不規(guī)則工作面小角度邊采邊撤支架回采的探索與實(shí)踐

趙明江 王政敏 桂寒

摘? 要：曉明礦現(xiàn)處于尾采階段，為提高煤炭資源回采率，受地質(zhì)條件影響會(huì)將工作面布置成不規(guī)則形狀，回采時(shí)增加施工工藝[1]和施工難度，通過對(duì)S1701工作面后三角點(diǎn)頂板的有效支護(hù)、自制加工設(shè)備，順利完成了小角度邊采邊撤支架[2]的回采施工任務(wù)，保證礦井接續(xù)順暢。

關(guān)鍵詞：小角度;邊采邊撤;不規(guī)則形狀;接續(xù)順暢

Abstract： Xiaoming Mine is now in the tail mining stage. In order to improve the recovery rate of coal resources， the working face will be arranged in an irregular shape due to the influence of geological conditions， and the construction technology and construction difficulty will be increased during mining. Through the effective support and self-made processing equipment for the roof of the back triangle point of S1701 working face， the mining construction task of small angle mining while withdrawing support has been successfully completed， so as to ensure the smooth continuity of the mine.

引言

曉明礦剩余工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，受斷層及鄰近采空區(qū)影響，將工作面設(shè)計(jì)成不規(guī)則形狀，工作面儲(chǔ)量小、生產(chǎn)期限短、幫頂壓力大，給工作面回采及安拆帶來很大難度。對(duì)此從設(shè)計(jì)到回采大膽嘗試、勇于創(chuàng)新，根據(jù)實(shí)際勘探的地質(zhì)條件，經(jīng)各系統(tǒng)技術(shù)人員核算驗(yàn)證，并呈報(bào)領(lǐng)導(dǎo)審閱后制定施工方案，優(yōu)化施工工藝，采取有針對(duì)性的安全技術(shù)措施，保證回采施工順暢，通過對(duì)S1701工作面回采實(shí)踐有效解決了煤炭資源缺失和礦井接續(xù)困難的問題。為不規(guī)則工作面的高產(chǎn)高效[3]開采提供了可靠的技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 曉明礦概況

S1701工作面位于南一采區(qū)七層一段，運(yùn)順長(zhǎng)355m，北部為N1710工作面和F313斷層，南部為F309斷層和14257采空區(qū)，西部為F306斷層，東部為F301斷層和S1702采空區(qū)。因S1701回順鄰近斷層較多，因此將其設(shè)計(jì)成不規(guī)則形狀[4]，共有2個(gè)直切眼，三段回順，一切眼長(zhǎng)122m，安裝86組支架，二切眼長(zhǎng)84m，安裝56組支架，一段回順長(zhǎng)92m與工作面成28°夾角布置，在回采過程中需進(jìn)行二切眼接續(xù)和邊采邊撤53組支架施工（如圖1所示）。

2 方案的確定

根據(jù)設(shè)計(jì)隨工作面的推進(jìn)，工作面傾向長(zhǎng)度不斷減小，回采至設(shè)計(jì)終采線時(shí)，工作面傾向長(zhǎng)度由206m縮短至126m，工作面現(xiàn)有液壓支架數(shù)量為142架，預(yù)計(jì)回撤53組支架。進(jìn)入邊采邊撤階段時(shí)，工作面與一段回順夾角為28°，機(jī)尾每推進(jìn)0.8m，工作面煤壁縮短1.5m，一段回順推進(jìn)1.7m。每天按回撤兩組支架組織生產(chǎn)?；爻分Ъ軙r(shí)采用支架推移缸自主牽引的方式完成支架調(diào)向，利用安設(shè)的回柱絞車牽引支架至自制裝車平臺(tái)，通過回柱絞車牽引完成裝車和運(yùn)輸。

3 施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)及危險(xiǎn)因素分析

頂板：受斷層和臨近采空區(qū)影響，S1701回順幫頂壓力顯現(xiàn)明顯，需提前對(duì)二切眼接續(xù)處的頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，因工作面與回順夾角較小造成幫頂維護(hù)困難。綜采隊(duì)編制安全技術(shù)措施提前對(duì)一段回順的頂板采用補(bǔ)打錨索或錨索梁的方式進(jìn)行支護(hù)，防止因空頂斷面增加導(dǎo)致的頂板下沉，重點(diǎn)加強(qiáng)采止線附近的頂板維護(hù)。

設(shè)備：機(jī)電修配廠提前準(zhǔn)備并檢修好回柱絞車，確保設(shè)備完好、構(gòu)件齊全?；爻分Ъ艿钠桨遘嚭附酉尬话搴玩i車連接環(huán)要牢固，按設(shè)計(jì)要求加工裝車簡(jiǎn)易平臺(tái)，確保與專用平板車配套，綜采隊(duì)按措施要求安裝設(shè)備保證其強(qiáng)度符合施工要求。

運(yùn)輸：加強(qiáng)整組支架轉(zhuǎn)運(yùn)線路的鐵道維護(hù)工作，運(yùn)輸隊(duì)鐵道班每天派專人對(duì)鐵道進(jìn)行檢查維護(hù)，對(duì)于底板泥濘段加穿木道木，回撤支架時(shí)要嚴(yán)格按措施要求進(jìn)行拉運(yùn)施工，選好起吊點(diǎn)上好二保險(xiǎn)，抬扛10t滑輪時(shí)要由專人指揮、齊拿齊放，并派專人放好警戒，拉運(yùn)區(qū)域嚴(yán)禁有無關(guān)人員進(jìn)入，確保施工安全。

瓦斯：保安區(qū)每天派專職瓦檢員對(duì)支架回撤區(qū)域的瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)瓦斯異常必須停止作業(yè)，采取有效措施處理，嚴(yán)格按措施要求施工。

4 施工前的準(zhǔn)備

4.1 頂板支護(hù)

（1）一段回順斷面寬5.5m。超前支護(hù)采用兩排單體鉸接梁，一排單體帶帽點(diǎn)柱聯(lián)合支護(hù)頂板，一梁兩柱，柱距0.8m，鉸接支護(hù)排距為2.4±0.1m，單體帶帽點(diǎn)柱柱距0.9m±0.1m，單體穿鐵鞋確保支護(hù)有效，超前支護(hù)長(zhǎng)度靜態(tài)不低于30m，動(dòng)態(tài)不低于20m。工作面推進(jìn)至拐點(diǎn)時(shí)，提前在機(jī)尾寬幫處打一排鐵頂子，間距1m。

（2）在回順內(nèi)頂板補(bǔ)打6.2m錨索支護(hù)，由原來的2020布置，補(bǔ)打至2222布置共計(jì)補(bǔ)打錨索96根，并在巷道靠上幫幫肩位置補(bǔ)打一排3m錨索梁18根，間距1.8m與巷道平行布置;在采止線硐室內(nèi)，補(bǔ)打五根3m錨索梁，與巷道垂直布置（如圖2所示）。

（3）工作面?zhèn)渥阍?，在支架回撤后打木垛支護(hù)頂板。綜采隊(duì)要對(duì)最后一組支架加設(shè)擋板，防止回撤支架時(shí)頂板掉塊，碰傷支架操作人員，同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)輸機(jī)掐板區(qū)域的幫頂維護(hù)工作。對(duì)回順三角點(diǎn)附近斷面大區(qū)域及時(shí)按措施要求補(bǔ)打單體點(diǎn)柱維護(hù)頂板。

（4）因切眼與回順夾角為28°，回采時(shí)很容易造成片幫，回撤區(qū)域空頂較大，生產(chǎn)過程中，按收尾鋪網(wǎng)要求在機(jī)尾10組支架頂板鋪網(wǎng)打錨桿，每班結(jié)束后要采用錨桿和鋼筋鋼帶將機(jī)尾幫維護(hù)好，以保證回撤時(shí)掐板施工安全。

4.2 回撤支架前的準(zhǔn)備工作

（1）機(jī)電修配廠按方案要求準(zhǔn)備3臺(tái)JH-20回柱絞車并檢修完好，提前按圖紙加工制作好簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)，并備好3輛專用平板車用于整組支架轉(zhuǎn)運(yùn)。

（2）綜采隊(duì)在工作面距一段回順30m時(shí)，提前將三角點(diǎn)硐室及回順按措施要求補(bǔ)打單體點(diǎn)柱支護(hù)，備足原木和大柈在回順內(nèi)整齊擺放，用于支架回撤后打木垛支護(hù)頂板。回采過程中控制好機(jī)頭串量，調(diào)整工作面平直度。按施工要求在回順巷道下幫側(cè)布置三臺(tái)回柱絞車，從里往外依次為兩臺(tái)SDJ-20回柱絞車①、②，一臺(tái)JH-14回柱絞車③，邁步移設(shè)。使用第一臺(tái)SDJ-20回柱絞車將物件托運(yùn)至超前支護(hù)外，使用JH-14回柱絞車將物件托運(yùn)至裝車位置并裝車，使用第二臺(tái)SDJ-20回柱絞車將物件車下放至回風(fēng)口處。提前打好起吊錨桿，按措施要求錨固簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)，將專用平板車入井運(yùn)至回順口雙道處備用。

5 邊采邊撤支架施工工藝

（1）由于該工作面與一段回順夾角28°，每推進(jìn)一刀既回撤一組支架。機(jī)尾掐板處煤柱較小易片幫，割煤期間回順機(jī)尾20m范圍內(nèi)掛警戒旗，嚴(yán)禁人員通過。在支架回撤及掐板期間還必須按措施要求加強(qiáng)該段的幫頂維護(hù)工作。

（2）從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，采用白班檢修、掐板、回撤支架，二班正常生產(chǎn)和維護(hù)施工段幫頂，確保支護(hù)有效。生產(chǎn)過程中調(diào)整好運(yùn)輸機(jī)平直度及機(jī)頭串量，并保證白班回撤工作留有足夠的空間，生產(chǎn)過程中每推進(jìn)一刀在工作面后三組支架頂梁上方上一節(jié)鐵道，用于支架回撤后打單體支護(hù)頂板，在生產(chǎn)結(jié)束后將工作面運(yùn)輸機(jī)拉空。

（3）采用了平行作業(yè)的方法。白班回撤，二班正常生產(chǎn)，每天按回撤兩塊運(yùn)輸機(jī)板和兩組支架組織生產(chǎn)。將檢修人員分出5人安排上二班，如白班支架未拉運(yùn)到位或完成裝車，此組人員負(fù)責(zé)完成尾工任務(wù)。白班一組負(fù)責(zé)檢修，一組負(fù)責(zé)掐板，另一組負(fù)責(zé)回撤支架、運(yùn)輸機(jī)板并裝車。作業(yè)時(shí)檢修班人員確定掐板位置，派專人與變電列車集中控制人員聯(lián)系并放好警戒，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域，運(yùn)輸機(jī)板斷開后，用回順安設(shè)的①號(hào)回柱絞車配合10t滑輪將2塊運(yùn)輸機(jī)中部板拽出至機(jī)尾，由負(fù)責(zé)拉運(yùn)和裝車的人員將拽出的運(yùn)輸機(jī)中部板由③號(hào)回柱絞車完成裝車，在運(yùn)輸機(jī)板拽出一鉤后掐板人員進(jìn)行對(duì)接運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾工作，保障運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常（如圖4所示）。

（4）待運(yùn)輸機(jī)對(duì)接完畢后，開始回撤支架施工，由支架工操作機(jī)尾倒數(shù)第二組支架，利用支架推移裝置連接大鏈與拉移板配合完成支架拉運(yùn)和調(diào)向工作。待支架調(diào)出后，由巷修工在支架上的鐵道上打單體對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù)，確保回撤下一組支架時(shí)頂板支護(hù)有效。

（5）待支架完成調(diào)向后由①號(hào)絞車?yán)\(yùn)至絞車附近時(shí)，由③絞車?yán)^續(xù)拉運(yùn)，直至完成裝車，保證捆車?yán)喂?，然后由安裝隊(duì)利用②號(hào)絞車放至回順口，與調(diào)度絞車交接及調(diào)運(yùn)工作。待支架拉運(yùn)出一段距離后，支架工開始利用推移裝置對(duì)機(jī)尾最后一組支架進(jìn)行回撤，并按以上工序完成支架調(diào)運(yùn)工作。

（6）最后一組支架調(diào)向完畢拉出后，由綜采隊(duì)巷修工在有單體支護(hù)的地點(diǎn)對(duì)后三角點(diǎn)頂板進(jìn)行打2m×3m木垛支護(hù)，保證木垛支護(hù)有效后，將所有支護(hù)單體回收備用。在支架調(diào)運(yùn)施工中嚴(yán)格按措施施工，派專人做好警戒工作，確保施工安全。

（7）由于工作面與回順夾角小，支架回撤后造成空頂大，經(jīng)研究決定機(jī)尾留兩組待撤支架邁步支護(hù)頂板，并在最后一組支架靠近采空區(qū)側(cè)用木板設(shè)置成擋板，在支架降架后防止頂板浮塊掉落碰傷操作人員。生產(chǎn)過程中最后兩組支架嚴(yán)禁人員停留，瓦檢員定期檢查后三角點(diǎn)瓦斯?jié)舛?，為便于工作面瓦斯管理，后三角點(diǎn)安設(shè)抽排風(fēng)筒，用于瓦斯抽排，同時(shí)綜采隊(duì)采用矸石充填采空區(qū)。

6 優(yōu)勢(shì)與不足

6.1 優(yōu)勢(shì)

（1）通過對(duì)頂板的有效維護(hù)，施工中在機(jī)尾留兩組支架作為支護(hù)頂板用，保證頂板安全支護(hù)有效。

（2）自制加工的裝車平臺(tái)經(jīng)改進(jìn)與支架專用車匹配較好，保證了支架裝運(yùn)安全可靠。

6.2 不足

（1）對(duì)頂板的維護(hù)保證了施工安全，但不利于后三角點(diǎn)瓦斯管理，由于本工作面瓦斯?jié)舛容^低，通過抽排或封閉等手段可保證通風(fēng)安全，如瓦斯?jié)舛容^大，還應(yīng)采取相應(yīng)的保障措施。

（2）回撤施工期間材料投入較多，為頂板安全考慮未能有效采取回收措施。

7 結(jié)論

通過對(duì)S1701綜采工作面小角度邊采邊撤支架回采施工的探索和實(shí)踐，為不規(guī)則工作面回采、頂板維護(hù)和設(shè)備布置提供技術(shù)參照，提高煤炭資源回收率，有效解決煤炭缺失和接續(xù)困難的問題，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為綜采工作面設(shè)計(jì)和回采拓寬了視野，提供了經(jīng)驗(yàn)。為今后開采相同地質(zhì)條件的采煤工作面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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