综采工作面末采回撤工艺应用实践

任玉龙 侯兰涛

（1.陕西彬长大佛寺矿业有限公司，陕西 咸阳 713500；2.平顶山市应急管理局，河南 平顶山 467000）

大佛寺煤矿为彬长矿区较早投产矿井，共计可采煤层分为两层，其中4上煤为一次采全高，4 煤为放顶煤。矿井在4上煤回采过程中不同程度出现接续紧张问题，而工作面末采回撤是矿井接续的重要环节。传统末采回撤通常以借鉴相同工作面经验为主，未形成一套成熟、安全性系数高的回撤工艺。以4034上11 工作面为例，开展综采工作面末采回撤工艺的研究与应用，将工作面回撤各环节形成一套完整适合的末采回撤工艺[1-7]。

1 工程背景

4034上11 工作面是403 采区首个采煤工作面，共计布置运顺、回顺2 条巷道，工作面长1680 m，预留大巷保护煤柱150 m，倾向长260 m，采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。工作面开采4上煤层，煤层赋存较为稳定，煤层平均厚度为2.6 m，开采高度3.6 m。该工作面共安装支架153 架，其中机头端头架3 架、过渡架4 架（头1 尾3）、中间架146 架，刮板输送机一部；运顺安装超前支架4 组8 架，转载机、破碎机和胶带输送机各一部。

2 工作面回撤通道宽度计算

2.1 回撤通道宽度计算

结合聚酯纤维网的尺寸及工作面支架在回撤转向过程中对掩护梁上方顶板和纤维网的破坏，支架在回撤转向前需留够充足的距离。根据工作面支架尺寸，最短抽架距离为2945 mm，支架转向间隙240 mm，安全间隙宽度300 mm，确定回撤通道宽度至少3485 mm，综合各因素确定回撤通道净宽度为3500 mm，施工宽度3600 mm。

2.2 工作面末采铺网长度的确定

工作面顶梁长4350 mm，掩护梁长2860 mm，掩护梁距巷道底板1600 mm，回撤通道宽度3600 mm，老空侧矸石埋压长度取1600 mm，通帮支护长度3300 mm，综合计算得出聚酯纤维网长度17 310 mm，考虑网褶皱等因素，确定铺网长度18 m。

3 工作面末采铺网工艺

3.1 准备工作

工作面通过每台支架手动绞盘、钢丝绳进行挂网作业。推采至距停采线14 m 位置处开始铺设聚酯纤维网，在铺设纤维网前施工固网压茬锚杆，固网压茬锚杆在支架顶梁之间距顶梁端部100 mm 处施工。为保证钢丝绳起到吊网作用，挂网时将钢丝绳连接环绕过纤维网并留设不少于6 m 的富余长度。

3.2 工作面铺网工艺

工作面按照：收网→割煤→放网→拉架→推溜的次序依次进行，铺网的同时在支架顶梁与纤维网间架设半圆木或木板梁，每根半圆木须架设在相邻两个支架上。

4 工作面回撤通道支护工艺

4.1 回撤通道顶部支护

工作面距停采线3.6 m 时支架停止前移，采用煤机割煤、单体辅助推溜等方式拓宽通道，回撤通道宽3.6 m、高3.4 m。工作面顶板为复合顶板，伪顶存在1 m 厚的泥岩，强度差；向上为粉砂岩，具有较高稳定性。顶板采用“锚、网、索”联合支护，利用锚网索联合支护将顶板固定为一个整体，同时利用聚酯纤维网防止破碎岩石的掉落，如图1。

图1 末采支护施工剖面示意图（mm）

4.2 回撤通道帮部支护

帮部煤体采用“锚、网”支护，利用富余的纤维网配合锚杆、木托板进行支护（当纤维网长度不够时，须补联菱形铁丝网），每排打设3 根Φ22 mm×1600 mm 锚 杆，间 排 距 为1400 mm×1200 mm。详见图1。

4.3 工作面回顺后端头抹角支护

工作面支架回撤前，需确保回撤通道与回顺交叉出口过渡平滑，保留足够空间回撤支架，根据支架装载机尺寸及型号规格，选取煤壁侧抹角半径5 m。因回顺后端头巷道跨度大，支护面积广，对该处顶板采取超前锚索补强支护。

4.4 末采回撤施工工艺组织

末采回撤阶段分为末采回撤挂网阶段、末采回撤固网阶段、扩通道阶段，具体施工工艺见表1。

表1 末采回撤施工工艺组织表

续表：

5 工作面支架回撤工艺

工作面支架回撤采用前进式“多掩护支架回撤法”，掩护架3 架。掩护式撤架法利用已撤出的中部架作为掩护支架全断面支撑回撤通道顶板，为待撤支架创造良好的顶板空间。

5.1 调整掩护支架

选取4#、5#、6#架作为掩护支架，其中5#架作为老空侧掩护支架、4#架作为中间掩护架、6#架作为煤壁侧掩护架。具体掩护架转架工艺如下：

（1）工作面机头1#、2#、3#架在顺槽巷道内利用绞车可直接回撤，回撤后在老空侧区域打设2.4 m×2.4 m 木垛2 个，维护顶板的完整性。

（2）调整4#、5#支架。利用撤架绞车并选用巷帮施工的锚索作为导向点摆转4#支架，4#支架摆转后在撤架空间沿切顶线位置打设单体+铰接梁支护。利用撤架绞车将5#支架抽出2 m 后进行摆转，摆转过程重复4#支架摆转过程，使5#支架紧邻4#支架靠近老空侧区域放置，如图2。

图2 调整4#、5#掩护架

（3）调整4#、5#、6#支架。利用撤架绞车将6#支架正常抽出并向机尾方向转向60°，借助单体液压支柱对5#、4#架进行摆转，使其与回撤通道平行布置，选用巷帮锚索作为导向点摆转6#支架，使其与回撤通道方向平行布置，掩护架调整完毕，如图3。

图3 调整6#掩护架

5.2 中部架回撤工艺

中部架回撤过程中，利用4#、5#、6#架作为掩护支架，抽出待撤支架。利用绞车牵引配合单体将被撤支架抽离至具备转向位置；拆除导向滑轮，利用绞车牵引将被撤支架转向调直并拉移至装车点；拉移掩护支架至下个待撤支架位置；重复该次操作，直到收尾架。

5.3 收尾架回撤工艺

掩护架及最后2 架撤除顺序为：倒数第三架撤出后打设“井”字型木垛→回撤老空侧掩护支架→回撤煤壁侧掩护支架→最后两台支架→中间掩护支架。具体回撤流程如图4、图5。

图4 回撤6#掩护式支架

图5 一次回撤收尾架及5#支架

6 结论

（1）根据工作面支架尺寸及安全间隙从而确定回撤通道净宽度、掘进宽度及铺网长度。

（2）末采挂网采用绞盘、滑轮和聚酯纤维网完成末采挂网工艺，代替原来人工配合支架前梁进行挂网，具有施工进度快、减轻劳动强度、安全系数高的优点。

（3）末采回撤支架采用前进式“多掩护支架撤架法”， 4#、5#、6#架作为掩护支架，有效减少了木垛施工量，节省支护材料。掩护支架法可有效控制顶板安全，特别是针对末采期间顶板破碎的情况，通过聚酯纤维网和支架有效配合，可确保回撤期间顶板可靠、安全。