综放工作面旋转开采机尾三角区支护改进与实践

文/杨明

山东能源枣矿集团柴里煤矿是一座具有五十余年开采历史的老矿井，所剩边残块段较多。为更好地回收宝贵的煤炭资源，柴里煤矿通过综放工作面旋转开采机尾三角区支护改进与实践，较好地解决了不规则工作面减架开采期间三角区顶板支护较困难的问题。

一、概况

23上614综放工作面位于柴里煤矿二水平西北部，东部隔二龙岗断层为23410、23603工作面采空区，北为程楼断层，工作面西部为田岗断层保护煤柱，工作面南部为田岗断层与二龙岗断层交汇点。

23上614综放工作面工业储量为95.46万吨，采用走向长壁全部垮落采煤法，工作面为不规则开采工作面，切眼初安支架141架。随着工作面推采生产，工作面长度逐渐缩短，每推采约18m，工作面将从工作面机尾撤除一架支架及对应的前、后部运输机溜槽各一节，直至工作面推采结束。生产期间，当工作面机尾液压支架进入正巷后，由检修班对该机尾架进行撤除，缩减前、后部运输机溜槽，并对前、后部运输机合茬，使工作面具备生产条件。在工作面机尾正巷老塘布置一架ZZ5200/21/42型端头支架，作为掩护支架，用于生产、撤除期间工作面机尾三角区顶板支护。

二、实施过程及取得的效果

1．实施过程

（1）通过调研，决定采用ZZ5200/21/42型液压支架一架对工作面机尾三角区进行支护。该支架与面里ZF5200-17/33基本架相比具有支撑面积大、支护高度范围大（2.1～4.2m）的特点，且具有伸缩梁，增加了对工作面机尾撤架三角区的支护范围。撤除支架之前，轨道顺槽上帮超前维护由端头支架承担。端头支架滞后后部运输机机尾，生产期间，及时拉移，严禁撇后。在轨道顺槽靠上帮超前维护棚顺延至端头架尾梁处，与尾梁梁端齐，中间排维护棚维护至端头架前梁，下帮排维护棚维护至后部运输机后，端头架与老塘煤壁侧支设带帽点柱维护。

（2）生产期间，工作面机尾铺设不少于5个支架双层金属网，正巷金属网与工作面金属网扣扣相联，网扣间距0.2m，扭结不少于3圈。

（3）随着工作面推采，切眼长度缩短，机尾架进入正巷，正巷单体维护与端尾架间距小于0.5m时，及时在架前回撤双楔梁棚，并确保回撤后的双楔梁棚与端尾架的间距不大于0.5m。

（4）工作面机尾端头支架的拉移，通过自身拉移千斤顶与轨道顺槽超前维护的专用生根相联接，操作拉移千斤顶实现自移，拉移步距与割煤步距相同。

（5）待工作面机尾支架前梁完全伸出巷道后即开始准备撤除支架。清理净机尾面前、架后浮煤，开空前、后部运输机，机尾正巷改出撤架路线。

（6）解开工作面机尾待撤支架的推拉板龟头，以及拉后部运输机渔口，在前部运输机机尾变节处将溜槽掐开，回出前部需撤除的溜槽，用手拉葫芦将待撤溜槽的挡煤板封好，以防撤除过程中歪倒伤人。前部运输机溜槽掐除后，用两台手拉葫芦把前部运输机机尾向面里拉进2米距离，改出撤架通道（支架撤除后按同样方法回撤后部运输机溜槽）。

（7）降下工作面机尾待撤支架，略离顶板，升牢升实待撤支架相邻的第二个支架。用22kW双速多用回柱绞车配合单体液压支柱将支架调整到正巷位置。另一部22kW双速多用回柱绞车通过生根在端头支架上的回头滑轮进行留车，把待撤支架牵移至轨道顺槽爬轨器前。把液压支架或其他件装车后运至无极绳绞车尾轮车场处进行解体。

（8）工作面机尾支架撤除中形成的空顶区，及时补打带帽点柱或扶棚维护。支架移动期间需撤除的单体，在支架移动后，及时将撤除单体支护补齐，确保正巷顶板锚杆（索）支护与端尾架支护的距离不大于0.5m。大于0.5m时，及时增扶一架跨前、后部运输机双楔梁棚维护。

（9）整个撤除支架、溜槽工作流程必须坚持敲帮问顶制度，坚持先支后回的支护原则。切眼内撤架区域支护需动态保持一梁三柱，在支架牵引及支架调整工作时需改棚作业时，只可小范围地随影响随改，不可一次性超前大面积完成。

（10）待撤支架撤出后，工作面机尾第二个支架与正巷空出的无支架区，及时打设单体进行支护，跨工作面前、后部运输机机尾及时扶棚维护。

（11）工作面每推采18米左右工作面机尾支架将全部进入正巷，及时将该支架外牵撤除。工作面不规则段缩支架机尾三角区支护对比见下图所示。

工作面不规则段缩支架机尾三角区支护对比示意图

2．实施效果

（1）安全性高。通过现场增加一架特殊支架进行的支护改进，提高了机尾撤架三角区的支护强度，解决了后部机尾垂直电机、减速箱上方支护薄弱（易坠网、掉顶）等问题，确保了顶板安全，实现了支护、拉移过程的全过程控制，大大减少了支护安全事故发生的概率。

（2）只需固定操作人员1人便可实现全程操作运行，减轻职工维护劳动强度，提高工作效率。此种支护方式的改进，每天减少支护用工4人/次 （两个生产班），可累计节省人工费用 220 元/天×4×276=21.12 万元（预计该面减架开采将需8个月）。

（3）大大减少机尾工字钢、板梁等支护材料的投入。此种支护方式的改进，每天减少投入直径0.18m、3.6m长的板梁10棵，每棵板梁按200元计算，每天将节约材料成本200×10＝2000元，每月将直接节约材料费6万元，可累计节省材料费用6×8=48万元（预计该面减架开采将需8个月），创造了较好的社会和经济效益。

三、结论

综放工作面旋转开采机尾三角区支护改进，为拉移、支护流程式作业，实现了支护、拉移连续化作业。通过在柴里煤矿23上614工作面成功实施应用，能够全面降低作业人员劳动强度、提高作业安全可靠性,实现了工作面机尾旋转开采过程中三角区的有效支护和快速拉移；提升了工作效率，缩短了支护时间，为工作面的原煤生产节省了时间，为全年生产任务的圆满完成提供了有力保障。每天可节省1小时的时间，按照生产半刀计算，每天多生产原煤390吨（工作面面长158m，原煤每循环进尺0.8m，工作面平均煤厚5.2m，回收率 88%，则:158×5.2×0.8×1.35×0.88×0.5＝390吨），可累计多生产原煤390×8×30=9.36万吨（预计该面减架开采将需8个月），创造了较好的社会和经济效益。