综采放顶煤工作面拆除施工工艺改进

陈士升 赵亚

摘要：综采放顶煤工作拆除期间，采用锚梁网支护，采煤机扩棚，拆除迎头使用掩护支架支护顶板，装车采用装车滑板，实现了综放工作拆除快速化、安全化、经济化。

关键词：煤机扩棚：锚梁网支护：掩护支架：装车滑板：

三河尖煤矿是徐矿集团有限公司设计年产量120万t的现代化矿井，自1988年投主以来，该矿为综采机械化采煤。从2006年矿技改以来，年产量180万t，综采工作面在安装、拆除工作面频繁，综放工作面拆除施工工艺复杂，在安全上、拆除速度、材料消耗等方面都存在不足之处。近年来，通过不断的技术改进,探索出一套采用采煤机割煤扩棚、锚梁网支护、迎头使用掩护支架、可移动的装车滑板进行支架拆除。通过我矿在7423综放工作面拆除的实践证明，该拆除工艺改进后有显著的技术经济效益和推广应用价值。

1 工作面概况

1.1地质资料说明书

7423里面位于东四西轨以西，与7421工作面相邻，停采线靠近F9（H=15m∠65°）、 F10（H=8m∠62°）断层。

工作面面长172m，机采采高2.4m，煤层平均倾角6°，煤层裂隙较发育。

煤层顶底板：直接顶板为粉砂岩，厚2.45m，深灰色，夹有泥质条带，波状层理；老顶为粉细互层，厚20.6m，灰色，裂隙较发育，多被方解石充填。直接底板为粉砂岩，厚1.95m，深灰色，层理不清，含植物化石；老底为细砂岩，厚5.4m，灰色，以石英为主，矽质胶结，底部有黑色泥质包裹体。

水文情况：靠近7421采空区，其内局部有少量积水（回采期间已施工钻孔放水）。

1.2铺网扩大棚支护

1、支护方式：采用锚梁网和锚索联合支护，扩大棚用工字插梁和单体支柱加强支护。

2、扩大棚断面：支架前探梁至煤壁，宽×高=2.5×2.4m2。

2 拆除工艺

工作面在距停采线10米时，沿工作面铺设一趟压风管路，管路可铺设在刮板运输机的电缆槽下，每隔20米安装一个三通，以备接压风用。备齐铺网扩棚用的锚杆、金属网、钢带、单体、工字钢插梁以及施工所用的工具。

2.1 工作面内铺网、扩大棚

2.2.1施工工序

根据7423工作面地质情况及采动力的影响，结合地应力测定资料和拆除支架扩棚使用断面的要求，确定支护参数。铺网扩棚时顶板采用Ф20x2200mm螺纹钢高预接力等强锚杆配合4200mm长钢筋钢带，菱形金属网，眼距50x50联合支护，钢带顺倾向铺设。每根锚杆采用一套CK-Z-2370快速树脂药卷，锚索钢绞线为Ф15.24x5200mm，每孔采用一根CK-Z-2370快速树脂药卷和一根CK-Z-2380快速树脂药卷。煤帮单体与支架顶梁之间上一根3.0m工字钢插梁，煤帮采用2.8m支柱和帮锚支护。

2.2.2 施工工艺如图1

1、先铺2档单层，第3档网压第2档网一半，然后依次压茬铺双层网共计7500mm。双层网铺完后煤帮铺单层网，单层网铺至底板。

2、铺第一档网时采用打锚杆压网方式。锚杆间距1500mm。金属网铺2.2m后开始打第一排锚杆，第一、二、三、四、五、六、七排，排距1100mm，间距800mm。并铺钢筋钢带支护顶板，共计七排。在第二排第三排之间上一趟轨道（轨道型号为18Kg/m）以后每隔1100mm上一趟轨道共计3趟轨道。

3、当第一档网全部在支架尾部落地时，支架不再向前推进。开始进入到扩棚阶段。利用支架端面距的空间，先沿工作面倾斜方向在支架顶梁前端打一排锚梁，然后采用煤机按正常进刀方式割煤，煤机割煤两刀后打一排锚杆，可根据工作面顶板状况支护暴露出来的顶板。当支架推移框架完全伸出不能再向前推进时，将其溜子与支架框架联接的销子脱开，用单体把溜子抵到煤帮用煤机扩棚，扩棚净宽不低于2500mm。扩棚打锚杆时，顶板破碎处可缩小循环进尺，打完锚杆后再进行割煤。以防因空顶时间长造成掉顶。扩完棚后煤帮挂单层网，煤帮打二排木锚杆护帮，排距1500mm，间距800mm。第一排距顶板800mm，然后每隔800mm打一根锚杆。两排间距1500mm单层网铺距底板不得大于500mm，并且在每架上用一根3000mm工字钢梁，工字钢梁间距1500mm，煤帮配单体、半园木支护顶板，在第五第六排锚杆之间打一排5.2米的锚索，锚索间距3200mm（顶板破碎处可缩小锚索间距）。

2.2.3 铺网、锚杆、锚索安装工艺及要求

1、铺网期间网与网压茬200mm，双层网压茬对接时，联网采用三角形联网法，纽扣间距200mm成三角形联网，并用14＃扎丝扣实扎紧联网。铺网过程中要上3趟轨道，轨道间距1100mm，同一排轨道搭茬300mm用铁丝扎紧。轨道与网之间每隔1500mm用8＃黑铁丝捆成整体。打锚杆时煤帮肩窝处要留200mm－300mm的距离，以防煤机割坏网子，割坏的网子及时补齐，严禁有空网、漏网现象。扩棚铺网期间采高控制在2400mm左右，以方便拆除支架溜子。

2、安装锚杆时先将药卷用锚杆将药卷红色端在前放入眼内，用锚杆钻机边搅拌边推进，当锚杆托起钢带贴住顶板岩面时，启动钻机按顺时针旋转，边旋转边推进，将锚固剂搅拌8-15秒钟，匀速推进孔底。风钻不回落，等30秒后再次启动风钻、推进，直到锚杆螺母定位销被剪断。锚杆按设计位置安装，采用锚杆钻机打眼，用钢绞线将树脂药卷红色端在前放入眼内，用锚杆钻机边搅拌边推进，推入孔底后停止升钻机，搅拌20s后停机。5min后安装托盘和锁具。再用张拉千斤顶进行张拉，预紧力为200KN。

2.3拆除支架工艺

1、在待拆支架的邻架前探梁上挂滑轮片，将迎头回柱机钩头穿过滑轮片，回柱机钩头连接在待拆支架底座箱前联板上。

2、降下待拆支架，同时开动迎头20T回柱机，将支架拉出约1.5m，架前炭多时，应及时清理干净，阻力大时，可在相邻支架处打一斜支杆单体，辅以前顶，使支架拉出。

3、去掉滑轮片将钩头拴在支架框架上或联于底座箱联板上，开动回柱机，使支架调向，必要时在相邻支架处打一棵单体，向外顶支架后端辅以调向，调正后拉出支架。

4、换用20T回柱机，用钩头拴支架框架上或联于底座箱联板上，开动回柱机，将支架拖到装车器前，依次再拆除相邻支架。

2.4支架拆除迎头支护

综采支架拆除工作中是一个重要环节，迎头顶板管理是拆除重点。该面迎头支护：改变以往用2根6.5m长11＃矿用工字钢，用2.8米单体一梁三柱，扶倾向抬棚支护顶板，此方法工字钢笨重，频繁窜棚，工人劳动强度大，危极安全。改时后采用掩护支架支护顶板，如图2：在待拆支架的下帮扩棚段倾向安装一架掩护支护老塘顶板，掩护支架的顶梁上方扶两棚临时棚，以防降架时，顶板下沉。该掩护支架随工作面拆除逐步外挪。同时待拆支架下帮用木料扶两棚临时走向棚，一梁二柱，间距1.5m。用来支护老塘侧的顶板。

2.5支架装车

装车滑板是我矿自行设计的一种易操用，安全可靠性强，装车效率极高的辅助施工工具。主要由导向斜板、导向限位块、装车滑固定装置、平板车连接机构，如图3。扩棚结束装工作面溜子、煤机等设备全部回收完毕后，该装车器安装拆除支架点上方20m处，装车器安装固定于轨道的末端，随着支架的拆除而后移。平板车推入装车器处，用销子将平板车与装器固定住，将拆除的支架用将绞车牵引沿导向斜板在导向限位块的作用下进入平板后，用螺丝将支架与平板车固定牢固。取下平板车与装车器的销子，即可将支架运出。

3 拆除工艺改进效果分析

3.1 工艺效果对比

3.2 经济效益

传统拆除扩棚需11排锚梁网支护，现改为7排，节省4排锚梁网支护材料。拆除时迎头每隔10m打一木垛支护老塘顶板，改进后迎头使用掩护支架后只需在工作面拆除前后分别切眼出口处各打一个木垛，改进后拆除不期间再使用木垛，只需要迎头打点柱。拆除迎头使用抬棚，施工人员每次窜棚不少于6人，替单体支柱不少于20棵，改进后使用掩护支架只需降架移架。

改进后的施工工艺中明显看出：⑴改进后的拆除工艺提高了工作效率，减少了工人劳动强度，拆除速度由原来的35天，缩短到20天，大大减少了工程费用，同时为工作面早日封闭赢得时间。⑵提高了拆除期间的安全性，锚梁网支护效果好，装车滑板使用方便，掩护支架为迎头施工人员提供了可靠的躲避回空。

作者简介：

陈士升（1976－），男，1998年毕业于徐州煤炭工业学校，助理工程师，现任三河尖矿准备工区副区长。

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