综采放顶煤工作面快速撤架工艺在成庄矿的应用

2020-10-18李泽晨

机械管理开发 2020年9期

李泽晨

（山西晋城煤业集团成庄矿，山西晋城 048021）

1 原撤架工艺存在的问题

以往综采放顶煤工作面撤架过程中，对撤架空间顶板的维护采用三个掩护架和三角区打柱相结合的支护方式；三个掩护架形成后，三角区支设5排3.5 m板梁，每根板梁下支设2根单体柱（共计10根单体柱），将支架撤出后，要及时在原支架位置垂直掩护支架架设两架挑棚梁（板梁规格为R150 mm×3.5 m），挑棚梁距下一待拆支架顶梁边约750 mm±50 mm，两挑棚梁间距750 mm±50 mm，为三柱支护（拉架2号掩护架时回掉影响拉架的2根单体柱），此时单体柱数量为16根；将三个掩护架拉到位后，待撤下一个支架时，及时回掉三角区2排4根单体柱，形成5根板梁一梁两柱支护，形成撤架作业一个循环作业。如图1所示。

图1 原撤架工艺图

采用这种方式存在如下问题：

1）撤架区域三角区面积较大，需进行专门支护。支护方式为棚梁配合单体柱支护，规格为一梁两柱，需架设五组。

2）每撤一个支架，人员需架设3.5m棚梁2根，同时需回掉三角区4根单体柱，人员需频繁的支设、回柱作业，不仅浪费了大量的材料，而且维护工作量大，支护时间较长，人员消耗体力大，易出现安全事故。

3）撤架空间小，待撤支架容易出现尾梁卡绊单体柱的情况，作业人员安全风险大，且不利于现场标准化管控。

2 快速撤架工艺的提出

2.1 主要改进内容

将原来的3架掩护工艺改为4架掩护工艺，以降低工人劳动强度，减少维护量，节省工作面板梁数量，降低磕手碰脚等安全事故的发生。每撤出一个支架，省去架设一架棚梁工序，省去三角区及架设棚梁处单体柱的作业工序，保证人员作业安全。

形成四个掩护架，撤架时空间大，待撤支架不会出现以往尾梁卡拌单体柱情况，不仅提高作业人员安全系数，而且保证现场标准化达标，改善现场人员作业环境。

2.2 具体实施方式

形成四个掩护架，三角区支设3排3 m板梁，每根板梁下支设1根单体柱（共计3根单体柱），将支架撤出后，要及时在原支架位置垂直掩护支架架设一架挑棚梁（板梁规格选用R150 mm×3 m），挑梁靠三角区侧梁头支设1根单体柱，然后用3号掩护架护帮板挑住棚梁另一头；拉掩护架前，将三角区1根单体柱回掉，然后四个掩护架拉到位，此时三角区恢复3根板梁一梁一柱支护方式，形成撤架的一个循环作业。如下页图2所示。

2.3 解决的主要问题

与原撤架工艺相比，新撤架工艺从工艺源头很好地解决了原撤架工艺所遇到的问题：

1）掩护架正式形成时新撤架工艺掩护面积大，三角区范围大大减少，从而减少了三角区支护工序；如下页图3所示。

2）支架撤出后新撤架工艺只需架设一架棚梁，比原工艺少架设一架棚梁，三角区亦不需额外架设棚梁支护。如图4所示。

3）撤架空间大，作业环境安全性大大提高，职工作业期间事故率大大减低。

图2 新撤架工艺图

图3 新撤架工艺大大减少了三角区的范围

2.4 主要目标

降低在实际撤架过程中，木垛、板梁等材料的投入，从而降低撤架成本。减少工人在采空区侧作业的频次，最大程度上减少了工人受伤的风险。减少了打木垛支护工艺，加快了撤架速度。

3 现场应用情况

新快速撤架工艺首先在回收2319工作面时采用，撤架106架，取得了良好的使用效果。这种撤架方法由于撤架空间大，待撤支架尾梁卡拌单体柱的情况得以避免；改善了作业环境，作业人员的安全系数大大提高，有利于保证现场标准化达标；同时由于撤架工序相对简化，架设棚梁等工序相对减少，降低了工人劳动强度。新撤架工艺在成庄矿进行推广应用，在 4310工作面（138架）、3310工作面（132架）回收作业时继续采用。

新快速撤架工艺取得了很好的实施效果，主要表现在两个方面：

经济效益：新撤架工艺的推广应用大大减少了撤架作业过程中对棚梁单体柱的投入、损耗维护费用。撤架作业中使用的棚梁价格2 800元/m2，每根约400元，单体柱每根约1 600元，单体柱复用折旧费用按10%计算，新撤架工艺每撤一个架将减少投入6根棚梁，12根单体柱，每撤一个支架将减少投入6×400+12×1 600×10%=4 320元。

该矿各工作面安装130架左右的支架，因此每个工作面将减少投入4 320×130=561 600元。

同时由于撤架工艺的改进降低了劳动强度，提高了工作效率，这方面也将产生巨大的经济效益。

社会效益：撤架工艺的革新给工作面撤架工作带来巨大的便利，深受广大职工的欢迎与肯定，并由此调动了广大一线职工、技术人员深入现场了解问题、解决问题的积极性。撤架工艺的创新必将对综采面设备安装与回收工艺产生深远的影响，具有巨大的社会效益。