综放工作面快速回撤工艺研究与应用

赵科研

（马道头煤业有限责任公司，山西 大同 037100）

大同矿区综采受顶煤松软、基本顶坚硬等条件影响，停采回撤工艺复杂、耗时较长、安全管控难度大。以马道头8221 工作面为背景，引入柔性纤维网，改变传统的铺设金属网工艺，减小机道从断面，大大提高了停采收尾效率，经济效益显著[1-2]。

1 概况

8221 综放工作面煤层平均厚度5.5 m，可推进长度1230 m，工作面倾向长170 m，倾角12°～21°，采高3 m。煤层顶板多为中粗粒砂岩，局部含砾，抗压强度为中硬-坚硬岩石，以中等为主，厚度4.33～24.07 m，局部有薄层泥岩，厚度0.1～0.5 m。

2 停采回撤工艺优化

2.1 工艺优化要点

（1）柔性网的制作。将钢丝绳同时与网一体联铺制作，根据工作面几何尺寸，该工作面选用一张190 m×15 m 柔性纤维网，一张网可装两个平板车，便于运输、操作。

（2）工作面回撤梁端距1.6 m，可以满足出支架要求。支架回撤流程是从头部皮带巷向尾部回风巷回撤，因此从端头开始到10#支架与铺网同时打设钢带、锚索、锚杆，为三组掩护架的就位创造前提条件。

2.2 工艺流程

（1）打设吊挂网锚杆。工作面推进至挂网位置，在工作面支架梁端前0.3 m 处隔架架间打设挂网锚杆（索），3 m/个（支架宽度1.5 m）。

（2）固定吊网绞盘、滑轮、上柔性网。在支架立柱上安设固定绞盘、顶梁起吊环设配套滑轮，并安装Ф8 mm×20 m 钢绞线，隔架安装（3 m/组），柔性网通过绞盘钢绞线下方穿过，将网与钢绞线一同固定在挂网锚杆上，在割煤时将柔性网吊起，防止刮坏网片，拉架前松动摇盘将网自然下垂2 m 左右，便于拉架时网片移上顶梁。柔性网规格15 m×190 m（前12 m 带Ф21.5 mm×190 m 钢丝绳12 根）。

（3）打设固定钢丝绳钢梁。工作面柔性网吊挂之后，在进、回风顺槽打设固定钢丝绳钢梁，长度12 m，锚索固定。当工作面柔性网进入支架顶梁后，将钢丝绳梁两端固定至进、回风顺槽钢梁上。

（4）扩机道（停止拉架、采空区煤矸压网），打设顶帮支护（清理后部运输机浮煤）。在柔性网压入冒落处0.5 m 后，停止拉架，推溜后煤机继续割煤2 刀（1.6 m），扩机道至设计断面，停采最后两刀采用锚杆、索、钢带联合支护回撤通道，最后一排支护打在顶板与煤壁肩窝处，帮支护采用剩余柔性网配合锚杆支护。在此工序期间，同步清理后部刮板运输机浮煤。

（5）挑钢梁。机道支护完成后，隔架在支架梁端中部架设工字钢梁，钢梁规格3 m，机道侧钢梁端头采用锚索固定。

（6）清理前部运输机浮煤，拆撤前、后运输机（采煤机分解、回撤）。清理前部刮板运输机浮煤，拆撤前后部运输机，采煤机分解、回撤。

（7）机道敷设轨道、装车平台（安装机道绞车）。机道设备回撤后，安设装车平台、敷设轨道、安装绞车。装车平台3 节，轨道规格30 kg 型，机道安装2 台30 kW 绞车，分别在距离回风巷30 m、40 m 机道煤柱侧。

（8）回撤1#～3#过渡支架（架设木垛）。首先回撤1#～3#过渡支架，机道30 m 处绞车配合滑轮进行拉架、调向后，及时在原支架处架设木垛1 个，每撤1 台支架架设1 个木垛；后使用机道40 m 处绞车进行装车；最后皮带巷处绞车进行拉运，依次撤出1#～3#支架。

（9）设掩护支架（4#～7#）。1～3#过渡支架回撤后，4#～7#支架设掩护支架回撤剩余支架，机道30 m、40 m 绞车根据回撤支架向后移动。

工艺流程见图1～图6。

图1 工作面支护平面图（m）

图2 末采吊挂钢丝绳平面示意图（mm）

图3 绞盘挂网支护剖面图（mm）

图4 机道支护平面示意图（m）

图5 设备回撤平面示意图（m）

图6 工作面加设木垛示意图

3 效果分析

（1）本停采工艺扩刷机道1.6 m，2 排支护，就本工作面倾向长度170 m 为准，较一般停采工艺节省3 排支护，累计节省锚索（Ф17.8 mm×8300 mm）315 套、锚杆（Ф20 mm×2200 mm）330 套、“W”钢带（4300 mm×280 mm×4 mm）117 片、锚固剂（CK2360，40 支/箱）22 箱、机道护帮网片（1200 mm×2700 mm）190 张，吊钢梁、穿钢管、设掩护支架节省木垛4200 根方木（1250 mm×200 mm×200 mm），合计成本费用约为70 万元。

（2）本停采工艺较一般停采工艺节省人工约620 个，架设木垛、联网以及机道支护等工艺节省人工450 个，材料运输节省人工190 个，按每个人工400 元计算，累计节省50 万元。

（3）机道1.6 m 宽，较一般停采工艺工作面可多推进1.6 m，资源回收最大化，可多回收煤量170×5.5×1.6×1.47 ≈2200 t，多产生效益110 万元。

（4）采用柔性纤维网，减少了传统铺金属网的人工搬运、联网环节，顶网整体支护性强；机道宽度1.6 m，相较一般停采工艺而言，机道断面较小，维护成本低，减少了人工机道作业安全隐患，安全性高。

4 结论

（1）快速停采工艺具有支护强度大、安全可靠性高、支护材料质量轻的优势。与金属网相比，采用柔性纤维网一次性铺设，免除联网工序，减少停机时间，上架移动速度快，生产效率高，避免频繁运网和进入机道侧联网作业，安全保障性高。

（2）快速停采工艺能够实现快速回撤，简化了收尾工序，柔性网片面积大，整体编织，减少了漏矸、破网现象，回撤通道断面小，节省劳动力，减少机道维护成本，支护效果明显。回撤通道仅仅扩刷1.6 m，断面小，单位支护强度大，减少机道维护成本，综合各方面情况可节约直接成本约230万元。