煤矿液压支架回撤工艺与管理

胡 永

（大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司， 山西 朔州 036012）

引言

当前煤矿开采主要依靠于大规模的普通机械开采、综合机械化开采以及综放的采煤方式，而这类采煤方式需要采用大量液压支架，当一个工作面完成回采后需要将整个工作面的液压支架运输至地面检测、维修或移动至新的工作面平面。液压支架设备通常较为笨重、体积较大，工作面走向较长，因此，不仅对顶板的维护管理以及如何高效、安全进行液压支架回撤提出了较高的要求。

1 常见支架回撤工艺

1.1 传统支架回撤工艺

综采工作面通常采用双掩护架法进行综放工作面内液压支架的移架和回撤，该方法主要依靠两台掩护支架作为过渡支架对被撤出支护的顶板进行临时支护，再通过密度木垛或点柱对采空区域进行支护，再通过人工和使用绞车等简易设备完成支架移动。撤架过程中应加强对煤层顶板周期来压的监控和顶板支护，及时进行相关调整确保支护能够安全撤出。

双掩护支架的回撤工艺通常为：将双掩护支架应设置在回撤支架相互对应位置，并呈现并列排布，具体应与被撤支架的立柱作为参照，通过与煤壁前端的间距应不大于0.4 m的间距，两支架平行间距应小于0.3 m，进行前后错位时，间距应当小于1.5 m[1]；完成双掩护支架的设置后，应通过钢丝绳、吊钩以及滑轮固定被撤支架的端部，通过液压绞车将被撤支架水平方向移出，并且应超出原支护状态下底座位置后停止，通过人工方式进行支架的转向，转向角度为90°，同时对被撤支架的原支护位置采用点柱或密集木垛进行顶板控制；完成支架转向后再次通过钢绞线、吊钩和滑轮对支架端部进行固定，使用绞车使支架移动到设备吊装位置后可装车运离工作面；被撤支架完成撤出后应及时使用掩护支架进行接顶作业，进入到下一个支架的撤出工序。

1.2 专用支架回撤工艺与设备

1.2.1 回撤设备

传统支架回撤技术中机械化程度低，大量步骤需要人工完成，需要占用大量人力并且回撤效率低下，同时人员直接进行回撤区域会存在一定安全隐患。专用支架回撤设备采用专用的液压支架回撤平台和回撤运输车构成，可通过回撤平台完成支架回收过程中的移出、转向并可运输至支架回撤车。该型设备的使用能够将支架移出的固定和转向过程所占用的时间大大缩减，同时避免人员长期暴露在采空区域。

液压回撤设备通常由支护部和调向部构成，其中主要通过液压机械进行驱动。以调向部为例，该部分由推移油缸、转向轮、回撤平台构成；而支护部分由液压支架和支护横梁构成，其支护原理基本与掩护支架使用的方式相同，全程采用液压伺服进行控制，操作人员通过相应控制装置完成设备操作，支架通过伸缩杆和横梁相互连接，支架可通过伸缩杆单独移动，也可以通过横梁拉动三组支架同时后撤[2]。调向部分代替原来人工转向和液压绞车，将被撤支架移出工作面并直接进行被撤支架的转向工作。同时液压支架的回撤运输车采用导轨式运动方式，相应的运输能力提高，能够单次完成多组液压支架的运输工作。

1.2.2 回撤工艺

1）前期准备工作。清理支架撤离通道内的杂物，避免不必要的干扰；使用锚杆、锚索、锚网以及护顶带等措施对撤离支架上方的顶板进行必要的加固；检测液压支架状态，及时对故障支架进行维修恢复。

2）回撤设备就位。在运输巷内铺设运输钢轨便于回撤平台运输和行走机构的运移；将回撤支护支架移动并设置在待撤液压支架平行位置，进行支架安装，并将回撤支架与平台横梁相互联系；对回撤设备中的各液压系统中的各管路、油缸及阀体进行检查。

3）支架回撤。待撤支架完成牵引绳的联结后，进行待撤支架降架处置，同时将支护支架伸出并完成顶板支护受力；撤架平台通过驱动液压油缸将待撤支架牵移至待转位置，待转位置应为相邻未撤离支架底板后端；调向牵移部再次驱动液压油缸并通过转向轮完成待撤支架转向，转向角度为90°[3-4]；再次水平牵引将待撤支架运输至运输行走机构处，通过行走机构将待撤支架运离工作面。

4）下部支护支架降架后通过调向牵引部移动至下一待撤支架旁，进行支架牵引前的连接与相关检查后进行到以下支架撤离阶段。

1.3 两种不同回撤方式的对比

1）牵引距离。传统支架回撤技术需要通过钢绞线以及滑轮对被撤支架进行固定并通过绞车牵引，绞车和回撤支架间的钢绞线过长，导致受力状态没有专用回撤牵引车良好，同时安全性能较差。

2）转向效率。传统支架回撤需要人工辅助完成绞车和支架的转向，增加人员的劳动强度，同时占用大量时间，采用调向牵引车可以直接通过液压系统完成设备转向。

3）设备安装。传统支架回撤设备简单，但需要占用大量时间对被撤支架进行固定和拆卸，专用支架回撤设备的联结简单，同时动力驱动完成由液压系统完成。

4）安全性。传统支架的牵引固定和转向需要大量人员，回撤区域存在顶板冒落危险，而人员需要长时间暴露在该区域进行作业，也就增加安全事故的几率。

2 支架回撤安全技术措施

2.1 支架回撤顶板维护

支架回撤后原支架位置的顶板形成悬露，在无支护条件下悬露部分顶板在上覆围岩压力作用下可能会发生下沉和断裂，导致支架抱死从而影响设备正常撤出。专用回撤设备配套有支护支架代替传统支护方式的掩护梁结构，但根据需要沿一定间隔需要额外设置点柱加强支护。针对高冒区域点柱应当减少点柱间隔，一架一柱，同时沿掩护梁下侧增加部分点柱。

2.2 通风管理

工作面液压支架回撤阶段应加强工作面内的通风管理，避免瓦斯积聚于局部供风量不足的现象发生，具体措施有：支架回撤区域使撤架通道构成局部通风的进风段，全段采用全负压通风方式供风，并且根据《煤矿安全生产规程》中相关规定，支架回撤阶段局部通风的供风量应≥600 m3/min；支架回撤期间应确保瓦斯高抽巷的正常工作，同时加强工作面上隅角管理，通过瓦斯抽放或局部通风稀释等措施；对于回撤区域出现的局部瓦斯积聚或涌出，可适当通常压风引射机或风障等措施进行处置进行瓦斯稀释。

2.3 大倾角防滑措施

工作面大倾角区域进行支架回撤可能出现被撤支架滑动、倾斜，为了避免该类事故的发生应对支护的点柱进行联锁避免支护失效，同时对待撤支架通过锚链连接并随支架撤出进行移设；同时支架和支柱撤出过程应通过两台慢速绞车同时进行，一台进行出架的同时使用另一架对顶梁前端进行控制；同时大倾角平面易出现滑动的还有临时堆砌的物料，所以实际作业过程中应避免大倾角平面进行物料堆积；大倾角工作面作业过程同时应避免沿倾角上下面进行平行作业。

2.4 高冒区域防冒落措施

工作面采空区上部形成高冒区域主要是煤体前方悬露顶板出现断裂并有大量的裂隙发育所造成的，为了避免撤架阶段出现不可预知的顶板冒落现象，应对高冒区域的顶板进行维护和加固，通常采用马丽散等填充加固材料对破碎煤岩体进行加固提高煤岩体强度。同时应加强对顶板的支护，增加对高冒区域顶板进行支护的点柱和单体支柱的支护密度，对被撤支架区域的托棚也应通过增加点柱进行加强，避免支架撤出后造成托棚的垮塌；回撤过程中应及时对非正常失效的点柱应及时恢复，同时应需要在拆除的托棚和点柱的附近进行相应支护后再进行相应拆除作业。

3 结语

专用液压支架回撤设备的应用不仅能够极大地节约人力方面的投入，而且能缩短整个液压支架回撤周期的时间，并确保整个撤架过程的安全性。