（急）倾斜综采工作面液压支架回撤安全应用技术分析

柏显玲++彭英豪++卓军

摘 要：基于绿水洞煤矿（急）倾斜工作面液压支架安全回撤应用技术实践，重点剖析了（急）倾斜工作面液压支架回撤工作中各重点工艺环节应用的安全技术保障措施，据此形成成套较完善的（急）倾斜综采工作面液压支架回撤安全高效的实用技术，为（急）倾斜综采工作面液压支架安全回撤提供了一种实用的技术思路。

关键词：急倾斜；综采工作面；液压支架；安全回撤

中图分类号：TD355.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0173-02

1 引言

倾斜煤层（煤层倾角>25～45°）、急倾斜煤层（煤层倾角>45°）综合机械化开采分别于1998年[1]、2007年[2]在绿水洞煤矿取得试采成功，截止2017年，实际应用综采平均最大倾角为3212工作面达54°，局部煤层最大倾角达57°。自大倾角综采实施以来，综采工作面设备回撤就成为绿水洞煤矿综采工作的重要组成部分，占设备主体的液压支架回撤又为重中之重。液压支架具有不可解体、笨重、尺寸大、易变形、数量多、价值大的综合特点，因此，综采工作面设备的回撤成功与否与液压支架的安全、高效回撤密不可分。绿水洞煤矿液压支架的回撤历经二十年的摸索与积累，由最初的回撤通道使用导轨、单回柱绞车牵引方式逐步发展为目前集实用性与安全保障能力更强的无导轨、双回柱绞车协同牵引的液压支架回撤方式，回撤通道扩刷工艺也由单一的炮掘升级为采煤机扩刷与炮掘并举的技术工艺等，结合装车起吊、转向通道硬化等其他工艺，形成了整套较完善的（急）倾斜综采工作面液压支架回撤技术工艺，提升了（急）倾斜综采工作面设备回撤工作的安全和效率。

2 （急）倾斜综采工作面设备回撤工艺

绿水洞煤矿倾斜、急倾斜综采装备经过多年的优化整合，目前综采工作面主体装备技术特征、主体功能已基本趋于相似。表1为（急）倾斜工作面的主要设备组成。

设备的主要特点[3]有：（1）四柱支撑掩护式（急）倾斜液压支架，具有防倒、防滑、防飞矸功能，工作面排头5架液压支架顶梁和底座分别有两组千斤顶两两相连，工作面其余液压支架用单组液压缸将顶梁、底座交错连接；同时，每间隔10架液压支架安设可上下左右调节的架间挡矸门，采用液压缸控制，主要用于防挡工作面飞矸；支架底座前后立柱间安装有倾斜人行梯步。（2）工作面刮板输送机电缆槽靠老塘端设有用两组液压千斤顶调节高度的架前挡矸门，用于遮挡工作面飞出的煤矸；刮板机传动装装置安装于机尾，动力电缆来自风巷“三站”。（3）工作面下端头安装有横式液压支架，由前、中、后三架单独的液压支架组成，前、中架固定连接为整体与后架迈步前进，桥转机尾部安装在前、中架前底座方拱形内，转载工作面刮板输送机煤炭，三架后端设有立体人行通道及安全挡矸板。（4）工作面“三站”设置在回风巷，是工作面采煤机、输送机、乳化泵动力源，机巷电源单独设移动变电站，动力电缆不经过工作面。另外，采煤机牵引机构与生产厂家上海天地科技股份公司联合单独进行了部件升级，以适应于急倾斜综采。

3 安全应用技术分析

3.1 回撤绞车的选用及安装

如图1所示，在煤层底板提拉液压支架的的提升力Fl为：

Fl≥Gsinа+μN

式中N=Gcosа，μ=0.12～0.5[4]

根据计算结果，按表2选择出主绞车型号。

副绞车的主要功能是配合主绞车对液压支架进行调节、防倒和断绳应急保护，起安全绞车的作用，选型主要依据为大于液压支架在倾斜底板上的静张力，即F2≥Gsinа。

回风巷转向绞车在牵引的过程中，液压支架接近靠拢采煤工作面回撤通道上出口，由于上出口在回撤通道施工过程中进行了硬化和弧形导向钢轨铺设，因而其牵引倾角（≤12°）和底板阻力系数已大为减少，转向绞车所需牵引力F3可以此或参照实际倾角计算。

主、副绞车的安装基座高度也是液压支架安全回撤的一个重要因数，主绞车拉液压支架底座，其出绳角应避免钢绳与回撤通道底板相摩擦，即出绳角β必须略大于煤层倾角а。主绞车提升中心线应与回撤通道中线基本一致，防止液压支架在上行过程中与其它液压支架或煤帮干涉，主、副绞车基础实行整体不间断浇筑，确保混凝土的整体凝固性。各提升绞车地脚螺栓深度不得低于0.8m，各绞车底架的前后均需穿圆钢压杠，压杠左右两侧用穿鞋锚杆压紧，绞车机身底座前排打斜撑压柱（可使用单液压支柱或Ф160圆木）、底座后排打戗柱。

3.2 液压支架回撤安全操作工艺及特点

回撤工艺。液压支架回撤顺序是：先撤下顺槽2#、1#、3#端头支架，再从1#支架开始逐架向上回撤工作面液压支架。每架液压支架回撤前，先将待撤液压支架用兜绳绕两根前立柱底端兜住，用卸扣将其与主绞车钢绳绳扣連接，液压支架顶梁合适位置用刮板链条与副绞车钢绳绳扣可靠连接，之后收紧主、副绞车钢绳，适当受力。回撤操作前，工作面必须停止乳化泵供液，关闭截止阀，卸掉管路余压后，撤掉所有液压连接管路及防倒、防滑液压缸，工作面回撤作业指挥人员时刻保持与主、副绞车操作人员的语音信号联络。待发出回撤液压支架指令后，工作面作业人员远距离操作略微降下待撤液压支架立柱300mm左右，并开始远距离操作单体液压支柱顶出液压支架进入回撤通道，通过指挥主、副绞车司机的收放绳，将液压支架逐渐摆正；之后，通过主绞车的牵引，将液压支架慢慢拉至回撤通道顶部，在此过程中，副绞车作为防倒及安全绞车同步收紧钢绳，保持受力状态，直至通道顶部。液压支架到达顶部后，收紧副绞车，然后取下主绞车钢绳，换为转向回柱绞车钢绳与液压支架兜绳相连接，收紧转向绞车钢绳并逐步牵引，同时慢慢松副绞车钢绳，转向绞车实现转向及牵引到装车位置后，方可取下所有绞车的钢绳，等待装车。

装车工艺。液压支架装车采用左右两端的起吊梁起吊装车，起吊前，先用液压操作阀片收拢液压支架的的所有底调、侧护液压缸，降下立柱至最低位置；底座两端用合适挂钩钩好底座前后两孔，两端分别用调节好长度的大链条联好各挂钩，两端链条中端分别与起吊缸可靠连接，先试吊看液压支架起吊是否平稳、前后左右高差是否一致，确认无误后，方可起升，空够平板车的高度，将平板车推入起吊的液压支架底盘下，对齐各连接孔位后，下放液压支架并于平板车连接紧固后，即完成工作面液压支架整个回撤过程，之后用其他辅助提升运输设备转至水平运输大巷，用机车牵引至地面检修，每列机车装车数不超过3架，两两车辆之间全部用长硬杆连接，车速不得大于2m/s。

安全要求。（1）每次液压支架回撤前，必须对回撤点以上5架支架重新注一次液，保证初撑力及接顶严实；对倾角较大的工作面，必要时用160链条配合φ24.5兜绳对回撤点以上5架支架连成整体，防止垮架、倒架。（2）回撤前，工作面支架严禁供液，单独铺设一趟管路供回撤点、装车点使用。（3）工作面回撤液压支架的操作，人员全部退至被撤支架3架以上位置采用远距离阀片操作，用绳索套牢顶出、转向用的单体液压支柱。（4）回撤液压支架降柱时，立柱不能降过多，不超过300mm，以能抵出支架为宜，防止突然倒架及破碎顶板突然垮落压架，擦顶顶出液压支架。（5）液压支架拉移前，用铁丝扎紧各散乱钢编管、防滑缸。（6）所有进入工作面的工作人员必须拴戴好保险绳。

3.3 现场生产实际情况总结

根据近两年5个回撤的（急）倾斜综采工作面统计，在最大平均倾角54°、最小平均倾角34°、倾斜长度120～180m的综采回撤工作面，采用此回撤工艺后，液压支架的回撤都达到或超越了预期目标，取得了较好的经济与安全效益。回撤下顺槽端头支架，一般是每班完成一架；回撤工作面液压支架，起初几架稍显困难，每班可完成1～2架的回撤，约三天后，每班可完成2～3架的回撤，整个工作面液压支架回撤多数在两周左右即可完成，整个（急）倾斜综采工作面设备回撤大多可在40天全部完成，与前几年需2～3个月完成一个工作面回撤任务相比，工效提高约30%，主要是液压支架回撤工艺的改进所致。回撤过程中，未出现丢架、回撤重大损失及人员重伤及以上事故，实际应用效果较佳。

4 结语

倾斜、急倾斜煤层综合机械化开采都是在绿水洞煤矿率先取得成功的，液压支架的回撤技术作为（急）倾斜综采中的重要组成部分也随着绿水洞煤矿长期实践而逐步完善，实现安全高效回撤。伴随着国内大多数类似采面矿井来矿的学习，绿水洞煤矿（急）倾斜综采的回撤技术也与开采技术、安装技术一同被更多矿井学习、引入并消化，对完善（急）倾斜综采整体应用技术的不断发展与推广起重要的推动作用，为（急）倾斜综采工作安全高效可持续开采夯实良好的基础。

参考文献

[1]周邦远，陈显坤，聂春辉，等.华蓥山矿区急倾斜煤层综采技术试验[J].煤炭科学技术，2008（7）：10-12.

[2]新技术 新设备：急倾斜机械化试采成功[J].中国矿山工程，2008（4）：64-66.

[3]彭英豪.急倾斜煤层综采技术与装备应用分析[J].煤炭科学技术，2015（3）：87-91.

[4]摩擦、磨損与润滑.机械工程手册.机械工业出版社[J]，1997.7.

[5]MT/T952-2005，双速多用绞车[S].