全断面掩护架拆架技术在阳煤一矿的应用

张宏伟

（阳泉煤业（集团）有限责任公司 一矿，山西 阳泉 045008）

阳煤一矿作为阳煤集团特大型现代化矿井之一，是阳煤集团的主力生产矿井。矿井生产能力750万t/a，矿井开拓方式采用主斜副立等综合开拓，采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺以综采放顶煤为主，综采为辅。矿井现有采煤队3个，准备队1个。矿井年计划回采工作面个数4个，拆除、安装工作面个数各4个，拆除、安装任务较重。其中尤以工作面支架拆除劳动强度大，危险性高，严重制约工作面拆除安全生产。

1 存在的问题

工作面设备重型化、机械化装备不断更新换代，工作面推进进度大大提高，工作面服务时间相对缩短，工作面拆除、安装任务明显增加。目前工作面拆除期间顶板支护工艺相对简单、落后，多采用单体柱、π型梁+单掩护架维护，见图1。拆架期间拆架巷控顶面积非常大，矿山压力显现特别明显，靠落山侧采用单体柱+π型梁维护支护强度较低，单体柱自降、卸载、损坏严重，顶板下沉严重，不仅造成工作面死架现象频繁发生，而且给安全生产造成短板，增加了发生伤亡事故的不安全因素。

图1 单体柱、π型梁+单掩护架支护法拆架示意图

随着大采高综采工作面在一矿成功投用后，工作面拆架巷采高需保证在6m以上，约是普通放项煤工作面采高的两倍，而现有的单体柱支护高度最大仅为4.5m，单体柱控顶高度下，无法维护拆架巷通道及落山顶板，因此原有工作面拆除工艺已不适应现在的大采高工作面拆除条件，急需革新原有拆架巷支护工艺，创新满足生产发展需求的安全高效拉架巷拆除工艺。

2 综采工作面拆除工艺革新

2.1 方案的确定

根据一矿实际生产的要求，经下井实地考察，根据现有工作面拆除的工艺及设备，形成了工作面全断面掩护液压支架法快速安全拆除方案。即将原工作面拆除通道及落山采用单组掩护架和单体柱+π型梁维护更改为全断面液压支架维护拆架巷通道及落山顶板，工作面拆除期间使用三组掩护架控制拆架巷通道和落山顶板，进而安全、高效地实现工作面支架拆除。

2.2 具体实施方法

待机头过渡架拆除完毕后，将第一组普通架降架拉出并调向90°，距煤帮合适距离顺巷布置，支护拆架巷通道顶板，第二组、第三组依次调向顺巷布置，维护拆架巷落山顶板，利用三组普通架作为掩护架维护拆架巷顶板，第四组支架开始正常拆除，三组掩护架采用回柱机牵引或将推拉千斤端头利用锚链固定在相邻带拆架上牵引跟进的方式进行迈步，直到待拆支架全部拆除。掩护架的排布及迈步方式具体要求如下。

2.2.1 三组掩护架的排布方式

（1）第一组掩护架顺拉架巷支设，和煤帮留有一定距离，支架拆除后，平行被拆支架支设两趟π型梁或板木梁，一梁四柱，梁间距750mm,然后回收落山侧两趟π型梁或板木梁，保持落山侧顶板平行支设四根π型梁或板木梁，一梁四柱维护好顶板。

（2）将16t变向轮利用一条Ф26×92mm圆环链拴在第一架掩护架前底座上，回柱机绳绕过变向轮拴住被拆支架牵引，可使用单体柱配合把支架拉出，支架拆除后，及时打两趟π型梁或板木梁维护好顶板，一梁两柱，梁间距750mm，用回柱机把拆出的支架调向使其顺拆架巷，同时把顺拆架巷支设的一趟π型梁替柱回收，然后把16t变向轮利用一条Ф26×92mm圆环链拴在第一架掩护架后底座上，回柱机绳绕过变向轮拴住支架后底座牵引到拆架巷落山与第一架掩护架并列支设成为第二架掩护架。第二架掩护架和第一架掩护架距离500mm平行支设升紧共同维护顶板。然后回收落山侧两趟π型梁或板木梁，保持落山侧顶板平行支设四根π型梁或板木梁，一梁两柱维护好顶板。

（3）以第二组掩护架相同的安设方式将第三组掩护架牵引到拆架巷落山与第二架掩护架并列支设成为第三架掩护架。第二架掩护架和第一架掩护架距离500mm平行支设升紧共同维护顶板，同时在第三组掩护架靠落山一侧支设挡矸柱，柱间距400mm。至此，三组掩护架全断面布置到位，见图2。

图2 全断面掩护架支护法拆架示意图

2.2.2 掩护架的迈步、牵引方式

掩护架每个循环拆除一组支架，即每拆除1架迁移一次掩护架，迁移步距1.5m，三组支架交替迈步前移。通道侧迁移方式采用回柱绞车牵引，落山侧支架采用锚链固定相邻架自行牵引。

3 新工艺与旧工艺技术对比、分析

传统工艺采用单掩护架+π型梁支护通道和落山顶板，新工艺采用全断面掩护架支护通道和落山顶板。综合分析，新工艺与传统工艺相比主要有三大优点：

（1）减少了工人工作强度，提高了机械化水平。原落山侧采用单体柱+π型梁维护，工人劳动强度高，需人工架设π型梁和单体柱，落山侧批设木垛，且需人工回柱放顶，工作量大。新工艺采用三组液压支架维护顶板，工序简单，劳动强度小，自动化水平高。

（2）大大提高了顶板支护强度。采用全断面掩护架支护，提高了拆架通道和落山支护强度，减少了矿山压力强烈作用顶板快速下沉造成死架现象的发生，增大了支架拆除的有效空间，不仅提高了支架的拆除效率，同时大大提高了拆除工作的安全可靠性。

（3）解决了大采高工作面支架拆除的难题。由于采煤工艺革新，大采高作为一矿未来采煤工艺的发展方向，工作面末采采高是综采放项煤工作面采高的两倍以上，控顶高度6m，而现有的单体柱支护高度最大仅为4.5m，原有工作面拆除工艺难以满足现在的大采高工作面拆除，已成为了生产和安全作业的瓶颈。全断面掩护架拆除法，顶板支护由工作面液压支架承担，不受单体柱支撑高度限制，化解了传统拆除工艺与大采高综采工作面采高大之间的矛盾。

4 结语

采用全断面掩护架拆除法这一新技术，提高了拆架巷采空区的各项管理标准，缩短了拆除工期，有效降低了人工成本，减轻了职工的劳动强度，提高了工作效率，并使作业场所的作业安全系数大幅提高，充分保障了职工人身安全，实现了安全生产效益最大化。