綜采工作面液壓支架單架掩護(hù)法撤除工藝研究

韓志強(qiáng)　沈品品

摘要：在綜采工作面設(shè)備回撤中，液壓支架撤除屬于其中關(guān)鍵，液壓支架撤除工藝直接影響撤除速度。基于此，本文將簡單介紹綜采工作面液壓支架撤除常見工藝，并結(jié)合濟(jì)寧三號(hào)煤礦實(shí)例，深入探討綜采工作面液壓支架單架掩護(hù)法撤除工藝的具體應(yīng)用，具體涉及鋪網(wǎng)收尾、單架掩護(hù)法應(yīng)用路徑、裝架要點(diǎn)、頂板管理要點(diǎn)等，希望研究內(nèi)容能夠給相關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面;液壓支架;單架掩護(hù)法;直接撤架法;掩護(hù)撤架法

Study on Removal Technology of Hydraulic Support Single Frame Cover in Fully Mechanized Mining Face

HAN Zhiqiang SHEN Pinpin

（Yankuang Group Mining Engineering Co.， Ltd.， Jining， Shandong Province， 273516 China）

Abstract： The removal of hydraulic support is one of the key points in the equipment withdrawal of fully mechanized working face， and the removal process of hydraulic support directly affects the removal speed. Based on this， this paper will briefly introduce the common removal process of hydraulic support in fully mechanized working face， and combined with the example of Jining No.3 coal mine， deeply discuss the specific application of the removal process of hydraulic support single frame shield method in fully mechanized working face， specifically involving the net laying ending， application path of single frame shield method， key points of loading， roof management and so on， hoping that the research content can enlighten the relevant practitioners.

Key Words： Fully mechanized mining face; Hydraulic support; Single frame cover method; Direct frame removal method; Cover frame removal method

直接撤架法、掩護(hù)撤架法、單架掩護(hù)法等均屬于常用的綜采工作面液壓支架撤除工藝，不同工藝具備不同的優(yōu)勢和不足。但結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，部分單位在綜采工作面液壓支架撤除方面存在工藝選用不當(dāng)問題，由此催生的撤除速度等方面問題必須得到重視，這類問題的針對(duì)性預(yù)防正是本文研究的關(guān)鍵所在。

1. 綜采工作面液壓支架撤除常見工藝

1.1直接撤架法

直接撤架法適用于存在較好頂板條件的工作面，如存在采用錨桿支護(hù)的撤除通道，可直接撤除液壓支架。在直接撤架法的應(yīng)用過程中，需首先縮回液壓支架側(cè)護(hù)板，隨后進(jìn)行降柱處理，液壓支架用千斤頂或絞車?yán)?.5-1.8m，沿垂直煤壁方向并隨后進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)，最終用絞車?yán)窖b車地點(diǎn)。撤除第一組工作面端部支架后，需將木垛支護(hù)頂板打上，之后支架每撤一組，托棚均需要沿工作面方向設(shè)置，靠采區(qū)側(cè)的走向棚一端可順利托往，也可以采用叢柱維護(hù)。全部撤除液壓支架后，木支架方可回收。直接撤架法具備撤除速度快、工序簡單、工作空間寬敞、坑木消耗少、便于支架前移調(diào)向、施工安全、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)^[1]。

1.2掩護(hù)撤架法

較差的工作面頂板條件適合采用掩護(hù)撤架法^[2]，具體步驟為：（1）沿工作面方向，在撤架端部液壓支架（第一、二、三組）前上方打長方木兩塊，規(guī)格為3.0m，液壓支架挑的木板梁可由此拖住，隨后拆下第一組支架前梁，將其用絞車前拉，停止依據(jù)為頂梁值貼幫柱400mm，采用相同方法并列第一組支架與第二組支架，分別牽出外運(yùn)第三、第四組支架，即可將木垛支護(hù)頂板2個(gè)打上。最后進(jìn)行支架調(diào)向處理，將第一、二組支架平行工作面煤壁設(shè)置，保證前梁安裝及時(shí)，即可提供掩護(hù)架滿足整個(gè)工作面撤架過程需要^[3];（2）拉出煤壁側(cè)掩護(hù)架到一定位置，將待拆支架上方木板梁撐住，待拆支架前梁可隨之降下，最終脫離頂板;（3）降柱的掩護(hù)架由絞車牽引前移，在與待拆支架靠近后，待拆支護(hù)上方頂板需在其前梁升架后開展針對(duì)性控制，同時(shí)交替掩護(hù)兩掩護(hù)架;（4）下降待拆支架到最小高度，將側(cè)護(hù)板收緊，完成管路拆除，隨后絞車負(fù)責(zé)牽出、調(diào)向運(yùn)走;（5）拉出支架后，采空區(qū)側(cè)需要及時(shí)打上撐柱，數(shù)量應(yīng)為3-4根，以此在頂板鋼絲繩上支設(shè)^[4];（6）將采空區(qū)側(cè)掩護(hù)架前移，實(shí)現(xiàn)拆架空頂支護(hù);（7）基于上述過程逐架撤出，直至剩下兩組支架時(shí)，采空區(qū)側(cè)掩護(hù)架此時(shí)不再前移，將倒數(shù)第二組支架撤除后，采空區(qū)側(cè)掩護(hù)支架需隨之牽出，進(jìn)行木垛設(shè)置，完成拆除空間維護(hù)，順利拆除側(cè)掩護(hù)架可獲得支持;（8）將煤壁側(cè)掩護(hù)架拉出，采空區(qū)側(cè)使用單體液壓支柱打好抬板，架梁上的木板梁可由此托住，最終拉出工作面最后一組支架，將單體支護(hù)和木料及時(shí)回撤^[5]。

2. 綜采工作面液壓支架單架掩護(hù)法撤除工藝的具體應(yīng)用

2.1案例概況

以濟(jì)寧三號(hào)煤礦163上05工作面施工3^#煤層作為研究對(duì)象，該煤層具備厚度穩(wěn)定特點(diǎn)，煤層厚度、傾角分別為3.80～4.35m、1°～11°，煤層結(jié)構(gòu)為2.10（0.25）1.80m，一般為4°。煤層的直接頂板、局部頂板分別為石灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖偽頂，厚度分別為3.72m、0.40m，直接底板、老底分別為細(xì)砂巖、粉砂巖，厚度分別為1.30m、3.05m。收尾期間，存在架頂板破碎的1^#～7^#，綜采工作面液壓支架回撤難度因此提升。

2.2鋪網(wǎng)收尾

推進(jìn)至距終采線12m時(shí)，綜采工作面163上05開始鋪網(wǎng)收尾。從機(jī)尾處支架開始鋪網(wǎng)，采用菱形鐵絲網(wǎng)，規(guī)格為6000mm×1350mm，需按照平行于工作面的長邊進(jìn)行鋪設(shè)，雙層網(wǎng)鋪設(shè)在頂板破碎時(shí)進(jìn)行。板梁鋪設(shè)于金屬網(wǎng)下放，同時(shí)鋪設(shè)第1排網(wǎng)與第1排板梁?；谒θ肼渖降牡?排板梁，在1000mm時(shí)，全部壓實(shí)老山側(cè)，即可停止支架前移，擴(kuò)大循環(huán)工作可隨之開展。采用一次成型斜擴(kuò)10架工藝進(jìn)行擴(kuò)大循環(huán)，1組為10架，連續(xù)擴(kuò)幫，直至規(guī)定得到滿足。之后選擇挑梁維護(hù)，規(guī)格為4.2m每架兩梁，煤幫由梁大頭頂住，棚腿設(shè)置于挑梁下。大頭朝上設(shè)置棚腿，棚腿與梁頭用耙釘將兩側(cè)釘牢，打在硬底上的棚腿下端需緊貼煤幫^[6]。

2.3單架掩護(hù)法應(yīng)用路徑

首先拖出2^#支架降柱，隨后調(diào)向、拖出。拖出1^#架降柱，調(diào)向處理使其靠近煤壁側(cè)，此時(shí)為掩護(hù)架，將掩護(hù)架依次前移，其他支架即可按順序撤除。斜撐柱與木柱設(shè)置于掩護(hù)架、撤架之間，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況選定數(shù)量，采用紅松圓木作為點(diǎn)柱，規(guī)格為d200mm，滿足頂板維護(hù)需要，回撤至最后2架時(shí)，先拆除掩護(hù)架，隨后進(jìn)行8^#和81^#支架的回撤。

2.4撤除2^#架要點(diǎn)

在撤除2^#架前，需在機(jī)頭支架（1^#、2^#、3^#）前梁上設(shè)置11^#工字鋼梁，長度最短為4m，以此實(shí)現(xiàn)1^#、2^#架拆除后挑梁的維護(hù)。完成挑梁支護(hù)后，方可將支架前梁降下。（1）將支架間液管斷開，具體涉及進(jìn)、回液管，之后開展封口處理，重新供液采用獨(dú)立高壓液管;（2）掛鉤，使用圓環(huán)鏈固定重型導(dǎo)向滑輪于探梁耳子上（3^#架前），規(guī)格為d26mm×92mm，把鉤工2名負(fù)責(zé)在重型導(dǎo)向滑輪上穿過拆架絞車?yán)K，并使用圓環(huán)鏈將鉤頭與四連桿連接固定;（3）收側(cè)護(hù)板、降架前移，操作閥組收回側(cè)護(hù)板，由液壓支架工負(fù)責(zé)，將側(cè)護(hù)板固定銷插入，緩慢下降2^#架到最低高度，相關(guān)人員撤至安全地點(diǎn)后，拆架絞車方可開動(dòng)，慢慢前移的支架與原位置完全脫離后，停止?fàn)恳?（4）調(diào)向，將滑輪摘掉，此時(shí)需存在不再通過滑輪的鋼絲繩，拆架絞車的進(jìn)一步開動(dòng)需以全部人員處于支架支柱內(nèi)為依據(jù)，由此開展調(diào)向處理，保證支架平行煤壁。撤除支架后，需將斜撐柱與木柱設(shè)置于原有空間，滿足頂板維護(hù)需要;（5）對(duì)架，將拆架絞車鉤頭取下，將對(duì)架絞車鉤頭換上，支架拉出過程中全部人員需處于支架支柱內(nèi)。

2.5調(diào)向處理1^#架要點(diǎn)

1^#架由獨(dú)立高壓液管重新供液，使用圓環(huán)鏈將重型導(dǎo)向滑輪于探梁耳子上（3^#架前）固定，重型導(dǎo)向滑輪由拆架絞車?yán)K穿過，1^#架四連桿用圓環(huán)鏈與鉤頭連接固定，降下支架，停車需要以保險(xiǎn)煤幫與支架距離為100mm為依據(jù)，隨后發(fā)信號(hào)松繩，將重型導(dǎo)向滑輪取掉，開展拉架處理，逐步將支架靠近煤壁側(cè)，使其成為掩護(hù)架。

2.6撤除3^#～79^#架要點(diǎn)

采用正常撤除方法撤除3^#～79^#架，支架回撤過程需要將待拆支架進(jìn)回管路斷開，隨后，（1）將進(jìn)回液管斷開，需將回液管U型夾取下，將進(jìn)回液管拔出，封口處理，重新供液采用獨(dú)立高壓液管;（2）掛鉤。在掩護(hù)架四連桿上固定重型導(dǎo)向滑輪，具體采用圓環(huán)鏈，重型導(dǎo)向滑輪穿過拆架絞車?yán)K，使用圓環(huán)鏈固定待拆架四連桿與鉤頭;（3）收側(cè)護(hù)板，收回待拆架側(cè)護(hù)板后，將側(cè)護(hù)板固定銷插入，緩慢降低待拆架到最低高度，隨后將拆架絞車開動(dòng)慢慢前移支架，牽引以完全脫離支架原有位置為依據(jù);（4）調(diào)向，向滑輪摘掉后，使滑輪不再通過鋼絲繩，開動(dòng)拆架絞車開展調(diào)向處理，保證平行于煤壁。設(shè)置木柱與斜撐柱于原有空間，滿足頂板維護(hù)需要;（5）對(duì)架。將拆架絞車鉤頭取下，更換對(duì)架絞車鉤頭，最終拉出支架;（6）前移掩護(hù)架，重新補(bǔ)聯(lián)撕破的金屬網(wǎng)，規(guī)避冒矸埋架問題，及時(shí)維護(hù)待拆架與掩護(hù)架間的三角區(qū)，設(shè)置好斜撐柱與木柱。完成上述準(zhǔn)備后，將拆架絞車鉤頭通過圓環(huán)鏈掛至掩護(hù)架四連桿上，掩護(hù)架重新供液采用高壓液管，隨后將掩護(hù)架立柱通過遠(yuǎn)距離操作閥組降下，前移掩護(hù)架1.5m，最后升起支架。

2.7撤除80^#和81^#架

基于上述順序操作支架，撤除掩護(hù)架后，回撤拆架絞車和相應(yīng)開關(guān)電纜，80^#和81^#架最終開展“邁步式”撤除，由副巷裝架絞車負(fù)責(zé)。完成收尾后，副巷口原棚梁“鎖口”采用針對(duì)性設(shè)置的切頂柱子，數(shù)量為3根。

2.8裝架要點(diǎn)

經(jīng)平臺(tái)裝車，拆出的支架利用副巷裝架絞車?yán)掀桨遘?，運(yùn)行期間的絞車需對(duì)支架運(yùn)行情況開展細(xì)致觀察，異常情況出現(xiàn)時(shí)需立即停止運(yùn)行，支架位置采用頂溜器調(diào)整，保證支架位置合適、裝穩(wěn)。需使用封車器將平板車與支架四角捆綁牢固，平板車和軌道或平臺(tái)需固定牢靠，采用40t鏈連接。

2.9頂板管理要點(diǎn)

在2^#架回撤時(shí)，正式施工前設(shè)置了1.6m×1m×2.2m規(guī)格的2^#木垛、2m×2m×2.2m規(guī)格的3^#木垛，通過接頂嚴(yán)密的木垛，以及設(shè)置的中間柱（中間）和包角柱（四角），耙釘釘牢的木垛為頂板管理提供了有力支持。結(jié)合針對(duì)性觀察可以發(fā)現(xiàn)，待撤支架與掩護(hù)架間存在處于傾斜塌方狀態(tài)的頂板，頂板于靠近支架處較高，冒落的矸石將網(wǎng)壓下，因此待撤架與掩護(hù)架間存在三角形的空間投影。三角區(qū)的維護(hù)屬于液壓支架回撤頂板管理要點(diǎn)，一般采用木垛、斜柱、木支柱等方式進(jìn)行管理，其中木垛對(duì)不適用于頂板破碎條件，這是由于承受橫向推力的三角區(qū)內(nèi)維護(hù)會(huì)導(dǎo)致迎山架設(shè)的木垛較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不安全的長時(shí)間三角區(qū)逗留也使得相關(guān)施工難以安全開展。結(jié)合傾斜狀態(tài)的三角區(qū)內(nèi)頂板，結(jié)合迎山角度問題和較大的頂板破碎壓力，案例最終采用堆柱迎上架設(shè)方式，該方式的應(yīng)用最終取得了理想效果，通風(fēng)通道的暢通得到了較好保障。

3結(jié)語

綜采工作面液壓支架單架掩護(hù)法撤除工藝應(yīng)用需關(guān)注多方面因素影響，本文研究直觀展示了液壓支架單架掩護(hù)法撤除工藝的具體應(yīng)用。為更好服務(wù)于綜采工作面液壓支架撤除，各環(huán)節(jié)的人員及時(shí)撤離、安全管理工作的嚴(yán)格開展、前移掩護(hù)架工序的靈活推進(jìn)同樣需要得到重點(diǎn)關(guān)注。

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