全斷面掩護架拆架技術在陽煤一礦的應用

張宏偉

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

陽煤一礦作為陽煤集團特大型現(xiàn)代化礦井之一，是陽煤集團的主力生產(chǎn)礦井。礦井生產(chǎn)能力750萬t/a，礦井開拓方式采用主斜副立等綜合開拓，采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝以綜采放頂煤為主，綜采為輔。礦井現(xiàn)有采煤隊3個，準備隊1個。礦井年計劃回采工作面?zhèn)€數(shù)4個，拆除、安裝工作面?zhèn)€數(shù)各4個，拆除、安裝任務較重。其中尤以工作面支架拆除勞動強度大，危險性高，嚴重制約工作面拆除安全生產(chǎn)。

1 存在的問題

工作面設備重型化、機械化裝備不斷更新?lián)Q代，工作面推進進度大大提高，工作面服務時間相對縮短，工作面拆除、安裝任務明顯增加。目前工作面拆除期間頂板支護工藝相對簡單、落后，多采用單體柱、π型梁+單掩護架維護，見圖1。拆架期間拆架巷控頂面積非常大，礦山壓力顯現(xiàn)特別明顯，靠落山側采用單體柱+π型梁維護支護強度較低，單體柱自降、卸載、損壞嚴重，頂板下沉嚴重，不僅造成工作面死架現(xiàn)象頻繁發(fā)生，而且給安全生產(chǎn)造成短板，增加了發(fā)生傷亡事故的不安全因素。

圖1 單體柱、π型梁+單掩護架支護法拆架示意圖

隨著大采高綜采工作面在一礦成功投用后，工作面拆架巷采高需保證在6m以上，約是普通放項煤工作面采高的兩倍，而現(xiàn)有的單體柱支護高度最大僅為4.5m，單體柱控頂高度下，無法維護拆架巷通道及落山頂板，因此原有工作面拆除工藝已不適應現(xiàn)在的大采高工作面拆除條件，急需革新原有拆架巷支護工藝，創(chuàng)新滿足生產(chǎn)發(fā)展需求的安全高效拉架巷拆除工藝。

2 綜采工作面拆除工藝革新

2.1 方案的確定

根據(jù)一礦實際生產(chǎn)的要求，經(jīng)下井實地考察，根據(jù)現(xiàn)有工作面拆除的工藝及設備，形成了工作面全斷面掩護液壓支架法快速安全拆除方案。即將原工作面拆除通道及落山采用單組掩護架和單體柱+π型梁維護更改為全斷面液壓支架維護拆架巷通道及落山頂板，工作面拆除期間使用三組掩護架控制拆架巷通道和落山頂板，進而安全、高效地實現(xiàn)工作面支架拆除。

2.2 具體實施方法

待機頭過渡架拆除完畢后，將第一組普通架降架拉出并調(diào)向90°，距煤幫合適距離順巷布置，支護拆架巷通道頂板，第二組、第三組依次調(diào)向順巷布置，維護拆架巷落山頂板，利用三組普通架作為掩護架維護拆架巷頂板，第四組支架開始正常拆除，三組掩護架采用回柱機牽引或?qū)⑼评Ы锒祟^利用錨鏈固定在相鄰帶拆架上牽引跟進的方式進行邁步，直到待拆支架全部拆除。掩護架的排布及邁步方式具體要求如下。

2.2.1 三組掩護架的排布方式

（1）第一組掩護架順拉架巷支設，和煤幫留有一定距離，支架拆除后，平行被拆支架支設兩趟π型梁或板木梁，一梁四柱，梁間距750mm,然后回收落山側兩趟π型梁或板木梁，保持落山側頂板平行支設四根π型梁或板木梁，一梁四柱維護好頂板。

（2）將16t變向輪利用一條Ф26×92mm圓環(huán)鏈拴在第一架掩護架前底座上，回柱機繩繞過變向輪拴住被拆支架牽引，可使用單體柱配合把支架拉出，支架拆除后，及時打兩趟π型梁或板木梁維護好頂板，一梁兩柱，梁間距750mm，用回柱機把拆出的支架調(diào)向使其順拆架巷，同時把順拆架巷支設的一趟π型梁替柱回收，然后把16t變向輪利用一條Ф26×92mm圓環(huán)鏈拴在第一架掩護架后底座上，回柱機繩繞過變向輪拴住支架后底座牽引到拆架巷落山與第一架掩護架并列支設成為第二架掩護架。第二架掩護架和第一架掩護架距離500mm平行支設升緊共同維護頂板。然后回收落山側兩趟π型梁或板木梁，保持落山側頂板平行支設四根π型梁或板木梁，一梁兩柱維護好頂板。

（3）以第二組掩護架相同的安設方式將第三組掩護架牽引到拆架巷落山與第二架掩護架并列支設成為第三架掩護架。第二架掩護架和第一架掩護架距離500mm平行支設升緊共同維護頂板，同時在第三組掩護架靠落山一側支設擋矸柱，柱間距400mm。至此，三組掩護架全斷面布置到位，見圖2。

圖2 全斷面掩護架支護法拆架示意圖

2.2.2 掩護架的邁步、牽引方式

掩護架每個循環(huán)拆除一組支架，即每拆除1架遷移一次掩護架，遷移步距1.5m，三組支架交替邁步前移。通道側遷移方式采用回柱絞車牽引，落山側支架采用錨鏈固定相鄰架自行牽引。

3 新工藝與舊工藝技術對比、分析

傳統(tǒng)工藝采用單掩護架+π型梁支護通道和落山頂板，新工藝采用全斷面掩護架支護通道和落山頂板。綜合分析，新工藝與傳統(tǒng)工藝相比主要有三大優(yōu)點：

（1）減少了工人工作強度，提高了機械化水平。原落山側采用單體柱+π型梁維護，工人勞動強度高，需人工架設π型梁和單體柱，落山側批設木垛，且需人工回柱放頂，工作量大。新工藝采用三組液壓支架維護頂板，工序簡單，勞動強度小，自動化水平高。

（2）大大提高了頂板支護強度。采用全斷面掩護架支護，提高了拆架通道和落山支護強度，減少了礦山壓力強烈作用頂板快速下沉造成死架現(xiàn)象的發(fā)生，增大了支架拆除的有效空間，不僅提高了支架的拆除效率，同時大大提高了拆除工作的安全可靠性。

（3）解決了大采高工作面支架拆除的難題。由于采煤工藝革新，大采高作為一礦未來采煤工藝的發(fā)展方向，工作面末采采高是綜采放項煤工作面采高的兩倍以上，控頂高度6m，而現(xiàn)有的單體柱支護高度最大僅為4.5m，原有工作面拆除工藝難以滿足現(xiàn)在的大采高工作面拆除，已成為了生產(chǎn)和安全作業(yè)的瓶頸。全斷面掩護架拆除法，頂板支護由工作面液壓支架承擔，不受單體柱支撐高度限制，化解了傳統(tǒng)拆除工藝與大采高綜采工作面采高大之間的矛盾。

4 結語

采用全斷面掩護架拆除法這一新技術，提高了拆架巷采空區(qū)的各項管理標準，縮短了拆除工期，有效降低了人工成本，減輕了職工的勞動強度，提高了工作效率，并使作業(yè)場所的作業(yè)安全系數(shù)大幅提高，充分保障了職工人身安全，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)效益最大化。