在工作面收尾前，所有作业人员均必须学习501综采工作面收尾安全技术措施，要求作业人员严格按措施要求施工，按操作规程作业，杜绝了不合格工程和三违作业现象，确保了工程质量。

（3）在工作面回撤支架期间，工作面采用下行通风，确保了工作面风量，且工作面运输支架线路上不需设置通风设施，运输线路通畅，视线开阔，作业环境好，没有发生运输事故。

（4）在工作面收尾前，对工作面出支架线路进行整治，确保了运输线路上通畅和安全，绞车司机、挂钩工、检修人员要认真检修轨道、绞车、钢丝绳的完好情况。

六、结束语

工作面采用上行式回撤设备、支架，减少了东翼轨道下山的巷修工程量200多米，节省资金200多万元，采用“厂”型棚+锚索联合支护，工作面的顶板得到控制，工作面没有出现断梁折柱现象，减少了工作面榴树的使用，作业空间相对增大，便于作业人员操作。加快了工作面支架回撤速度，每班可回撤4架以上支架，工作面支护用的金属材料回收出90%以上，圆木顶子回出80%以上，采用矸石充填支架回撤的空间节省打木垛的方木60m3以上。实现安全高效收尾。并确保了503综采工作面的正常接续，为以后类似条件下的工作面收尾工作积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]田建辉，张力友.综采工作面设备下行撤出工艺[J].煤炭技术，2007（5）.

[2]邹德均.大倾角综采液压支架回撤实践[J].煤炭技术，2011（11）.

作者简介

杨建平（1970-），男，江西樟树市人， 毕业于安徽理工大学，本科学历，采矿工程师，注册安全工程师，江西煤业集团有限责任公司尚庄煤矿生产科副科长，从事煤矿生产技术管理工作。