综采工作面设备快速回撤工艺的研究

高 敏

（大同煤矿集团北辛窑煤业有限公司， 山西 忻州 036702）

引言

我国矿井主要采用机械化的开采方式，机械化采煤对工作面提产增效具有重要的作用，然而机械化工作面拆除难度大也是制约机械化采煤发展的重要因素。随着我国综合国力的不断提升，煤矿的工作面的开采技术也在发生着翻天覆地的变化，特别是千万吨级煤矿的不断建设，矿井单口井出门量已经达到了世界先进水平。综采工作面回采速度快，两千米的工作面原来需要两年才能采完，而现在只需要8个月就能完成。因此造成了工作面之间搬家频繁、衔接困难大。如何能够快速搬家缩短工作面交替时间，对整个矿井产能提升具有重要意义。

1 8102工作面概况

8102工作面位于11采区，西邻+1040南翼回风巷。8102工作面两条顺槽呈近东西方向布置，切眼呈近南北方向布置。北部与8103工作面之间仅留设8 m煤柱，回采时应注意8103工作面采空区。

8102工作面设计走向长度为1 700 m，倾向程度为215 m，采用SL500AC型采煤机落煤、装煤，SGZ1000/2100型前部刮板运输机和SGZ1250/2100型后部刮板运输机运煤，ZFQ13000/25/38型低位放顶煤支架支护顶煤、顶板，采高为3.3 m，放煤高度2.62 m，采放比约为1∶0.8，按二刀一放的正规循环作业，循环进度、放煤步距均为1.6 m，截止目前工作面已回采结束，为了保证邻近工作面能够快速衔接回采，需对8102工作面内机电设备进行搬家回撤。

根据8101工作面在搬家回撤发现，工作面在搬家回撤时主要存在以下技术难题：工作面顶板压力大、巷道煤壁破碎严重如何将支架一次性排除；支架移出后顶板维护难度大，特别是对大型支架拉出后对7 m长的空顶如何维护；采用何种方法将支架拉出以及采用什么方式进行运输；对于大型支架在井下解体，解体后的支架如何封车，对封车如何进行管理；怎么对搬家采取有效措施，降低搬家费用等。

2 综采工作面搬家回撤工艺的创新

2.1 7 m空顶范围有效支护的设计

首先施工人员将最初撤出的两台支架作为掩护支架，同时使用单体柱进行双重支护。单体柱在支护时要随着掩护支架同步移动。施工人员采用2台掩护支架进行支护，同时使用8根单体柱进行双重支护，这样不仅不会给施工人员造成额外的劳动强度，而且降低了单体柱的使用数量，对搬家工作面的顶板进行有效支护。

2.2 液压撤架平台的使用

采用液压撤架平台对液压支架进行撤退，避免了以往拆除过程中出现的绞车断绳和滑轮损坏问题。液压撤架平台主要采用液压作为动力，能够在起吊过程中起到稳定的拉力，降低了绞车断绳概率，提高了安全系数，减少了搬家时间，降低了工作人员劳动强度[1-2]。

2.3 撤架平台与滑道的配合使用

矿井中常见的搬家方式为施工人员通过多台绞车相互配合进行拉架，这种方式使用人员较多，对施工人员的配合要求较高，出现失误的概率较大，很容易出现断绳或支架倾倒，工作效率比较低。如采用液压撤架平台对液压支架进行撤退，所有的动力由人力操作转为液压操作，降低了人员的使用数量，提高了拉力的精准度，降低了工作人员的危险性，能够使支架稳定地进行过渡，缩短了支架的搬运、装车时间，提高了整个工作面搬家效率[3-4]。

2.4 优化封车工艺的更新

传统方式对拆除后的支架采用铁丝进行封车，新型工艺用废旧钢丝绳就能对支架进行封车，而且钢丝绳可以重复利用，节约了大量费用。

3 改进后的工作面快速搬家回撤工艺

3.1 工作面回撤顺序

1）首先施工人员在撤退工作面安装矿用液压起重机，主要是对工作面的刮板机、采煤机进行回撤。

2）延撤退巷道路线铺设2 m轨距轨道，并在轨道上安装液压支架回撤叉车，主要是对工作面的转载机、破碎机、乳化液泵及其他设备进行回撤[5]。

3）当工作面皮带上所有设备撤退完毕后安装液压回撤平台，主要通过压支架回撤叉车将回撤平台所有组件运输到回撤口进行安装，完成支架回收前的准备工作。

4）由工作面头部到尾部依次对支架进行回撤，所有支架回撤完毕后回收矿用液压起重机及绞车，将最后的2组支架、液压装车设备及其他辅助配件进行回收。

3.2 刮板机、采煤机回撤方式

1）安装液压起重机→将刮板链断开→回撤刮板机尾部→回收刮板链。

2）将采煤机进行分解，分解采煤机的先后顺序为：左、右滚筒→左、右摇臂→前、后行走部→中间箱

3）回撤刮板输送机→中部槽→机头部分。

4）最后将轨道进行回收。刮板机及采煤机通过绞车进行拖运，并使用液压起重机装车。

3.3 支架回撤方式

1）将工作面三角点处2组支架进行回收，之后采用木垛对顶板进行支护，3号、4号支架作为掩护架。通过支架自移的方式将支架向前移动至靠煤壁400 mm，1号支架与顶板接实，4号支架移动到与1号支架间隔200 mm处。

2）以5号支架作为中间支架为例，首先将液压回撤平台安装完毕，与工作面1号、2号支架进行连接，之后施工人员再将回撤平台与回撤叉车连接，将回撤平台拉架缸与5号支架的连接头相连，通过操作液压支架使5号支架自移到回撤平台，采用绞车卸扣体将支架拉上回撤叉车，随着支架的回收，回撤平台要向通道上口上移，但要保证液压支架架脚与回撤平台对正，回收支架的同时对工作面铺设的滑道进行回收。

4 应用效果

截止2019年4月23日，8102工作面内机电设备已全部回撤且搬家到位，对8102工作面搬家回撤工艺进行优化后，通过对实际应用效果观察发现，8102工作面搬家周期与8101工作面相比，缩短了8 d，搬家期间未发生一起施工事故，设备损坏率由原来的17%降低至2%，降低设备维修成本费用达45万元，实现了工作面安全快速回撤，取得了显著的应用成效。