綜放面快速退錨裝置及其應(yīng)用

薛保林

(山西柳林興無煤礦有限責(zé)任公司，山西 柳林 033000)

綜放工作面回采時，受錨固力作用順槽采空區(qū)后方頂板隨工作面推進(jìn)不能及時垮落，易形成頂板大面積懸頂和瓦斯積聚［1，2］。尤其在高瓦斯和頂板堅(jiān)硬條件下，更易形成強(qiáng)沖擊載荷，嚴(yán)重影響了煤礦的安全高效生產(chǎn)［3］。

TMQ400型快速退錨裝置可以使綜放面順槽快速退錨，從而實(shí)現(xiàn)采空區(qū)、運(yùn)輸和回風(fēng)順槽的快速放頂，有效管理頂板和瓦斯積聚。同時，回收的錨索、錨具和錨梁等可重復(fù)利用，降低了礦井材料消耗，節(jié)約了支護(hù)成本，是煤礦必備裝置。

本文以國陽二礦80906工作面為背景，介紹了綜放工作面快速退錨裝置的工作原理、退錨及放頂工藝。通過現(xiàn)場應(yīng)用，分析其使用過程中的注意事項(xiàng)，驗(yàn)證其使用效果。

1 快速退錨裝置工作原理

TMQ400型快速退錨裝置主要由錨具、頂壓器、退錨卡緊器、千斤頂、進(jìn)油路、回油路、壓力表、單向閥、油泵、壓桿、調(diào)壓閥及操作閥等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1［4］。

退錨機(jī)執(zhí)行部件張拉千斤頂和手動泵，千斤頂承壓面積58.3 cm2，有效張拉行程150 mm，額定張拉力400 kN，適用鋼絲繩直徑21.6 mm。

圖1 TMQ400型快速退錨裝置結(jié)構(gòu)示意圖

退錨機(jī)退錨工作原理如下:先將錨具和頂壓器卡到退錨卡緊器上，固定好后通過操作閥操作手把，打開單向閥。液壓油通過進(jìn)油路驅(qū)動千斤頂，手動操作壓桿，將頂板和錨具外套頂起，實(shí)現(xiàn)錨具外套和錨具的分離，再用工具使頂壓器槽口已經(jīng)松動的錨具退至退錨器內(nèi)，通過千斤頂松開錨索，最后撤出退錨機(jī)，完成錨索等的退錨工作。

2 快速退錨及放頂工藝

退錨機(jī)裝置施工工藝如下:解錨具前，首先，在被解錨索的槽鋼或鋼帶下打2根單體柱，使用高壓膠管連接液壓泵和退錨千斤頂接頭，插上U型卡銷，避免粉塵雜物等混入千斤頂和油液中，確保高壓膠管和接頭的整潔;其次，操作液壓泵換向閥至千斤頂處，使退錨缸復(fù)位，打開內(nèi)部工具錨，然后，把退錨鋼絞線穿入退錨千斤頂孔內(nèi)，千斤頂離錨具3 cm左右，完成錨具外套和千斤頂頂壓器的連接;操作液壓泵換向閥至張拉位置，開啟液壓泵，將錨具頂起一定距離，繼續(xù)操作液壓泵使錨具外套和頂板密實(shí)，使錨具外套和錨具分離，然后使用螺絲刀或小型器具，在頂壓器孔中將錨具上的皮圈割斷，并使其松動，落入退錨器內(nèi)，工作人員到達(dá)安全位置后，操作換向手柄和液壓泵，完成退錨缸回至初始位置，繼續(xù)操作液壓泵使退錨器松開完成退錨。在此期間，需有專人監(jiān)視頂板與支架情況，發(fā)現(xiàn)異常及時停止工作，撤出人員，檢查支護(hù)可靠后，方可繼續(xù)工作。在預(yù)緊與松動千斤頂時，使用液力泵要時刻注意壓力表指針，不能使其超出指示范圍。退錨或放頂必須支設(shè)好臨時支護(hù)，必須遵循“先支后回”的原則，加壓時，工作人員必須撤至所退錨索5 m以外，落山側(cè)不得有人，嚴(yán)禁空頂作業(yè)，確保在安全保護(hù)下作業(yè);最后，將退錨裝置放至專有儲存處，避免煤塵、雜物和水等污染，以免影響設(shè)備以后的正常使用。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 工作面概況

國陽二礦現(xiàn)主采15#煤層，位于石炭二疊系太原組下部，傾角2°～22°，平均6°，煤層厚度6.22 ～6.84 m，平均厚度6.53 m，含夾矸兩層，厚度分別為0.3 m和0.2 m，煤層埋深500～600 m，平均埋深550 m。80906工作面傾向長度200 m，走向長度1500 m，綜合機(jī)械化采煤，采用全部垮落法管理頂板。80906工作面基本頂為致密堅(jiān)硬的細(xì)粒砂巖，不易冒落，厚度6.80 m，單向抗壓強(qiáng)度 69.0 ～ 207 MPa，平均 150 MPa。直接頂為砂質(zhì)泥巖，單軸抗壓強(qiáng)度為74～90 MPa，平均82 MPa，平均厚度7.2 m。直接底為砂質(zhì)泥巖和泥巖，致密、含植物化石，單軸抗壓強(qiáng)度62.5～65.7 MPa。80906工作面運(yùn)輸順槽巷道支護(hù)設(shè)計(jì)見圖2。

由圖2可知，運(yùn)輸順槽為錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)，頂錨桿選用d20 mm×1800 mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距1000 mm×1000 mm，兩幫選用d20 mm×2000 mm左旋螺紋鋼錨桿，距底500 mm，間排距1000 mm×1000 mm。錨索采用d17.8 mm×4500 mm鋼絞線，間排距3000 mm×1050 mm，垂直頂板布置;頂板與兩幫采用網(wǎng)孔為40 mm×40 mm的菱形金屬網(wǎng)護(hù)壁，鋼筋梯子梁用d14 mm圓鋼焊接而成。錨桿錨索托盤采用萬能穹形托盤。工作面超前25 m用單體液壓支柱配合鉸接頂梁超前支鉸接梁交錯布置。

圖2 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)示意圖

3.2 退錨準(zhǔn)備工作

工作面斜切回采一定距離后，運(yùn)輸順槽端頭頂板難以跟進(jìn)垮落，此時，需立即停機(jī)閉鎖運(yùn)輸機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)，然后檢查運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾和轉(zhuǎn)載機(jī)處瓦斯?jié)舛?，?dāng)瓦斯?jié)舛仍?.8%以下時，打戧柱并在機(jī)尾運(yùn)輸機(jī)減速器處搭設(shè)操作臺，擺放退錨索機(jī)及擺順管路。

3.3 退錨注意事項(xiàng)

1)作業(yè)時，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度。

2)退錨必須在進(jìn)、回風(fēng)端頭密柱以外、放頂步距以內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)禁超前支架切頂線1 m退錨，頂錨索卸壓應(yīng)在回柱放頂前進(jìn)行。解錨索托帽螺絲、解錨索鎖具和支設(shè)臨時柱前，都必須要有專人檢查巷道頂板及圍巖狀況，并用長柄工具處理危巖活矸，要詳細(xì)檢查作業(yè)地點(diǎn)的環(huán)境狀況，排除一切影響操作的雜物。

3)放頂必須由3人配合進(jìn)行，放頂時停止運(yùn)輸機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)行且閉鎖其開關(guān)，靠放頂?shù)攸c(diǎn)的10臺液壓支架嚴(yán)禁卸載降架。

4)回柱放頂時，要嚴(yán)格執(zhí)行“先支后回”的原則，施工人員必須面向落山側(cè)操作。

5)作業(yè)時，要在安全有效的臨時柱下，由里往外逐排逐根地解錨索托帽螺絲和錨索鎖具，隨后回掉舊切頂密柱，將其搬至新切頂密柱以外不影響拉頭尾的地點(diǎn)后，再由里往外逐排逐根地回掉臨時柱。

6)待退錨工作和回柱放頂結(jié)束后，將新切頂密柱中間留下的空隙補(bǔ)支上密柱，密柱與減速器間要留寬0.7 m的人行通道。

7)退錨預(yù)緊過程中，錨索下方嚴(yán)禁有人，預(yù)緊完畢，工作人員必須撤至所退錨索3 m以外觀察頂板變化，落山側(cè)不準(zhǔn)有人，然后方可加壓退錨。

8)進(jìn)、回風(fēng)巷落山退錨、回柱放頂前，必須檢查落山角瓦斯?jié)舛?，?yán)禁瓦斯超限作業(yè)。

9)如進(jìn)、回風(fēng)巷落山側(cè)老頂解錨后，仍未垮落且懸頂超過規(guī)定時，必須用編織袋裝煤粉做假閉墻，假閉墻要用風(fēng)筒布遮蓋好，并封堵嚴(yán)密。

3.4 退錨效果

國陽二礦80906工作面目前向前推進(jìn)120 m，每班按照上述退錨操作方法退錨，使得滯后工作面的運(yùn)輸和回風(fēng)順槽頂板隨工作面推進(jìn)及時垮落，工作面回采至今未發(fā)生頂板大面積懸頂和瓦斯積聚現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了80906工作面的安全高效生產(chǎn)。

［1］張日林，李少華，張建榮.退錨索機(jī)在綜放工作面的應(yīng)用［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2008，23(3):81－82.

［2］陳勝利，沈玉旭，康天合.頂板深孔預(yù)裂爆破提高綜放孤島工作面初采率研究［J］.煤炭工程，2013(11):47－49.

［3］馬 魁，王德民，畢 強(qiáng).高瓦斯易自燃綜放面自燃危害的綜合防治［J］.煤礦安全，2008(2):43－45.

［4］尹中會，顧玉明，葉國徽，等.錨索退錨機(jī)楔形卡緊器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析［J］.煤礦機(jī)械，2012，33(12):84－86.