综采工作面液压支架回撤新技术应用

【摘 要】单侯矿5煤首采工作面5101N综采工作面在回采结束以后，使用金属网加锚杆支护进行收尾。由于该工作面使用整体顶梁支架，该套支架整体长度达到7.5m，为保证支架在采面能够顺利调向，因此在收尾期间将切眼刷扩至11m，为保证回撤期间，作业人员的安全，因此决定在该工作面使用三组掩护支架进行回撤。通过实践，确保了安全生产提高了工人效率，大大减轻了工人劳动强度。

【关键词】综采工作面；掩护支架；回撤；整体顶梁

1、前言

随着矿井生产装备的提升，越来越多的整体顶梁液压支架被投入到实际生产中，该套支架由于整体性较好，可以大大减少顶板破碎时对煤质的影响，提高原煤的发热量。但是该套支架在后期回撤调向过程中，对回撤通道的宽度要求较大，与带小梁的支架相比，回撤通道的宽度增加了将近1m，对顶板支护十分不利，因此我们决定在回撤过程中使用三组掩护支架，实现了综采工作面整体顶梁支架安全高效回撤。

2、工作面概况

5101N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和113组ZY6600-21/45型掩护支架进行支护，工作面平均倾斜长度163.37m，平均煤层倾角6°，平均煤层厚度3.96m；两巷超前采用DJB1000金属铰接顶梁配合DZ-3.15m单体液压支架进行支护，超前加强支护段不小于30m。

3、常规老塘侧一组掩护支架回撤方法

以往我矿采用一组掩护支架进行回撤，即先拆除采面第2、3组支架，然后将第一组支架进行调向，在采面形成一组掩护支架形式，靠近老塘侧使用单体柱加π型钢梁进行回撤，实践表明这样做的缺点是：

（1）回撤期间工人劳动强度较大，按照我矿正规劳动循环组织，每班拆除两组支架，则每班要重复回撤、打设单体柱及钢梁达到40多次，其中不包括牵拉掩护支架等内容。

（2）安全系数较低，采面牵拉掩护支架后，毛窝内顶板随即下沉，工人在附近操作时，要随时注意观察顶板，对我矿安全生产十分不利。

（3）材料费投入较大，由于回撤时，需要大量的使用木料及单体柱，造成回撤期间材料费损耗较大。且由于回撤期间顶板压力较大，部分单体柱损坏严重，造成损失较大。

4、新工艺3组掩护支架回撤方法

4.1工作面3组掩护支架的形成方式

回撤支架前，先在皮带巷下出口抹角处用两面平大板打设一个2.4m*2.4m的木垛支护上顶顶板。将第一组支架向皮带巷牵拉一步至抹角位置，利用绞车或单体柱支靠的方法将支架调向与煤壁侧成45°，给液将顶梁接顶。在原支架位置处打设一个2.4m*1.2m木垛。第2组支架暂时不动。将第3组支架拆除，在原支架位置打设一个2.4m*1.2m木垛支护顶板，第3组支架牵拉至解体地点将顶梁摘除。继续拆除4、5组支架，拆除工作完成后，将第2组支架调向与煤壁成45°，给液将顶梁接顶。然后将第1组支架靠近煤壁调向与采面平行，做为第一组掩护支架，同时使用绞车牵拉或单体柱支靠的方式将第2组支架调向与采面平行，形成两组掩护支架。使用同样的方法将第6组支架形成掩护支架，则工作面已形成3组掩护支架的方式，每组掩护支架间距1m，其布置方式如下图所示：

4.2掩护支架的牵拉方式

采面形成3组掩护支架以后，为解决牵拉掩护支架的难题，我们又设计一个连接3组掩护支架的特殊装置，使掩护支架可以像依靠自身的推移千斤顶向前移动，不再使用绞车进行牵拉，该装置如下图所示：

利用液压支架的推移千斤顶与此装置连接，牵拉第1组掩护支架时，第2、3组掩护支架给液往前顶劲，此时依靠第1组支架的推移装置往前牵拉，同理牵拉第2或第3组支架时，同样适用此办法。

使用该装置的主要优点有：

（1）可以使液压支架依靠本身推移千斤顶进行移架，缩短了牵拉掩护支架所需要的时间，提高了工人工作效率，降低了劳动强度。使用传统方法回撤工作面支架时，牵拉掩护支架所需的时间，占到本班工作时间的1/3，现在使用该装置以后，牵拉掩护支架占本班工作时间的1/5，很大程度上提升了工作效率。

（2）与以往的绞车牵拉相比，该装置提升了牵拉掩护支架操作时的安全系数。以往的绞车牵拉，遇到掩护支架前方淤煤较多时，需要在掩护支架前方多次挂轮，并且耗费人力清理以后，才能进行牵拉操作，且绞车钢丝绳经常出现断绳现象，影响职工安全。使用此装置后，遇到淤煤等复杂情况时，液压支架可以利用自身的抬脚装置及推移千斤顶进行牵拉，所以大大提升了操作时的安全系数。

4.3掩护支架的回撤方法

当工作面拆除剩余末3组支架时，开始回撤才面3组掩护支架，首先要拆除连接3组掩护支架的特殊装置，然后使用上出口绞车窝内的25T绞车将靠近煤壁侧的掩护支架拉出，并在原掩护支架位置打设一个1.2m*1.2m的木垛，然后用同样的方法将第2、3组掩护支架拆除，最后回撤采面末3组支架。

5、新工艺回撤的注意事项

新工艺的实施，除了提高安全系数及提升工作效率外，必须保证安全，所以此工艺实施应注意以下安全事项。

（1）首先在收尾期间，必须保证切眼有足够宽度以及回撤通道内的支护方式，才能使用新工艺进行支架回撤。

（2）在初期形成3组掩护支架时，操作比较复杂，必须根据现场情况，及时打设木垛进行顶板支护，防止发生冒顶事故。

（3）制作特殊连接装置时，必须使用足够强度的材质，保证牵拉掩护支架时，不会发生断裂，防止发生事故。

（4）掩护支架的牵拉布距为1.5m，距未拆除支架的小梁不小于500mm，先移靠近采空区侧的掩护支架，再移靠近煤壁侧的掩护支架。

（5）掩护支架在牵拉过程中，除作业人员外，其他无关人员严禁靠近。

6、新工艺回撤的优点

自新工艺回撤方法在我矿投入使用以来，解决了我矿回撤工作面顶板管理工作的难题。为提高我矿回撤效率打下坚实的基础，其优点主要有以下几个方面：

（1）降低了回撤期间毛窝内的顶板管理工作难度，依靠液压支架自身的初撑力，提高对顶板的整体支护性，减少毛窝内发生冒顶事故的机率。

（2）降低了我矿回撤工作面期间材料费的损耗，减少了我矿在回撤期间，单体液压支柱及木料等设备的投入，为我矿开展的节支降耗工作贡献了力量。

（3）减少了工人操作时的劳动强度，工人在牵拉掩护支架时，只需操作支架手把，便可以快速移动支架，达到在毛窝内形成掩护的目的。

（4）缩短了工作面支架回撤周期，由于不再使用传统的绞车牵拉掩护支架，因此工作面回撤速度得到了很大提升。