综采工作面设备快速拆迁的应用实践

摘  要  介绍了神东煤炭公司综采工作面设备拆迁时的巷道布置工艺、支护方式、设备回撤工艺及其优缺点。

关键词  综采工作面  回撤通道  回撤辅巷  快速拆迁

神东煤炭公司目前共有综采工作面10个，综采工作面每年要进行20多次安装回撤，综采设备能否快速搬迁直接影响着矿井生产。神东公司通过不断实践，形成了辅巷多通道快速回撤的拆迁工艺，工作面设备的回撤可在约6d内完成，极大地缩短了回撤时间，提高了设备使用率。

1  神东公司井下运输条件和设备

神东矿区煤层埋藏浅，结构单一，属近水平。辅助运输巷道及两顺槽的巷道断面宽度和高度均在4m以上。井下设备运输采用无轨胶轮车，主要使用美国、澳大利亚等国的636支架搬运车、350P支架搬运车、912X支架搬运车等，载重能力大，运输灵活方便。

2  辅巷多通道工艺

2.1  巷道布置

在回采工作面停采线处掘两顺槽的同时，掘出两条平行于回采工作面的辅助通道，靠工作面侧的通道称为回撤通道，靠大巷侧的通道称为回撤辅巷，在两条通道之间掘3～4个联络巷，形成辅巷多通道巷道系统。

2.2  巷道断面尺寸

根据设备的外形尺寸和无轨胶轮车行驶要求，回撤通道的断面尺寸（宽×高）为：5m×3.5m， 回撤辅巷及联络巷的断面尺寸（宽×高）为：5m×3.2m。

2.3  辅巷多通道顶板管理

一般，回撤通道顶板支护采用金属网、钢梁、单体、垛式支架联合支护，底板及各联络巷底板铺设200mm厚的砼底板。掘进时回撤通道采用锚杆支护，锚杆支护间、排距为1.0 m×1.0m，锚杆长1.6m。在采通前铺设金属网，金属网规格120mm×1000mm，网孔为40mm×40mm的菱形，由8^#铁丝编织，靠贯通侧铺双层网，其余铺单层网，所有金属网错茬200 mm搭接，用14^#铅丝连接，连接扣间距不得超过200mm。铺网后架设一梁三柱和双排垛式支架（一般为55～60台），同时及时在垛式支架支撑不到的钢梁下补上单体柱，使其成为一梁六柱。具体过程是，先用叉车将11^＃矿用工字钢举升接顶网，用3.5m或3.8m的单体支柱支撑（靠贯通侧支撑两根单体柱）。每根钢梁排列间距为0.875m，目的是在采通后靠贯通侧的钢梁可用工作面液压支架的顶梁支撑。当整个通道的钢梁全部架设完毕后，在回撤通道内辅巷侧从距回风顺槽正帮8.75m开始，靠辅巷侧每隔5.25m安设1台垛式支架，共安40台。为加强联络巷口处的支护强度，在靠贯通侧的每个联络巷口处安设5台垛式支架，同时为便于工作面与回撤通道贯通后简化回撤工艺，快速回撤垛式支架，5台垛式支架紧连布置，以4个联络巷计算，共计20台垛式支架。

为控制贯通侧的顶板下沉，各联络巷及运（回）顺前5架为一梁五柱金属棚，后5架为一梁三柱金属棚。如遇顶板破碎情况，在正常支护情况下，还需在回撤通道靠回撤辅巷侧的煤帮挂护帮网，回撤辅巷顶板加锚杆支护。

在工作面掘进至距回撤通道12m时，开始贯通前铺网，前4m铺单层网，后8m铺双层网。当工作面掘进至距通道4m时，开始沿工作面方向挂设φ15.5mm的钢丝绳，每隔0.8m挂1根钢丝绳，共挂5根。为使网片尽快进入支架前梁，挂网前在支架顶梁前的顶板上每隔5.25m固定长600mm的短锚杆，并在其上挂1根钢丝绳，再用钢丝绳将第一片网固定好，随支架的前移，网片进入支架顶梁上。当与工作面贯通后，进行清浮煤、接网挑梁工作。

　　通过采用这种方式支护，对顶板的支撑强度可达到512kPa，完全可以满足矿区埋藏浅、薄基岩的地质构造条件。回撤通道巷道布置及支护方式如图１所示。

图１  回撤通道巷道布置及支护方式示意图

3   工作面设备的快速拆迁

3.1  拆迁工艺

工作面设备的拆迁顺序是：刮板输送机（转载破碎机）→采煤机→液压支架（移变列车）。

3.1.1  刮板输送机的拆迁

刮板链从接链环处断开后，用912X车从机头（机尾）拉出，装入专用车斗运走。将刮板机机头、机尾、顶盖、底盘、传动部拆解后，逐一用912X或VTC630支架搬运车运走。中部槽等用叉车利用中间的联络巷运至回撤辅巷，装入专用胶轮车直接运到目的地。为了加快作业进程，各项工序可平行作业。

3.1.2  转载机、破碎机的拆迁

先断开转载机链，接着拉链，然后分解成鹅颈槽、旋转槽、破碎机、铰接槽、凸槽、桥身槽、转载机电机传动部、转载机机头等部分，用912X或630支架搬运车运走。

3.1.3  采煤机拆迁

先将采煤机停靠在机头或机尾附近，然后将采煤机的两摇臂、破碎机拆下。采煤机机身用两台630支架搬运车运走，其余设备用912X支架搬运车运走。

3.1.4  支架回撤

支架回撤的快慢直接影响着整个综采工作面的回撤速度。当工作面刮板机、采煤机及各种电缆管线全部撤出后，就具备了支架的回撤条件。回撤支架开口位置应尽量选择在顶板压力明显、有积水、回撤通道低洼处的联络巷。将正对着联络巷的3台支架用绞车依次拉出，每撤出1台支架后及时打木垛支护顶板。之后将靠机头方向的2台支架调向，使之靠辅巷侧平行于通道，作为掩护支架，靠近煤壁的为主掩护支架，另一个为辅掩护支架，利用其来控制回撤通道的顶板。随着机头侧支架的回撤，用绞车拉动前移。机头侧支架回撤时，可根据顶板压力情况，采用常规顺序拉架回撤或间隔抽芯拉架，支架用绞车拉至接近联络巷时，再用350P支架搬运车运走。每撤1台支架，及时用木垛或木丛垛控制顶板。机尾侧的支架回撤与机头侧相同。一般情况下，机头侧和机尾侧可同时回撤。

支架回撤必须控制好以下关键环节：①当2台掩护支架前移时，只能迈步前移，主掩护支架在前，辅掩护支架滞后0.5m，主掩护支架的立柱应与回撤时最靠近的支架的立柱对齐。这样可避免控顶变大压死支架；②单体支柱与垛式支架的回撤应随着支架的回撤而逐步回撤；③当支架回撤至联络巷口时，应对联络巷口进行补强支护，然后再前移掩护支架；④当工作面只剩下4台支架时，应逐台迈步前移，在支架顶梁前端与掩护支架侧边对齐后，撤出边架。出架后在支架原位并排支设2个1.2m×1.2m的木垛，接着将掩护支架降架撤出，然后在掩护支架原位支设1.5m×1.5m的木垛维护顶板。之后再将剩余3台支架逐台迈步前移，至支架顶梁均挑住顺槽抬棚，撤出靠采空区侧的边架，再将剩余2台支架迈步前移1m，回收抬棚下的单体支柱，最后将剩余2台支架逐台撤出。

3.1.5  移变列车回撤

根据具体情况，移变列车可与工作面设备平行回撤，电缆管线等分解后用912X车直接运至指定地点。

在设备回撤过程中，应尽可能整机整件整体搬运，以减少设备拆分工序，加快拆迁速度。

4　采通前贯通质量的控制

工作面设备回撤快慢的先决条件是整个回撤通道的贯通质量。为实现理想的贯通条件，需控制好以下3方面：①保证采通后工作面的顶、底板与回撤通道的顶、底板成水平，这样便于多功能车的行驶及设备的快速回撤。为此，通常采用探巷和地测引导的方法来实现。神东公司目前所使用的方法是施工12m长的小断面探巷、工作面与回撤通道对应标高实测及采用明显地质标志层（如稳定的夹矸）引导等方法来具体指导工作面与回撤通道的最后贯通；②保证工作面在贯通前与回撤通道平行，以确保工作面在采通时能够实现全线一次性贯通。这就要求工作面在距回撤通道8～10m时就严格控制上、下两巷的进刀量，同时要确保工作面煤壁的平直。通过合理调整采煤机截深来实现工作面与回撤通道平行这一目的；③人为控制避开周期来压。合理控制采通前工作面的采高与推进速度是确保贯通质量、减小周期压力的有效途径。根据对神东矿区工作面的现场实测，工作面煤壁前方来压影响带与推进速度有关，推进速度快，则来压影响带就短，反之则长，通常为1.8～3.4m。一般情况下需在距回撤通道50m左右（约5次周期来压）时就开始进行调整，最理想的位置是将最后一次大规模周期来压调整到液压支架推进至距回撤通道3～4m的位置。也就是说，当工作面采通后，液压支架全部挑上钢梁。此时，支架顶梁上方悬挂的老顶面积最小，周期来压是在工作面没有采通前到来，且工作面超前压力全部作用在实体煤柱上，采通后液压支架基本处于减压区。

5  快速回撤的优点及存在问题

采用辅巷多通道回撤工艺最大的优点是多头作业，方便灵活，平行作业地点多，便于快速回撤。提前进行通道支护可大大缩短回撤前采煤机自开通道的时间，同时也加强了对顶板的有效控制，加大了安全系数。回撤支架时采用双掩护有利于回撤单体支柱，加大了支护强度，避免了掩护支架被压死或丢失单体支柱。其缺点是出口较多，在瓦斯矿井不利于通风管理。