综放面快速退锚装置及其应用

薛保林

(山西柳林兴无煤矿有限责任公司，山西 柳林 033000)

综放工作面回采时，受锚固力作用顺槽采空区后方顶板随工作面推进不能及时垮落，易形成顶板大面积悬顶和瓦斯积聚［1，2］。尤其在高瓦斯和顶板坚硬条件下，更易形成强冲击载荷，严重影响了煤矿的安全高效生产［3］。

TMQ400型快速退锚装置可以使综放面顺槽快速退锚，从而实现采空区、运输和回风顺槽的快速放顶，有效管理顶板和瓦斯积聚。同时，回收的锚索、锚具和锚梁等可重复利用，降低了矿井材料消耗，节约了支护成本，是煤矿必备装置。

本文以国阳二矿80906工作面为背景，介绍了综放工作面快速退锚装置的工作原理、退锚及放顶工艺。通过现场应用，分析其使用过程中的注意事项，验证其使用效果。

1 快速退锚装置工作原理

TMQ400型快速退锚装置主要由锚具、顶压器、退锚卡紧器、千斤顶、进油路、回油路、压力表、单向阀、油泵、压杆、调压阀及操作阀等组成，其结构示意图见图 1［4］。

退锚机执行部件张拉千斤顶和手动泵，千斤顶承压面积58.3 cm2，有效张拉行程150 mm，额定张拉力400 kN，适用钢丝绳直径21.6 mm。

图1 TMQ400型快速退锚装置结构示意图

退锚机退锚工作原理如下:先将锚具和顶压器卡到退锚卡紧器上，固定好后通过操作阀操作手把，打开单向阀。液压油通过进油路驱动千斤顶，手动操作压杆，将顶板和锚具外套顶起，实现锚具外套和锚具的分离，再用工具使顶压器槽口已经松动的锚具退至退锚器内，通过千斤顶松开锚索，最后撤出退锚机，完成锚索等的退锚工作。

2 快速退锚及放顶工艺

退锚机装置施工工艺如下:解锚具前，首先，在被解锚索的槽钢或钢带下打2根单体柱，使用高压胶管连接液压泵和退锚千斤顶接头，插上U型卡销，避免粉尘杂物等混入千斤顶和油液中，确保高压胶管和接头的整洁;其次，操作液压泵换向阀至千斤顶处，使退锚缸复位，打开内部工具锚，然后，把退锚钢绞线穿入退锚千斤顶孔内，千斤顶离锚具3 cm左右，完成锚具外套和千斤顶顶压器的连接;操作液压泵换向阀至张拉位置，开启液压泵，将锚具顶起一定距离，继续操作液压泵使锚具外套和顶板密实，使锚具外套和锚具分离，然后使用螺丝刀或小型器具，在顶压器孔中将锚具上的皮圈割断，并使其松动，落入退锚器内，工作人员到达安全位置后，操作换向手柄和液压泵，完成退锚缸回至初始位置，继续操作液压泵使退锚器松开完成退锚。在此期间，需有专人监视顶板与支架情况，发现异常及时停止工作，撤出人员，检查支护可靠后，方可继续工作。在预紧与松动千斤顶时，使用液力泵要时刻注意压力表指针，不能使其超出指示范围。退锚或放顶必须支设好临时支护，必须遵循“先支后回”的原则，加压时，工作人员必须撤至所退锚索5 m以外，落山侧不得有人，严禁空顶作业，确保在安全保护下作业;最后，将退锚装置放至专有储存处，避免煤尘、杂物和水等污染，以免影响设备以后的正常使用。

3 现场应用

3.1 工作面概况

国阳二矿现主采15#煤层，位于石炭二叠系太原组下部，倾角2°～22°，平均6°，煤层厚度6.22 ～6.84 m，平均厚度6.53 m，含夹矸两层，厚度分别为0.3 m和0.2 m，煤层埋深500～600 m，平均埋深550 m。80906工作面倾向长度200 m，走向长度1500 m，综合机械化采煤，采用全部垮落法管理顶板。80906工作面基本顶为致密坚硬的细粒砂岩，不易冒落，厚度6.80 m，单向抗压强度 69.0 ～ 207 MPa，平均 150 MPa。直接顶为砂质泥岩，单轴抗压强度为74～90 MPa，平均82 MPa，平均厚度7.2 m。直接底为砂质泥岩和泥岩，致密、含植物化石，单轴抗压强度62.5～65.7 MPa。80906工作面运输顺槽巷道支护设计见图2。

由图2可知，运输顺槽为锚网索梁联合支护，顶锚杆选用d20 mm×1800 mm左旋螺纹钢锚杆，间排距1000 mm×1000 mm，两帮选用d20 mm×2000 mm左旋螺纹钢锚杆，距底500 mm，间排距1000 mm×1000 mm。锚索采用d17.8 mm×4500 mm钢绞线，间排距3000 mm×1050 mm，垂直顶板布置;顶板与两帮采用网孔为40 mm×40 mm的菱形金属网护壁，钢筋梯子梁用d14 mm圆钢焊接而成。锚杆锚索托盘采用万能穹形托盘。工作面超前25 m用单体液压支柱配合铰接顶梁超前支铰接梁交错布置。

图2 巷道支护设计示意图

3.2 退锚准备工作

工作面斜切回采一定距离后，运输顺槽端头顶板难以跟进垮落，此时，需立即停机闭锁运输机和转载机，然后检查运输机机尾和转载机处瓦斯浓度，当瓦斯浓度在0.8%以下时，打戗柱并在机尾运输机减速器处搭设操作台，摆放退锚索机及摆顺管路。

3.3 退锚注意事项

1)作业时，严格执行“敲帮问顶”制度。

2)退锚必须在进、回风端头密柱以外、放顶步距以内进行，严禁超前支架切顶线1 m退锚，顶锚索卸压应在回柱放顶前进行。解锚索托帽螺丝、解锚索锁具和支设临时柱前，都必须要有专人检查巷道顶板及围岩状况，并用长柄工具处理危岩活矸，要详细检查作业地点的环境状况，排除一切影响操作的杂物。

3)放顶必须由3人配合进行，放顶时停止运输机和转载机的运行且闭锁其开关，靠放顶地点的10台液压支架严禁卸载降架。

4)回柱放顶时，要严格执行“先支后回”的原则，施工人员必须面向落山侧操作。

5)作业时，要在安全有效的临时柱下，由里往外逐排逐根地解锚索托帽螺丝和锚索锁具，随后回掉旧切顶密柱，将其搬至新切顶密柱以外不影响拉头尾的地点后，再由里往外逐排逐根地回掉临时柱。

6)待退锚工作和回柱放顶结束后，将新切顶密柱中间留下的空隙补支上密柱，密柱与减速器间要留宽0.7 m的人行通道。

7)退锚预紧过程中，锚索下方严禁有人，预紧完毕，工作人员必须撤至所退锚索3 m以外观察顶板变化，落山侧不准有人，然后方可加压退锚。

8)进、回风巷落山退锚、回柱放顶前，必须检查落山角瓦斯浓度，严禁瓦斯超限作业。

9)如进、回风巷落山侧老顶解锚后，仍未垮落且悬顶超过规定时，必须用编织袋装煤粉做假闭墙，假闭墙要用风筒布遮盖好，并封堵严密。

3.4 退锚效果

国阳二矿80906工作面目前向前推进120 m，每班按照上述退锚操作方法退锚，使得滞后工作面的运输和回风顺槽顶板随工作面推进及时垮落，工作面回采至今未发生顶板大面积悬顶和瓦斯积聚现象，实现了80906工作面的安全高效生产。

［1］张日林，李少华，张建荣.退锚索机在综放工作面的应用［J］.机械管理开发，2008，23(3):81－82.

［2］陈胜利，沈玉旭，康天合.顶板深孔预裂爆破提高综放孤岛工作面初采率研究［J］.煤炭工程，2013(11):47－49.

［3］马 魁，王德民，毕 强.高瓦斯易自燃综放面自燃危害的综合防治［J］.煤矿安全，2008(2):43－45.

［4］尹中会，顾玉明，叶国徽，等.锚索退锚机楔形卡紧器结构强度分析［J］.煤矿机械，2012，33(12):84－86.