浅埋深千万吨综采工作面快速回撤管理实践

张科利

(陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西 神木 719300)



浅埋深千万吨综采工作面快速回撤管理实践

张科利

(陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西 神木 719300)

[摘要]预掘回撤通道搬家技术对回撤通道支护、顶板来压控制、回撤工作组织等提出了较高的要求，通过柠条塔煤矿多个工作面回撤的组织管理分析研究，从回撤设备管理、组织管理、回撤通道支护技术、回撤工作组织等方面进行了经验总结和技术分析，提出通过合理的组织和管理能够大大提高工作面回撤搬家效率。

[关键词]工作面回撤；让压开采；组织管理

柠条塔煤矿设计为千万吨综采工作面，工作面设备能力大，尺寸和重量均为最大级别，其中采煤机7LS-6C，机身长×宽×高为8191mm×1470mm×2017mm，整机重量108.9t；液压支架ZY12000/29/65D，重46.5t；刮板输送机为SGZ1000/3×1000；设计有ZTC16044/27/50超前液压支架。设备的种类和精密程度要求有合理的工作面搬家设备。

自开通道工作面回撤技术多用于轨道辅助运输工作面，其工程成本低、可自主选择停采线，但回撤时间长，效率难以提高[1]；预掘回撤通道搬家技术在高效无轨辅助运输工作面使用，其支护质量高，能够节省工作面设备回撤搬家时间，提高矿井效率[2]。柠条塔煤矿所在神南矿区是典型浅埋深煤层，大采高煤层上部40m为采空区，地表沟壑纵横，工作面回撤时顶板的来压规律不易掌握，对工作面回撤顶板控制技术及工序管理提出了较高的要求[3]。

针对上述特点，从回撤设备选择、回撤空间支护、工作面压力控制及等压技术、回撤工序管理等方面进行柠条塔煤矿千万吨综采工作面回撤技术研究。

1回撤工作面条件

柠条塔N1210综采工作面采高6.0m，埋深80～130m，其中基岩厚度65～80m，土层厚度10～50m。工作面以南为实煤区，东临崔家沟井田，北为N1200工作面采空区。工作面地表覆盖第四系黄土，沟壑纵横，切眼附近为有赖沟及其上游支沟，新切眼与辅切眼之间有一住户未搬迁。

N1210工作面回撤通道北端顶板以上有采空区，预计采空区充满积水，对N1210工作面末采会造成威胁；煤层顶板有伪顶和直接顶，易随开采垮落，回采时加强顶板控制，避免漏矸影响煤质；随着开采进行，顶板以上1-2煤采空区的有害气体可能通过采空区逸散到工作面；工作面整体中间高，两巷侧偏低，回采时工作面积水可能汇集于两巷；该面地表冲沟发育，埋藏深度浅。在这些沟谷中有第四系冲积层孔隙潜水含水层呈条带状分布于工作面地表。采动裂隙容易沟通该含水层，增加工作面涌水量；若是雨季或冰雪融化时，可能出现突水溃泥流的危险，给工作面安全生产带来威胁。

工作面回撤的设备有：输送机，转载机、破碎机、采煤机、190台液压支架、36节设备列车、两巷及工作面的电缆管线、118台垛式支架。

2工作面回撤设备选择及使用规范

为保证工作面顺利回撤，需合理安排回撤设备运输车辆。液压支架占综采工作面设备总重的85%以上，其搬迁时间占总工作时间的75%以上，液压支架搬运设备的选择是工作面安全高效回撤的关键因素之一。液压支架搬运车主要分为铲板式、框架式和拖斗式3种，各有其优缺点。铲板式支架搬运车除支架外，可搬运其他物料，属于多功能车辆，运行稳定性较差，速度较低；框架式搬运车仅用于支架搬运，运行平稳，速度较快；拖斗式搬运车由牵引车和拖车组成，牵引车可作为多功能车使用，承载支架的拖车安全性和适应性较差。

工作面回撤共使用VTC650铲板式支架车2台、FBL-10拖斗式支架搬运车1台、JUG-A-O多功能叉车1台、TS350 铲板车3台、FBL-15拖斗式支架搬运车2台、LWC55T框架式支架搬运车2台，合计11台车。

转载机、破碎机、刮板输送机头机尾、移变，用VTC650型铲板式支架搬运车运输，传动部用TS350 /WC25EJ支架搬运车运输，采煤机用2台VTC650铲板式支架搬运车运输。液压支架用拖斗式支架搬运车FBL-15和LWC55T框架式支架搬运车运输。根据现场条件和车辆性能，严格规定了各车辆的运行速度，见表1。

表1　车辆行驶速度　km/h

车辆投入使用前，司机必须进行检查，不完好不准投入使用。设备安装运输期间，由调度室统一协调、集中运输。支架装车、卸车前，装卸人员必须站在支架立柱后面的脚踏板上，待支架车停稳后，再进行装车或卸车，支架装卸车必须由一人操作，严禁两人或多人操作。

3回撤空间支护

采用辅巷多通道式回撤，通道混凝土底板标号为C30，厚度200mm。主工作面与回撤通道预留煤柱宽为8m。辅回撤通道与主回撤通道共平均布置4个联巷，如图1所示。回撤通道设计宽度5400mm，辅回撤通道设计宽度5000mm，联巷设计宽度5000mm。巷道顶板采用φ20mm×2300mm左旋螺纹钢锚杆配合φ15.24mm×6000mm的钢绞线锚索支护，锚杆间排距设计为1000mm×1000mm，锚索间排距为2000mm×2400mm。顶板挂设单层φ6mm钢筋网，双层12号菱形铁丝网。主辅回撤通道间煤柱为减少片帮，采用φ16mm×1800mm圆钢锚网支护，挂设12号菱形铁丝网，网格为50mm×50mm。

图1　主辅回撤通道

主回撤通道在支护过程中，为防止末采超前压力过大或在回撤过程中压力过大压垮顶板，工作面在推采至距离主回撤通道150m处时进一步加强支护。主回撤通道加强支护主要采用单体液压支柱和垛式支架联合支护工字钢架的支护形式。钢棚架采用矿用11号工字钢加工成巷道尺寸相应的工字钢梁，使用单体液压支柱“一梁三柱”支护。在钢棚架下并排支护2排垛式支架加强支护。

从机头密闭墙开始，靠辅巷一侧依次向胶运巷方向安装50台垛式支架，与此平行靠贯通侧依次安设49台垛式支架，每个联巷稳2台垛式支架，共分布4个联巷，在回撤通道回风巷处稳2台垛式支架，此次回撤通道支护共计划安设垛式支架109台，垛式支架型号为ZZ12000/22/46X型49台，ZD18000/25/50型60台。支护37根钢梁，23根单梁，双梁14根，4.2m单体液压支柱76根，4.5m单体液压支柱120根，共计196根。两排垛式支架呈三花布置，两支架纵向间距为400mm,横向距离为900mm，垛式支架离贯通侧和辅巷侧的距离都为900mm。如图2所示。

图2　工作面垛式支架支护示意

受矿压及风化影响，回撤通道联巷转角处，在工作面末采期间稳定性差，需要在掘进回撤巷道时对转角进行锚网加强支护；为提高工作面贯通质量，主回撤通道施工完成后，在开采侧施工探眼，作为贯通工作面参考标志，保证工作面贯通顺利。

4工作面等压技术

做好矿压观测工作[4]，掌握不同地质条件下采面的周期来压步距和工作面末采期间来压规律，确定是否等压及需要等压的时间、距离[5]。在工作面距离主回撤通道200m时，超前安排组织专题会议，对末采各项准备工作进行详细安排，在工作面剩余40m时，开始调整工作面采高，逐步将采高调整到与主回撤通道一致，保持顶板完整，保证工作面与回撤通道贯通时顶板平齐。做好末采期间工作面矿压观测统计，记录分析掌握矿压显现规律和来压步距。依据来压规律及来压步距确定工作面剩余16～20m时等压，在工作面退至剩余5～6m时再次等压，确保贯通后将周期来压甩至支架后。工作面剩余14.5m时，在工作面支架前顶板施工锚杆，每隔一架安装1根φ20mm的螺纹钢锚杆，长度2200mm和1100mm的锚杆间隔施工，每根锚杆采用树脂锚固剂，锚杆外露长度150mm，视情况可仅上螺帽，便于上40T单链环，在链环上增穿1根钢丝绳。

在矿压观测的基础上，统计分析工作面来压步距及强度。在工作面距离主回撤通道40m时，调整工作面采高与主回撤通道一致，保证工作面与回撤通道贯通后的顶板平齐。根据矿压统计资料，在工作面剩余16～20m时分为3种情况进行等压处理：

(1)若此时在来压期间，则不等压继续推进。

(2)若此时来压结束5m左右，则在工作面剩余5m左右时再次等压。

(3)若工作面没有来压，则等压12～16h再继续推进。

5回撤工艺及组织管理

通过多个工作面的回撤安装，柠条塔矿业公司积累了一定的管理经验，形成了较成熟的工作面回撤模式。设备回撤顺序为：自移机尾、转载机、破碎机、刮板输送机、采煤机、液压支架、设备列车。在撤架过程中，如遇到顶板压力大，支架活柱行程小时，应采取顺序撤架，以防边架和掩护架被压死。支架回撤时，侧护板必须收回到原始位置，并用专用销子锁紧，便于运输。拉掩护架前，应安排专职液压工检查临时乳化液泵站电机、开关运转是否正常，管路是否完好，水量、乳化液浓度等是否达到要求，保证支架处于正常供液。

辅运巷内的开关及水泵需挂在与排水管路同侧的煤帮上并清理喷浆后的浆泥。辅运巷内的液压单体支柱及抬棚需向煤帮侧靠近200mm。辅回撤通道正对联巷处的电缆需吊挂于副帮侧。辅回撤通道与胶运巷交界处，单轨吊需拆除，并使电缆液管吊挂高度不低于3.4m。机尾正对回撤通道处需设立绞车硐室一处。回撤通道靠贯通侧顶板处需补网。辅回撤通道正对胶运巷与辅运巷联巷需抽水并浇注混凝土底板，靠辅运巷侧需挑顶。胶运巷胶带件需拆除，并浇注混凝土底板。需在原辅回撤通道与现辅回撤通道1号联巷内设立660V电源、清水管各1趟，并使用专用变压器，变压器距1号联巷不得超过200m。

在薄、中、厚煤层中形成一个标准、一个模式；针对大巷内横贯较少，长距离、长时间行车会车时比较困难，运输车辆出现故障容易发生大巷堵车事故的特点，提高了车辆检修等级，增加了大巷会车硐室；工作面回撤和工作面安装统一协调，工作面大型设备附属管路等小配件统一回收维护，专人负责，提高了安装效率，减少了配件损耗；加强水质管理、液压系统维护，提高设备使用效率，减少液压系统污染；工序安排灵活多变，既有从机头向机尾方向安装的，又有从机尾向机头方向安装的，以便更好地服务于不同条件的工作面。

6结束语

通过合理组织，优化工作面停采等压技术、回撤空间支护等技术，缩短了工作面回撤时间，提高了工作面回撤效率。N1210综采工作面撤面时间为10d，撤面的同时安装新工作面，新工作面安装时间为11d，调试时间2d。

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[责任编辑：邹正立]

Management Practiced of Fast Dismantlement of Ten Million Ton Fully Mechanized Face in Shallow

ZHANG Ke-li

(Shenmu Ningtiaota Coal Mining Co.，Ltd.，Shaanxi Coal Mining Group，Shenmu 719300，China)

Abstract：That is strict with rapidly removing in pre-driven gateway of fully mechanized working face，on retreat channel supporting technology，roof management and work management.The organization and management is analyzed through multiple working faces in Ningtiaota mine.It is summarized that removing device management，organization arrangement，retreat channel supporting technology，removing work organization and so on.The reasonable organization and management are put forward to enhance the efficiency on fully mechanized working face removing.

Key words：working face removing；yieldmining；management

[中图分类号]TD822

[文献标识码]A

[文章编号]1006-6225(2016)01-0037-03

[作者简介]张科利(1962-)，男，陕西周至人，高级工程师，现任神木柠条塔矿业公司副总经理，负责煤矿机电技术工作。

[基金项目]陕西省科技统筹创新工程(2011KTZB01-02-05)

[收稿日期]2015-07-07

[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.01.009

[引用格式]张科利.浅埋深千万吨综采工作面快速回撤管理实践[J].煤矿开采，2016，21(1)：37-39，24.