綜采放頂煤工作面快速撤架工藝在成莊礦的應(yīng)用

李澤晨

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦， 山西 晉城 048021）

1 原撤架工藝存在的問題

以往綜采放頂煤工作面撤架過程中，對(duì)撤架空間頂板的維護(hù)采用三個(gè)掩護(hù)架和三角區(qū)打柱相結(jié)合的支護(hù)方式；三個(gè)掩護(hù)架形成后，三角區(qū)支設(shè)5排3.5 m板梁，每根板梁下支設(shè)2根單體柱（共計(jì)10根單體柱），將支架撤出后，要及時(shí)在原支架位置垂直掩護(hù)支架架設(shè)兩架挑棚梁（板梁規(guī)格為R150 mm×3.5 m），挑棚梁距下一待拆支架頂梁邊約750 mm±50 mm，兩挑棚梁間距750 mm±50 mm，為三柱支護(hù)（拉架2號(hào)掩護(hù)架時(shí)回掉影響拉架的2根單體柱），此時(shí)單體柱數(shù)量為16根；將三個(gè)掩護(hù)架拉到位后，待撤下一個(gè)支架時(shí)，及時(shí)回掉三角區(qū)2排4根單體柱，形成5根板梁一梁兩柱支護(hù)，形成撤架作業(yè)一個(gè)循環(huán)作業(yè)。如圖1所示。

圖1 原撤架工藝圖

采用這種方式存在如下問題：

1）撤架區(qū)域三角區(qū)面積較大，需進(jìn)行專門支護(hù)。支護(hù)方式為棚梁配合單體柱支護(hù)，規(guī)格為一梁兩柱，需架設(shè)五組。

2）每撤一個(gè)支架，人員需架設(shè)3.5m棚梁2根，同時(shí)需回掉三角區(qū)4根單體柱，人員需頻繁的支設(shè)、回柱作業(yè)，不僅浪費(fèi)了大量的材料，而且維護(hù)工作量大，支護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，人員消耗體力大，易出現(xiàn)安全事故。

3）撤架空間小，待撤支架容易出現(xiàn)尾梁卡絆單體柱的情況，作業(yè)人員安全風(fēng)險(xiǎn)大，且不利于現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化管控。

2 快速撤架工藝的提出

2.1 主要改進(jìn)內(nèi)容

將原來的3架掩護(hù)工藝改為4架掩護(hù)工藝，以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少維護(hù)量，節(jié)省工作面板梁數(shù)量，降低磕手碰腳等安全事故的發(fā)生。每撤出一個(gè)支架，省去架設(shè)一架棚梁工序，省去三角區(qū)及架設(shè)棚梁處單體柱的作業(yè)工序，保證人員作業(yè)安全。

形成四個(gè)掩護(hù)架，撤架時(shí)空間大，待撤支架不會(huì)出現(xiàn)以往尾梁卡拌單體柱情況，不僅提高作業(yè)人員安全系數(shù)，而且保證現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)，改善現(xiàn)場(chǎng)人員作業(yè)環(huán)境。

2.2 具體實(shí)施方式

形成四個(gè)掩護(hù)架，三角區(qū)支設(shè)3排3 m板梁，每根板梁下支設(shè)1根單體柱（共計(jì)3根單體柱），將支架撤出后，要及時(shí)在原支架位置垂直掩護(hù)支架架設(shè)一架挑棚梁（板梁規(guī)格選用R150 mm×3 m），挑梁靠三角區(qū)側(cè)梁頭支設(shè)1根單體柱，然后用3號(hào)掩護(hù)架護(hù)幫板挑住棚梁另一頭；拉掩護(hù)架前，將三角區(qū)1根單體柱回掉，然后四個(gè)掩護(hù)架拉到位，此時(shí)三角區(qū)恢復(fù)3根板梁一梁一柱支護(hù)方式，形成撤架的一個(gè)循環(huán)作業(yè)。如下頁(yè)圖2所示。

2.3 解決的主要問題

與原撤架工藝相比，新撤架工藝從工藝源頭很好地解決了原撤架工藝所遇到的問題：

1）掩護(hù)架正式形成時(shí)新撤架工藝掩護(hù)面積大，三角區(qū)范圍大大減少，從而減少了三角區(qū)支護(hù)工序；如下頁(yè)圖3所示。

2）支架撤出后新撤架工藝只需架設(shè)一架棚梁，比原工藝少架設(shè)一架棚梁，三角區(qū)亦不需額外架設(shè)棚梁支護(hù)。如圖4所示。

3）撤架空間大，作業(yè)環(huán)境安全性大大提高，職工作業(yè)期間事故率大大減低。

圖2 新撤架工藝圖

圖3 新撤架工藝大大減少了三角區(qū)的范圍

2.4 主要目標(biāo)

降低在實(shí)際撤架過程中，木垛、板梁等材料的投入，從而降低撤架成本。減少工人在采空區(qū)側(cè)作業(yè)的頻次，最大程度上減少了工人受傷的風(fēng)險(xiǎn)。減少了打木垛支護(hù)工藝，加快了撤架速度。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

新快速撤架工藝首先在回收2319工作面時(shí)采用，撤架106架，取得了良好的使用效果。這種撤架方法由于撤架空間大，待撤支架尾梁卡拌單體柱的情況得以避免；改善了作業(yè)環(huán)境，作業(yè)人員的安全系數(shù)大大提高，有利于保證現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)；同時(shí)由于撤架工序相對(duì)簡(jiǎn)化，架設(shè)棚梁等工序相對(duì)減少，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。新撤架工藝在成莊礦進(jìn)行推廣應(yīng)用，在 4310工作面（138架）、3310工作面（132架）回收作業(yè)時(shí)繼續(xù)采用。

新快速撤架工藝取得了很好的實(shí)施效果，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

經(jīng)濟(jì)效益：新撤架工藝的推廣應(yīng)用大大減少了撤架作業(yè)過程中對(duì)棚梁?jiǎn)误w柱的投入、損耗維護(hù)費(fèi)用。撤架作業(yè)中使用的棚梁價(jià)格2 800元/m2，每根約400元，單體柱每根約1 600元，單體柱復(fù)用折舊費(fèi)用按10%計(jì)算，新撤架工藝每撤一個(gè)架將減少投入6根棚梁，12根單體柱，每撤一個(gè)支架將減少投入6×400+12×1 600×10%=4 320元。

該礦各工作面安裝130架左右的支架，因此每個(gè)工作面將減少投入4 320×130=561 600元。

同時(shí)由于撤架工藝的改進(jìn)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，這方面也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

社會(huì)效益：撤架工藝的革新給工作面撤架工作帶來巨大的便利，深受廣大職工的歡迎與肯定，并由此調(diào)動(dòng)了廣大一線職工、技術(shù)人員深入現(xiàn)場(chǎng)了解問題、解決問題的積極性。撤架工藝的創(chuàng)新必將對(duì)綜采面設(shè)備安裝與回收工藝產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，具有巨大的社會(huì)效益。

圖4 新撤架工藝減少了棚梁的架設(shè)

4 結(jié)語(yǔ)

該撤架工藝思路在實(shí)踐中是可行的，可在所有綜采放頂煤工作面推廣應(yīng)用，在此次井下試驗(yàn)中主要暴露的問題是，在第四個(gè)架拖移過程中，由于采空區(qū)側(cè)壓力大，造成煤壁凸出，出現(xiàn)掛支架的情況。解決辦法是，提前處理好老塘區(qū)煤壁。