综采工作面回撤通道补强支护及液压支架“压死”回撤方法的研究

综采工作面回撤通道补强支护及液压支架“压死”回撤方法的研究

刘义

(中煤西北能源化工集团有限公司生产服务中心 内蒙古 鄂尔多斯市 017000 )

摘要：针对鄂尔多斯市金通矿业有限公司51114综采工作面支架回撤现场实际情况（即：在距回撤通道贯通剩余1.8米时，工作面40-70#支架处压力显现明显，部分支架立柱活柱无行程），特制定回撤通道补强支护方案及无活柱行程支架回撤方案，实践证明，架棚支护可以有效维护回撤通道顶板状况，同时也有利于回撤压死支架。

关键字：综采工作面回撤；压死支架；回撤通道

0  引言

鄂尔多斯市金通矿业有限公司位于鄂尔多斯市东胜区东南约20km，行政区划隶属于鄂尔多斯市东胜区铜川镇神山村。矿井核定生产能力150万吨/年。矿井为低瓦斯矿井，地温正常，无高温异常，无冲击地压危险，煤属于Ⅰ类容易自燃，自燃发火期最短为35天，煤尘具有爆炸危险性，无陷落柱。

1  51114综采工作面简介

1.1  工作面概况

表1 51114综采工作面位置及井上下关系

1.2  煤层顶底板情况

表251114综采工作面煤层顶底板情况

1.3  水文地质情况

表3 51114综采工作面水文地质情况

1.4  其他

表4 其他地质因素

2  回撤通道补强支护

2.1  W钢带+锚索与架棚方式加强顶板支护

在不破坏原有支护条件的情况下，要求在空顶面积较大地点利用“W钢带＋锚索”补强支护。从工作面机头、机尾两端贯通侧第一台单元支架开始使用ED10叉车逐架将降下来的单元支架移到靠贯通侧负台阶下方（为保证支架运输宽度距煤帮侧单元支架2.6m以外位置），在单元支架顶梁上方架设两根π型钢梁（钢梁间距1.2m），π型钢梁靠煤帮侧用液压单体支设。为了减少空顶面积，在每台煤柱侧单元支架顶梁前后再各架设一架π型钢梁（一梁两柱），如图1。

图1  架棚补强支护示意图

2.2  木垛、木点柱补强支护

以上补强支护不能覆盖空顶面积区域或压力显现异常无法实施锚索等支护区域，则采用木垛和木点柱补强支护。

2.3  支护强度计算

1、51114工作面支护强度（按倍数岩重法计算顶板支护强度）

Q＝h×n×h×L×γ×9.8×10-3

＝106×8×4×150×2.5×9.8×10-3

＝12465.6KN

式中：

 Q—顶板支护强度，KN；

n—岩重倍数，按中等稳定以下顶板考虑，取8；

m—回撤通道宽度，取4m；

L—回撤通道长度，取150m；

h—上覆岩层厚度，取106m；

γ—顶板岩层容重（密度），2.5t/m3。

所以工作面支护强度按照倍数岩重法计算为1.24MPa。

2.4  51114回撤通道补强支护后强度计算

Q=F/S，

式中：

Q为支护强度，KN；

F为支护顶板总初撑力，KN，（F=F1+F2（F1为单元支架总支撑力，F2为单体支撑力））；

S为顶板总支护面积，m2，（S=S1+S2(S1为单元支架支护面积，S2为架棚π型钢梁支护面积））；

F=F1+F2=67×3000+210×90=219900KN

S=S1+S2=4500×80×140+1600×660×67=121.152m2

Q=F/S=1.81MPa＞1.24MPa

综上所述，以单体架棚方式及原有单元支架为主体补强支护回撤通道，可以满足要求。

3  液压支架回撤

顺序回撤支架时，在撤出支架原位的钢丝绳下打木点柱和连锁木垛维护，为减少空顶面积，按照副掩护架、主掩护的先后顺序将两台掩护支架拉移到位并挑住π型钢梁，主、副掩护架拉移位置不得影响待撤支架的调向范围。然后将影响回撤支架调向范围内的单元支架、单体及π型钢梁撤出，再开始回撤边架。

回撤压死支架时，采用爆破松底法回撤液压支架，利用绞车配合拉移支架。回撤支架前，支架底座的前方底板用风镐将岩石掏出后，及时将支架升起，当立柱有少量行程时便可回撤支架。

4  结论

综采工作面回采期间，必须严格按照末采技术措施执行，保证回撤通道顶板高度及液压支架行程，为工作面回撤提前做好准备。根据上述实施办法及实践证明，在遇到回撤通道顶板压力大，回撤通道原有支护不能满足支护要求时，“W钢带+锚索与架棚方式”能有效保证顶板支护强度，并且结合使用“松底法”使支架形成有效活柱行程，可以快速回撤“压死”支架并保证员工的安全作业环境。

参考文献：

[1]高飞.综采工作面动压巷道煤柱宽度优化及支护方法研究[J].山西焦煤科技, 2023, 47(7):17-22.

[2]王少将.综采工作面液压支架回撤安装自动就位装置的设计[J].西部探矿工程, 2023, 35(8):146-147.

[3]张睿伟.综采工作面应力区回撤通道支护技术[J].机械管理开发, 2023, 38(10):240-241.