庄旺煤业20109工作面支架设备回撤技术研究

王志敏，张粉银

（山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司，山西 忻州 036700）

1 工程背景

山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司位于宁武县县城东北方向直距约6 km处凤凰镇后石湖村一带。目前其20109工作面位于2号煤层201采区北部，由20109运输顺槽、20109回风顺槽、20109切眼及保护煤柱边界（停采线）包围而成，工作面走向长1 982 m，倾斜长165 m，面积350 814 m2，煤层厚度变化较大，距地表最大深度为200 m，最小深度为130 m。20109工作面2号煤层拟采用综采放顶煤采煤法，末采结束后，需对工作面液压支架进行回撤处理。

2 回撤前准备工作

2.1 回撤通道起底、硬化

20109所采用的液压支架型号为ZY12000/28/62型，最低采高为2.8 m。支架被抽出后，其导向轮从下一支架底部钻出，当搬家车将支架起吊后，支架大于距离地面20~30 cm，最终在顺槽设置组装硐室组装。为了保证支架顺利通过，不仅要为液压支架预留充足的距离，而且还需在保证支架顶梁下的最低高度不小于3 000 mm从而避免支架起吊后不会触及下一支架顶梁，如图1所示。

此外，将利用矿用液压起重机完成对转载机、采煤机、综掘机、输送机等设备的安装、拆卸、移位等工作，如图2所示。但由于其长度过长，会出现回转较难、过弯不畅的情况，故需在行尾进行不低于140 m的扩帮工作，并在撤架通道内铺设标号≥C25、厚度≥200 mm的混凝土进行路面硬化工作。

图1 工作面设备回撤示意图

图2 工作面设备安装工艺示意图

2.2 铺设假顶

20109综采工作面停采期间局部地区承压较大，易出现漏顶现象。为保证支架安全撤出，需在35号支架至65号支架处，用“工字钢+道木”铺设假顶（工字钢尺寸为3 500 mm，两侧各空400 mm，中间平均布置三眼，间距为16 000 mm；锚索尺寸为6 300 mm×25 mm；道木尺寸为2 000 mm×200 mm×200 mm，并配有一定量的木楔）。

3 回撤时顶板控制措施

回撤时，20109工作面将保留三排完整支柱，设戗棚梁、清理浮煤、安设搬迁设备，保证人员退路畅通。然后在工作面打两排点柱，柱距介于3～5 m，排距1 m，顶板破碎时，点柱要用丛柱代替，丛柱由3～4根单柱组成，并适当架设木梁和木垛，木梁与木垛间距均为3～5 m。回撤按从机头到机尾，采空区向煤壁的顺序分侧面进行，工作面溜子也随着逐段回撤，回撤过程中，在20109工作面根据实际情况分段支设戗棚，以减少老顶的推力，在回撤机头时，打1～2个木垛，以保证机头的安全回撤；工作面运输机随着机架的回撤，也逐段回撤。回撤时工作面所有人员必须注意安全，保证工作面的顺利回撤。

4 回撤期间空顶侧的顶板管理技术

1）利用工字钢配合堆柱控制顶板。为保护机道侧煤壁顶板的支护，将利用工字钢作为支护，另外，还可以更加高效的回收单体支柱。随着掩护架的推进，机道处的掩护架与煤壁之间的通风宽度将逐渐收拢，有可能造成通风量不足额情况出现。对此，庄旺煤业决定在机道煤壁侧采用打设堆柱的方法配合工字钢来支护顶板：每移除一支架，便在紧靠煤壁处用4~6根规格Φ200 mm×4 000 mm的圆木打设一组堆柱。当顶板压力过大时，可增加所打设堆柱数量。

2）木垛控制顶板顶板。根据工20109作面实际情况来看，在将支架先头后尾的移出同时，采用两架支架作为掩护架。详细方案为：当撤出至支架中心位置时，于古塘与工作面间的煤壁处打设一堆柱进行支护，每一木垛保持1.5 m的间距且与煤壁相距0.5 m。在整个过程中，为避免所撤出的支架尾梁撞倒木垛，需将木垛沿三角区域垮落方向呈≥45°斜角倾斜布置，待过渡架全部撤出后，再将后续支架作为掩护架。如此反复循环操作后，直至最后一架支架在距尾口1.5 m处需停下并升起，待塌落平稳后，在尾口处打设一组堆柱增强支护，最后再将其撤出。

3）其他安全技术措施。20109工作面中部有大运路保护煤柱，严格按照批准的保护煤柱留设。严禁进入20109工作面中部大运路保护煤柱内回采。回采至大运路东部保护煤柱边界时必须停止回采，需在大运路西部保护煤柱边界外重新开切眼，重新布置工作面。在20109工作面西部重新开切眼前，必须保证前方回采过的区域内顶板跨落稳定后，才可重新开切眼。防止大面积空顶，及时采取专项顶板安全技术措施，确保安全生产。

5 工作面回撤阶段顶板控制实施效果

20109工作面在支架撤出前，组织相关人员加强回采队组作业规程的培训，熟练掌握综采放顶煤采回采工艺，在认真研究顶板初次来压和周期来压规律、严格管理上隅角瓦斯和氧气浓度之后开始进行撤架工作。历时十余天，顺利的在短期内零事故、零伤亡地完成撤架任务，并且保持了被撤支架的完好性，对相关撤架工作具有一定的参考意义。