深部采区大倾角综放面支架拆除的技术应用

摘 要    根据孔庄煤矿7339综放面的具体地质条件，对该工作面的支架拆除技术应用与实践进行了总结，确保了7339综放面的支架安全顺利回撤，取得了良好的经济和社会效益。并为相似地质条件下的综放面支架回撤提供了技术保障和现场经验。

关健词    深部采区    大倾角    支架回撤    防灭火    技术应用

孔庄煤矿针对地质条件复杂、煤层倾角大、开采深度大、管理难度大等特点，为进一步集中生产，提高其技术经济效益，保证矿井均衡稳定、可持续发展，走集中生产之路。自2002年6月份，上第一套轻型放顶煤综采支架以来，已成功回采了7338、7339两个轻放工作面，取得了一定的成功经验，但随着开采深度的增加，综采支架拆除回收期间的技术问题仍值得探讨。下面以7339综放面为例，探讨一下深部采区大倾角综放面支架拆除期间技术管理的几个问题。

一 工作面概况

7339轻放面，自2003年8月份正式投产，于2004年9月底回采结束，历经14个月，走向回采795米，工作面面长155米，实际动用储量为74.86万吨，实际采出量64.11万吨，回采率85.6%，损失率为15.7%。

7339轻放工作面位于孔庄矿Ⅲ2采区，上部边界为7339材料道（-698.1m）下部边界为7339溜子道（-778.9m），东部边界为7339切眼，西部边界为7339停采线（Ⅲ2采区保护煤柱），7339开采七号煤层，赋存稳定，煤层厚3.8m~5.58m，平均4.5m，开采深度-698.1m~-778.3m，煤层直接顶为黑色泥岩，深灰色砂质泥岩，厚3.2m，节理裂隙发育易冒落；老顶为砂岩，厚8.0m，煤层直接底板为灰黑色砂质泥岩，厚1.4m。煤层倾角23〇~28〇，平均倾角为25〇，该工作面构造较为复杂，回采过程中共揭露断层20条，落差H=0.5m~3.5m。
矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，7339工作面为Ⅲ2采区，比照高瓦斯管理，煤层有爆炸危险，爆炸指数在42左右，煤层有自燃发火倾向性，发火期为12个月。

二 工作面收尾准备工作

做好工作面停采前的收尾准备工作，对工作面的综采支架的安全顺利拆除与回撤期间的技术管理及防灭火起着至关重要的作用。

1 人工假顶的铺设

人工假顶铺设的质量直接影响了工作面支架拆除期间顶板管理的难度，在距工作面停采线12m，开始全面铺单层网，上齐回采2m后进行全面铺双层网，铺网要求：沿工作面走向铺网长，倾向铺网宽，走向与倾向各搭接200mm，铺第一次网时，要先上一根直径为18.5cm的钢丝绳生根，铺双层网时开始上第二根钢丝绳，以后每割煤一刀，上一根钢丝绳，共上12到14根钢丝绳。钢丝绳上在网的下边，将网与钢丝绳隔孔连好。

2 停采前两出口的维护

工作面两出口维护的好坏直接影响支架等设备回收的速度，为保证支架设备的安全顺利回出，必须对两出口进行超前维护加固，以保证两出口顶板稳定。在距工作面停采线6m处，两出口各四台支架，开始上大板，每推采一刀，沿工作面倾向支架上两块大板，确保出口稳定。

工作面回采到停采线后，为保证端头支架调出及上出口支架调向，要对出口进行抹角，以利于支架调向，由于支架调向处跨度大，顶板压力集中，对此区域顶板维护加固尤为重要。抹角规格为走向长×倾向宽×高=（1.5~2.0）m×2.0m×2.4m，加固方式为：采用（4.0~5.0）m长兀型梁或矿用11#工字钢梁架棚，扇型支护，下面靠两帮采用6.0m长矿用11#工字钢架双抬棚，抬棚一梁六柱，抹角支护采用2.0m~3.0m长半圆木支护，一端支在支架上，另一端在煤壁侧打一棵单体支护，棚距0.6m。

3 停面时煤壁区顶板管理

7339工作面所使用的支架为ZF2800—16/26轻型放顶煤液压支架，支架中心距1.25m，为保证支架在煤壁区的安全通道，要求停止移架后要再回采两刀，因此煤壁区的顶板处于无支架支护区，我矿采用2.0m长半圆木配单体架棚支护，沿工作面走向，每架上打两架托棚，棚距0.625m，一端支在支架上，另一端在煤帮打一棵单体支护。
工作面停面后要对煤壁区及时进行全面锚帮，锚帮采用预应力锚杆与梯子梁，压紧金属网，间距1.0m，由上而下打三排锚杆，顶排距顶板0.4m，腰排距顶排1.0m，底排距底板0.9m，待前部刮板输送机回收完毕后，要对煤壁走向两米范围内顶板进行锚网索联合支护，铺索沿工作面倾向每两米打一根，锚杆每架打一排，顶板破碎松软处只打锚索不打锚杆。

4 停面位置的确定

停采线位置在设计部门确定以后，不违反原则范围内，适宜选择在周期来压后5~8处，因7339工作面周期来压步距为14~17m，为保证停采后免受周期压力的影响，停采位置必须掌握好，一般选在上次周期来压8m后，全面开始做停采准备，待下一次周期来压过后，6m处进行停面锚帮，同时，停采前10m不放顶煤，使老塘让顶煤跨落，进行充填采空区以缓解顶板压力对支架的作用。

5 工作面停采前后的质量管理

工作面停采后，要对工作面煤机、刮板输送机等设备进行回收，一般需要15天左右，另外支架拆除回收还需15天左右，因此工作面停面回收时间较长，必须加强工作面停采前后工程质量。

5.1 工作面采高：

ZF2800—16/26轻型综放支架最低采高1.6m，最大采高2.6m，为保证支架顺利通过，一般在回采结束时，采高控制在2.3~2.4m，以保证支架有效支撑高度，考虑到工作面停采后会来压，可能会使支架立柱安全阀打开卸载造成支架立柱下缩，高度不够，因此在停面后，还需每台支架顶底梁间加打一圆木点柱，所以在停采前必须控制好工作面上的采高。

5.2 工作面直线度

轻放工作面不同于普通机采工作面，轻放ZF2800—16/26型液压支架，重达11.57吨/台，在支架回撤向上拉时，必须使用回柱绞车，因此要求绳道在工作面回采临近结束时，要加强工作面直线管理，要求“三直两平”。只有这样才能保证综采液压支架安全顺利回收。

5.3 支架完好性

工作面停面后在支架回收过程中，要保证工作面顶板有效支护，需对支架定期检修。停面前对支架立柱、片阀、安全阀等配件彻底检查，不完好的及时更换，保证支架有效支护。同时在回收过程中，每班要对剩余支架补液一次，确保支架初撑力符合要求。

三  主要技术措施

1 支架拆除回收

1.1 确定拆除顺序：

由于工作面倾角较大，防止降架过程中，撕坏顶部人工假顶，造成漏顶窜煤矸伤人，确定支架拆除顺序为由下而上逐架拆除。

1.2 绞车布置：

由于ZF2800—16/26液压支架笨重，需用回柱绞车牵引，加之工作面较长，因此在距迎头30m处，安装20T回柱绞车，用于支架调向。在工作面上出口正对支架运行绳道，预先做一绞车窝，安装两台20T回柱绞车，用于支架向上牵引，距出口向外30m材料道上帮安装一台20T回柱绞车，用于牵引支架上滑板车装入平板车上固定。

1.3 支架拉出后顶板管理

每回出一台支架后，及时用2.5m单体配（2.6~3）m长半圆木扶两架对接棚支护顶板，一梁三柱，棚距0.625m。回出三台支架后，迎头形成六架对接棚，即开始人工回迎头三架，留三架棚以利于支架调向，回第四台支架后，再架两架对接棚，然后回迎头两架对接棚，即形成“见五回二”的施工循环，遇顶板压力大时，需增加圆木点柱或加打木垛。

2 瓦斯、煤炭自燃的防治措施

2.1 瓦斯管理方面

建立稳定可靠的通风系统是治理工作面上隅角瓦斯的基本条件，同时工作面风量的大小也直接反映了上述地点稀释瓦斯能力的大小。从7339工作面拆除期间的瓦斯治理情况来看，稳定的通风系统及风量在250m3/min~350 m3/min最适宜。

支架回收期间，为保证煤壁有良好的通风道，停面前采用锚索网联合支护，在回收过程中，坚持每隔5m加打一木垛，以保留工作面“U”型良好的通风系统。

工作面上隅角和回架绞车窝是工作面拆除期间瓦斯管理的重点。对于上隅角的瓦斯治理采用风帐导风和压风管压风相结合的方式，绞车窝采用压风管导风稀释瓦斯，同时坚持瓦斯管理员定点检测，并加强瓦检员的监督考核。

2.2 采空区煤炭自燃管理方面

① 控制采空区漏风，创造回架条件

工作面停采后，由于采空区遗煤较多，顶板跨落不充分，造成采空区漏风严重，加快煤炭自燃，因此停面后在上下两道老塘侧垛双层高分子材料墙（高分子材料：煤=1：5）和喷快速密闭处理，减少向采空区漏风，降低煤炭氧化和升温速度。

② 上隅角采空区预埋管注浆，一般注浆管出口距停采线20~40m远的注浆效果比较理想，为防止注浆管出口被冒落的矸石堵塞，还应采取防止注浆管堵塞的措施。

③ 加快工作面回架进度

加快工作面回架进度是解决回架期间的“一通三防”隐患，尤其是治理采空区遗煤自燃发火的最直接有效的方式。7339面在拆除过程中，材料道应预先准备平板车备用，合理组织拆除，优化劳动组织，安排定量并由专人负责协调。工作面停面回采后，到支架拆除完两道封面的时间不宜超过40天。

④ 防灭火预测预报

在支架拆除回收过程中，应由专职人员对工作面上隅角回风流开展气体定点监测和定期取样化验工作，掌握采空区遗煤自燃发火过程，为开展及时的防灭火预测预报提供有利保证，也为控制支架回收进度提供依据。

四  建议与结论

1 工作面收尾工作的到位与否，直接影响工作面拆除回收进度，因此应加强收尾准备期间的管理，做到措施科学化，有针对性并现场落实兑现。

2 煤壁通道的顶板管理对于采深较大顶板松软煤层，应加强锚索支护，加大锚索和木垛支护的密度，缩小木垛间的间距，或打联体木垛的方式，保证工作面通风断面，为支架回收、瓦斯防治创造条件。

3 加强对岗位操作人员和瓦斯检查人员的岗位职责培训，增加安全防范意识，杜绝人为因素造成事故。

4 采空区的遗煤是采空区煤炭自燃发火的根源，为更好地做好采空区防灭火工作，应考虑在工作面停采前20~40m远处预先放出一段10~20 m的矸石隔离带,同时加强注浆工作。

5 应做好突发事件的应急预案

5.1为防止因通风断面的迅速缩小而造成工作面的风量不足,在工作面拆架之前应安设好局扇,作为工作面拆架期间通风的备用。

5.2工作面拆除前,溜子道应做好排水工作，防止因注浆量过大涌水时堵塞巷道断面，同时应准备封闭材料，当采用局扇通风时能及时的封闭溜子道。

5.3为防治采空区煤炭自燃和采空区有害气体涌入工作面，应在两道备好快速密闭，注凝胶等封堵材料,以应急时之需。