综采工作面回撤 [浅论综采工作面液压支架无坑木回撤技术]

　　摘?要 国投新集刘庄煤矿和全国许多大中型现代化矿井一样，采取的是综采回采工艺进行煤炭开采，在对工作面综采液压支架的回撤方面，一直要消耗大量的坑木，来保证综采液压支架的安全回撤。如何能够创新一种全新的回撤工艺，实现综采工作面无坑木回撤呢？找到既能节约大量的木材、降低吨煤成本，又能减轻职工劳动强度，增加安全系数的施工工艺，这就是本人通过多年从事煤矿综采工作面液压支架回撤工作技术管理工作以来，创造性的发明的一种全新的回撤技术和工艺。
　　关键词 综采工作面液压支架回撤；无坑木支护；创新回撤技术方法
　　中图分类号 GB54 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0157-01
　　国投新集刘庄煤矿和全国许多大中型现代化矿井一样，采取的是综采采煤工艺进行煤炭回采。综采工作面回采结束后，对于工作面综采液压支架的回撤，主要有垮落式回撤和充填式回撤两种方式。就国投新集和淮南、淮北矿业集团来看，一直采用的是垮落式回撤。全国煤炭企业中，综采液压支架回撤绝大多数也采取的是垮落式回撤。
　　1 综采工作面液压支架实行传统垮落式回撤方式，采取的主要安全技术措施和支护形式
　　1）综采工作面液压支架实行传统垮落式回撤方式，采取的主要安全技术措施是：①回撤液压支架过程中，对收作巷进行有效支护，在收作巷煤壁侧采取沿空留巷，预留出1.5 m～2 m宽的安全通道，做为通风与行人通道（收作巷有平坡和负坡的，还兼做牵引绞车的钢丝绳绳道）；②液压支架回空区，进行临时支护，使其在悬顶达到一定的步距后，受压应力作用而自然扑落，以确保待回液压支架架边与回空区2 m～3 m范围内，铺设钢丝绳和金属网的伪顶暂时得到支护，给回撤下一台液压支架留出足够的安全操作空间，以及能够满足液压支架回撤移出的最小旋转半径。
　　2）综采工作面液压支架实行传统垮落式回撤方式，主要采取的支护形式：①采用直径200 mm以上的圆木，对收作巷靠近回空区侧打2～3排点柱支护，点柱上方点在支护材料下方（根据巷道类型，是锚网索支护的，打在锚索托板下方；是梯形棚支护的，打在棚梁下方；是锚网支护的，打在锚网钢带下方）；而且在收作巷内，每隔10 m～15 m左右，加打一个木垛，以保证液压支架回撤期间，沿空留巷支护牢固，满足行人与通风安全需要；②对液压支架回撤出来后的回空区，在绳网下交错打4～8根木点柱加固（根据液压支架类型不同，点柱数量不等。目前，国投新集刘庄煤矿西区171303工作面使用的液压支架和口孜东矿使用的液压支架，同为ZZ13000-27/60D型支撑掩护式液压支架，每台支架回撤出来后，若遇顶板破碎时，网绳下点柱要打到13～18根之多）。
　　2 无坑木回撤技术的施工工艺、方式方法，主要安全技术措施，体现出的优点
　　1）综采工作面液压支架采用无坑木回撤技术的施工工艺：①使用液压超前支护支架、悬移液压支架或液压单体金属支柱等三种可复用金属支护支架和器材，来代替传统的坑木，进行收作巷沿空留巷和回空区网绳下的支护材料；将传统垮落式回撤工艺中的一次性消耗大量坑木支护材料，改为采用可循环复用的支架和器材形式进行回撤，这样光节约坑木消耗一项，平均每回一台液压支架就能节约资金2000～3500元（国投新集刘庄煤矿西区171303工作面ZZ13000－27/60D型液压支架，平均每台回撤一台液压支架，需要消耗3100元，工作面共168台液压支架，全工作面回撤结束，最低消耗52万元坑木），彻底更新了传统的坑木支护回撤方式，大大节约成本，优化了社会生态环境；②改变传统回撤过程中消极、被动的支护方式，变成现在的积极、主动的支护形式，增加了安全系数。
　　2）综采工作面液压支架采用无坑木回撤技术的支护形式：①使用液压超前支护支架、悬移液压支架或液压单体支柱代替圆木支护；②变圆木的柔性、消极被动支护，变为液压支架或液压单体支柱的钢性、积极主动支护。
　　3）综采工作面液压支架采用无坑木回撤技术施工方法：①每回撤出一台液压支架后，及时用液压支架、悬移液压支架或液压单体支柱进行网下支护；②风道实行不少于三排液压单体支柱支撑，待工作面所有设备和综采液压支架回撤结束后，再全部将风道单体液压支柱回除；③液压支架回撤出的铺网绳下，采用液压单体支柱支护时，每架5根；使用液压支架或悬移液压支架时，网绳下采取两台或三台液压支架进行支护。
　　4）综采工作面液压支架采用无坑木回撤技术，主要安全技术措施是：①液压单体支柱要采用8#铁丝进行二次保护；使用液压支架或悬移液压支架支护时，要及时移架；②登高作业必须佩戴安全带；③进行液压单体进行支撑风道和回空区时，每根单体不得少于三人；④单体与工字钢棚梁、钢带或钢丝绳接触处，要垫上小木板、木楔等木质材料，增大摩擦系数，以免滑移；⑤发现液压单体支柱支撑行程不足400 mm时，要及时更换成短单体，以防止液压单体支柱行程压尽，损坏单体支柱；⑥回撤回空区或风道液压单体支柱时，使用回撤慢绞拉出；⑦卸液压单体支柱时，必须实行远控卸液；前移液压支架或悬移支架时，必须邻架操作。
　　5）综采工作面液压支架采取无坑木回撤技术，体现出的优点：
　　①增加安全系数。液压支架回撤出来后，要及时进行打点柱和打木垛。为了保证综采液压支架的安全拆除，一般收作巷的高度设计为2.7 m～4.0 m之间（根据液压支架型号不同，收作巷的高度会设计成不同的高度，以满足安全回撤为准。局部顶板破碎、断层或超高段，会更高）。如此高度下，从事多人抱木料，进行打点柱，安全威胁比较大。而改为液压单体支柱支护时，就解决了这一难题，杜绝了这一安全隐患。
　　采取无坑木支护回撤工艺后，回空区改为液压支架、悬移液压支架或液压单体支柱循环交替支护，就能实现回空区顶板自然释压、缓慢铺落、不断释放压力的良性状态；解决了坑木支护回撤时，时常产生大面积空顶悬压，及压力过分集中现象，易造成压力突然释放、致使铺设的绳网瞬间被剪断铺落的重大安全威胁。
　　②节约大量的坑木消耗，降低吨煤成本。综采工作面回撤过程中，平均每台液压支架使用15～22根木料，用于风道支护、网绳下支护和打木垛（风道点柱受压折断，需要更换或补打的还没有计在之内）。平均每个回撤工作面光支护用坑木一项，就可节约资金50～80万元，一年按8个回撤工作面计算的话，可节约资金500万以上，在国投新集公司推广后，一年光坑木一项就能节约1000多万元，有效降低吨煤成本。
　　③优化回撤工艺，提高回撤速度。《煤矿安全规程》规定，综采工作面回采结束后，必须在45日内对两巷进行永久封闭。但当地质条件差，收作巷刷扩进度慢，严重影响永久封闭的时间期限。采取无坑木支护回撤后，回撤过程中，不再有抬运木料、截锯木料、打风道点柱、打网绳下点柱、剪网释压、打木垛等工序。减化了繁琐的施工工序，可大幅提高综采液压支架的回撤进度。
　　④降低职工劳动强度。使用无坑木新技术回撤工艺后，可以大大降低职工劳动强度。
　　⑤避免大量森林砍伐，优化社会生态环境。由于采用综采工作面无坑木支护回撤工艺，节约了大量的坑木消耗，避免上万公顷的森林资源被砍伐，优化了社会生态环境。
　　参考文献
　　[1]王静.液压支架试验台液压系统动态特性分析[D].太原科技大学,2010.
　　[2]鹿志发.浅埋深煤层顶板力学结构与支架适应性研究[D].煤炭科学研究总院,2007.