煤礦井下綜采設(shè)備回撤工藝技術(shù)研究

趙惠東

（陽泉市燕龕煤炭有限責任公司，山西 陽泉 045011）

引言

井下綜采面設(shè)備的回撤是保證綜采作業(yè)順利進行的重要過程，其回撤的效率和安全性直接決定了煤礦井下綜采作業(yè)的效率和人員安全，由于在綜采的收尾階段，井下巷道的不穩(wěn)定加劇、頂板破碎程度大、綜采片幫現(xiàn)象增多，而且由于井下空間狹小、回撤設(shè)備數(shù)量多，因此在傳統(tǒng)的設(shè)備回撤過程中需要對巷道進行擴大并加強支護，效率較低，難以滿足井下綜采設(shè)備高效回撤的需求[1]。

為了滿足井下綜采設(shè)備高效回撤的需求，本文在對井下各設(shè)備回撤流程進行詳細分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的快速回撤工藝，以綜采面原有的液壓支架為基礎(chǔ)實現(xiàn)回撤過程中的迎頭支護，減少了井下支護的時間，同時通過對回撤流程的優(yōu)化，提升了井下回撤的效率，根據(jù)實際應(yīng)用表明，新的綜采設(shè)備回撤工藝，將井下回撤時間縮短了27.8%，對提升井下設(shè)備回撤效率和安全性具有十分重要的意義。

1 回撤工作準備

井下綜采面的可采走向長度為1 179 m，傾向長度為163 m，屬于穩(wěn)定型煤層，平均厚度為7.49 m，平均傾角為5.7°，屬于近水平煤層，煤層的自然發(fā)火期為21 d，在綜采作業(yè)過程中的粉塵濃度計較大，爆炸的危險性較高。在綜采方式上該綜采面采用了長壁綜合機械化放頂煤開采，全部垮落法管理頂板。在綜采面上中部液壓支架的數(shù)量為89 個，過渡液壓支架的數(shù)量為6 個，端頭支架數(shù)量為1 個，刮板輸送機在前后各有一部，帶式輸送機有1 部，綜采完成后需撤出井下巷道。

為了保證回撤帶的安全性，在綜采面順槽的停采線前后側(cè)各20 m 處對頂板錨索進行補強支護，同時需要對順槽前后的巷道地坪進行硬化，在出口處設(shè)置1 臺鋼絞車，用于對刮板輸送機、支架進行回撤，在綜采面的中部設(shè)置一個慢速絞車，用那個有調(diào)拉支架，兩個絞車的設(shè)置位置保持在25 m 以內(nèi)，便于配合對重型機械設(shè)備的回撤。在初次設(shè)置絞車后，兩臺絞車可以交替后移，最終將中部絞車移動到回風順槽的末端，用于倒運支架并完成對剩余的兩個過渡支架的回撤。在回撤時對回撤通道利用錨索和鋼帶進行補償加固，保證設(shè)備回撤過程中的安全性。

2 綜采面設(shè)備回撤研究

根據(jù)井下綜采面設(shè)備的分布情況，結(jié)合井下巷道的實際地質(zhì)條件，提出了新的綜采設(shè)備沿回風順槽回撤的順序，依次為綜采面前端刮板輸送機-綜采面后側(cè)刮板輸送機-采煤機-液壓支架-管路設(shè)備，綜采面上各個綜采設(shè)備的布置結(jié)構(gòu)，如圖1 所示[2]。

圖1 綜采面設(shè)備布置結(jié)構(gòu)示意圖示意圖

2.1 綜采面刮板輸送機回撤方案

根據(jù)前端刮板輸送機分布，在進行回撤時，首先將刮板輸送機兩側(cè)的雜物清理干凈，然后將刮板輸送機調(diào)直，拆卸掉輸送機兩側(cè)的刮板并裝入轉(zhuǎn)運小車升井。從設(shè)備的末端位置拆卸掉刮板輸送機的鏈條，然后拆卸刮板輸送機機頭和機尾位置的電機、減速器，拆卸后將其用專用的平板轉(zhuǎn)運車轉(zhuǎn)運到開闊地帶，待其他設(shè)備拆卸完成后通過無軌腳輪車轉(zhuǎn)運到地面上[3]。

在拆卸綜采面后側(cè)的刮板輸送機時，刮板、電機、鏈條的拆卸方式和前端刮板輸送機拆卸方式相同，拆卸后將刮板組件統(tǒng)一裝車升井。刮板輸送機的鏈條部分則通過無軌腳輪車轉(zhuǎn)運升井。待刮板輸送機的端頭架撤出后，將機頭過渡槽通過原端頭架處通道撤出，然后由綜采面的無軌腳輪車轉(zhuǎn)運升井。在回撤機尾時需要將機尾處的支架提前裝車轉(zhuǎn)運，空出巷道空間后將頂板進行補強支護，然后再撤出，避免出現(xiàn)巷道變形或者垮塌，最后將刮板輸送機的機頭撤出，通過牽引車及轉(zhuǎn)運平板拖車將其轉(zhuǎn)運升井。

2.2 采煤機回撤方案

對采煤機的回撤，從刮板輸送機拆除到采煤機時就開始準備，先將采煤機的供電電纜，將接口處做好保護，然后逐級拆除分布在采煤機上的各類電纜和管路，最后在逐步拆除截割滾筒及搖臂，通過叉車和支架的配合，將其分開轉(zhuǎn)運[4]。

2.3 綜采面液壓支架回撤

液壓支架是煤礦井下巷道支護的核心，隨著綜采作業(yè)的進行，液壓支架需要對采空巷道進行支護，保證在綜采擾動和礦壓波動下的巷道穩(wěn)定性，因此井下綜采面設(shè)備回撤最難的點在于如何在保證井下巷道穩(wěn)定的前提下將大量的液壓支架快速、安全的回撤出來，保證井下綜采面設(shè)備的回撤周期[5]。傳統(tǒng)的回撤方案中，需要先對井下巷道進行補強支護，然后在支護完成后再進行液壓支架的回撤，不僅效率低而且進一步縮小了井下巷道空間，增加了液壓支架的回撤難度。

結(jié)合井下實際情況，提出了以綜采面原有的液壓支架為基礎(chǔ)實現(xiàn)回撤過程中的迎頭支護方案，在進行支架回撤時，每撤出一個中部液壓支架就將掩護支架前移一次，綜采面液壓支架的回撤工藝流程，如圖2所示[6]。在回撤過程中第4#和第5#液壓支架作為掩護液壓支架。

由圖2 可知，在進行液壓支架回撤時，首先撤回1#過渡支架，然后利用牽引絞車將2#過渡支架調(diào)整為傾斜30°，然后再撤出3#過渡支架，撤出后在利用絞車將2#過渡支架進一步調(diào)整為傾斜45°，然后再將4#液壓支架進行調(diào)斜，作為支架回撤時在老空側(cè)的掩護支架。同時將5#液壓支架調(diào)整為45°角，和2#過渡液壓支架平行放置，利用絞車前移4#液壓支架慢慢前移到指定位置。

圖2 液壓支架回撤工藝流程

在移動過程中，再利用絞車將2#過渡支架貼幫擺正，然后將5#支架后移作為煤墻一側(cè)的掩護支架，和4#支架并排放置，完成以上步驟后再撤出2#過渡支架，然后在絞車的牽引下調(diào)整4#和5#支架，使其并排布置。

在液壓支架回撤的過程中，在5#掩護支架上設(shè)置一個導向滑輪，利用絞車牽引將后側(cè)的支架撤出架窩，同時根據(jù)井下的實際情況，在架窩位置設(shè)置一個1.1 m×1.1 m 的十字形木垛，進行臨時支護。然后再按照次方法依次撤出其他液壓支架，待其他支架均撤出后，再利用液壓單體支柱配合將4#和5#掩護支架撤出。

目前該井下綜采面設(shè)備回撤工藝，已經(jīng)應(yīng)用在多個綜采面上，取得了極好的應(yīng)用效果，根據(jù)實際統(tǒng)計，新的井下回撤工藝能夠?qū)⒕禄爻窌r間縮短了27.8%，對提升井下綜采面設(shè)備回撤效率和安全性具有十分重要的意義。

3 結(jié)論

針對煤礦井下綜采面設(shè)備回撤過程中工藝繁瑣、效率低、安全性差的不足，提出了一種新的煤礦井下綜采設(shè)備回撤工藝技術(shù)，對該回撤工藝技術(shù)要點和應(yīng)用情況進行了分析，結(jié)果表明：

1）新的綜采設(shè)備沿回風順槽回撤順序為前端刮板輸送機-綜采面后側(cè)刮板輸送機-采煤機-液壓支架-管路設(shè)備；

2）以綜采面原有的液壓支架為基礎(chǔ)實現(xiàn)回撤過程中的迎頭支護方案，每撤出一個中部液壓支架就將掩護支架前移一次，能夠減少支架回撤時的補強支護，提高巷道穩(wěn)定性；

3）新的井下回撤工藝能夠?qū)⒕禄爻窌r間縮短了27.8%，對提升井下綜采面設(shè)備回撤效率和安全性具有十分重要的意義。