放顶煤工作面回撤后部运输机技术研究

郝玉兵

摘要：文章介绍了放顶煤工作面后部运输机回撤的施工工艺及具体施工方法，并针对后部运输机回撤中常见的技术问题提出针对性优化方案。从神东矿区历次后部运输机回撤施工中总结提炼了施工中的安全管理重点，为放顶煤后部运输机回撤的施工积累宝贵经验，提出合理化建议。

关键词：放顶煤；后部运输机；回撤；综采工作面

综采工作面放顶煤回采做为当前厚煤层采煤方法，已经比较成熟。由于其回采率高、巷道布置简单、装备配套成熟等一系列优点，得以在神东矿区得到了广泛的应用。然而在放顶煤回采的后期，常出现煤层变薄的情况，原有的放顶工序不再需要，只需要正常回采即可。此时由于放顶煤的后部运输机暴露于采空区侧，在回采移架时采空区垮落的岩石常压住后部运输机，導致后部运输无法正常前拉，进而影响的整个工作面的正常推进，对回采造成较大影响。为了减少上述情况的影响，神东煤炭集团采用放顶煤回采的部分矿井在煤层厚度发生变化处将后部运输机单独回撤出，然后正常回采，避免了后部运输机被压的现象，确保了后期正常的回采，取得了较好的效果。

目前神东矿区布尔台煤矿、寸草塔二矿都进行过放顶煤后部运输机回撤，在单独将后部运输机回撤后，通过继续正常推进回采，能够较好较快地完成整个工作面的回采。通过历次回撤后部运输机的经验积累，矿务工程的准备和现场施工中各项标准和工艺都逐步成熟，该项任务能够得以较好较快地完成。回撤后部运输机的施工时间根据回撤工作面的长度，施工工期一般需要3到4天左右。

1 回撤后部运输机的主要技术要点

1.1整体施工工艺安排

待矿方按计划回采至指定位置（一般为回撤后部运输机联巷处），将支架调整好，后部运输机浮煤清理干净，然后停电断电，拆解后部运输机电缆管线，断后部运输机大链，拆解转载机卸料槽挡煤板。然后稳放绞车，回撤后部运输机机头机尾框架及电机。待后部运输机机头机尾回撤完毕，回撤后部运输机大链，最后拆解后部运输机连接销，回撤后部运输机中部槽。

由于回撤后部运输机容易受矿务工程准备情况的影响，在正常条件下，机头机尾都能正常进车运输，都是按照上述工艺进行回撤。如果遇到特殊条件，也会根据现场具体情况进行调整。很多情况下，靠近采空区侧的后部运输机头或机尾框架，由于采空区侧运输路线沿途条件复杂，容易发生底鼓、片帮等，导致特种车辆和辅助运输车辆无法行车，受其影响机头机尾框架只能最后回撤，或采取其他措施进行回撤。

1.2 后部运输机机头电机、机头框架的回撤

后部运输机机头框架和电机的回撤最大的难点在于机头设备较多，需要拆解后才能将机头电机和框架撤出。由于放顶煤机头侧安装有转载机和机头组合支架，组合支架底座高500mm，且组合支架立柱之间空间有限，给设备的拆解回撤带来了不小的困难。经过井下现场反复的摸索试验，我们总结了一套快速高效的回撤方法。首先针对机头组合支架间隙较少，电机和机头框架整体无法撤出，我们先使用端头支架起吊并拆解后部运输机机头电机，然后将电机吊离机头框架，然后使用绞车将电机拉出进行回撤。电机拆解完毕后，机头框架也能够从组合支架间隙撤出。但由于机头框架较重，难以吊起平移至组合支架底座上，为此我们采取了在组合支架底座侧面垫设木垛，木垛从高到低码放，并使用拔钉进行固定，然后将机头框架沿木垛拉出组合支架。

为了保证机头电机和框架能够顺利沿道木滑过组合支架和转载机卸料槽，在确保组合支架侧面道木码放整齐并使用拔钉固定牢固后，在组合支架顶梁上方吊挂80t滑轮一个。回撤电机时，绞车钢丝绳通过80t滑轮和电机连接，然后使用端头支架斜吊起电机尾部。当绞车紧绳进行牵拉时，通过组合支架顶梁上方的滑轮导向作用，将电机前部在向前运动时被滑轮牵拉抬起，从而平缓地滑过转载机和组合支架底座，避免了磕碰和阻挡，而使得电机顺利回撤出来。

由于后部运输机机头框架相比电机长度、宽度等外形尺寸更大，重量更重。因此在回撤时更易发生挂卡，此时仅仅使用一个导向滑轮提起机头框架前端比较困难，为了增大向上的提升力，可以在机头框架上使用动滑轮，将钢丝绳绳头使用高强度起重链固定在组合支架顶梁上。通过组合支架上的导向滑轮和机头框架上的动滑轮可以将机头框架顺利牵拉至转载机卸料槽上方，然后解除滑轮，使用回柱绞车将机头框架直接拉出至联巷或机头硐室处。使用特种车将机头框架调向，然后装车升井，完成回撤。

1.3 后部运输机尾电机、机尾框架的回撤

相比后部运输机机头和设备干涉较多，回撤受组合支架和转载机尺寸制约较多，后部运输机机尾的回撤受矿务工程条件及末采条件的影响更大。

如果机尾在回撤后部运输时，压力显现正常，机尾顺槽能够正常进车，机尾绞车硐室和回撤硐室能够正常使用，回撤后部运输的工艺流程则相对简单。首先在后部机尾正对绞车硐室稳放回柱绞车，然后使用支架后尾梁起吊电机，将电机和机尾框架间的连接螺栓拆解，将电机和机尾框架分解开，具备回撤条件。使用回柱绞车将钢丝绳和电机固定，然后将电机拖拽出支架后方至回撤硐室处，然后使用特种车将电机调向装车升井。将后部电机回撤后，使用回柱绞车牵拉后部机尾框架至回撤硐室内绞车前方，然后使用特种车将后部机尾边调向边向外拉出，直至拉至顺槽内，装车升井。在整个回撤过程中，主要使用回柱绞车和特种车进行拉移调向。这要求作业地点的顶底板情况必须要好，两帮压力正常。因此在回撤后部运输机的前期矿务工程准备中，必须要确保机尾硐室处的支护能够满足回撤后部运输机的要求。

若回采中压力显现明显，机尾的条件不太适合回撤后部运输机时，需要采取更加灵活的回撤方案及措施。由于后部运输机机尾多数情况下都靠近采空区，加之机尾压力较大，时常出现机尾回撤硐室及绞车硐室在顶板来压的影响下变形严重，甚至出现机尾提前准备的绞车硐室和回撤硐室都无法使用。加之机尾顺槽内出现底鼓片帮，水泥路面破裂鼓起，机尾顺槽的顶板整体下沉，顺槽高度变低，导致辅助运输十分困难，车辆无法正常进入机尾，给后部运输机的回撤带了不小困难。此时首先要起底清渣，将机尾顺槽底鼓片帮清理完毕，确保机尾顺槽的底板能够尽可能平整完整，以便特种车行车。同时在顺槽和硐室处进行补强支护。通过架设棚梁和补打锚索进行顶板维护，防止作业中出现顶板事故。然后在后部机尾正对煤帮上施工牵拉锚索（一般施工四根牵拉锚索，使用高强度起重链对角锁死做为牵拉点使用），并在锚索牵拉点上挂设滑轮，然后使用手动葫芦起吊后部运输机机尾电机，拆解电机和机尾框架间的连接螺栓，将电机吊放于机尾框架外侧，然后使用钢丝绳通过滑轮由特种车牵引，将电机拉至顺槽，然后指挥特种车将电机调向并装车运出。电机回撤后，再利用钢丝绳牵引机尾框架。如果在牵拉过程中机尾框架较重，可将机尾框架进一步分解成几个较小的部分，或者在机尾上加挂动滑轮，然后再将机尾拉出。如果机尾的条件十分恶劣，也可先将电机分解使用车辆回撤出，然后将后部机尾使用高强度起重链和支架连接，支架继续牵拉机尾框架进行回采（此时机尾框架已在支架后尾梁下方，不影响正常的回采），待到机尾条件具备时再将机尾框架撤出。

1.4 后部运输机中部槽的回撤

后部中部槽的回撤是整个施工的关键环节。由于后部运输机回撤都在支架后尾梁下方作业，作业空间有限，拆解中部槽连接销困难。加之后部中部槽后方为采空区，虽有柔性网或铁丝网护住后方矸石，但常有破网漏矸导致后部运输机上堆矸较多，或是后方网片整体下鼓压住后部运输机，给回撤带来困难。

为了能安全快速回撤，现场采用稳放回柱绞车使用绞车牵拉中部槽的方法。首先作业人员将后部运输机中部槽统一每10节一组拆开连接销，然后使用回柱绞车牵引一组中部槽，从机头或机尾方向拉出，然后在顺槽内将10节中部槽逐节分解开，并装车升井。

当使用绞车回撤后部中部槽时，越往后方回撤，钢丝绳需要拉绳距离越远，由于支架后方空间有限，采用人工拉绳时，劳动强度大，劳动效率低。为了方便将绞车钢丝绳拉至待撤中部槽处，可以使用运输车辆通过牵拉φ15mm的细钢丝绳将绞车钢丝绳牵拉到位。细钢丝绳起到引绳的作业，由支架中间穿出，通过滑轮在辅回撤通道中牵拉。滑轮挂设在待撤溜槽正对的支架后尾梁处。

后部运输机中部槽被牵拉前行时，中部槽一侧是采空区网包，一侧是支架底座，极易使中部槽与网包及支架底座发生挂卡。这时常采用的具体方案是首先根据中部槽两侧网包及支架底座的位置，规划好中部槽牵拉路线，通过组合支架上方的导向滑轮来调节中部槽牵拉方向。在实际牵拉中部槽时，常发生挂卡现象，当中部槽和后部网包挂住时，使用支架的侧拉油缸，对挂卡点进行牵拉，将中部槽拉移至不再干涉网包的位置。如果中部槽在前拉中和支架底座发生了挂卡，可以采用在支架的推拉油缸后方放置道木，道木支设在挂卡点或其附近。通过操作支架收回推拉油缸并顶住道木，使用道木将中部槽顶离挂卡部位，从而解决了中部槽在回撤中的挂卡问题。

通过使用回柱绞车将所有的后部运输机中部槽逐段拉出，分解升井，直至将所有中部槽全部回撤完毕。

1.5 后部运输机大链的回撤

后部运输机大链的回撤比较简单，通常是根据现场情况选择顶底板条件较好、便于车辆运输的地方进行回撤。首先将后部机头或机尾回撤出，然后使用特种车将运输机链斗放置在正对后部运输机中部槽处，距离中部槽7到9米，然后使用绞车钢丝绳牵拉运输机大链将其直接装入运输机大链斗中。每次牵拉装入14米运输机大链，每隔50米在大链接链环处将大链拆开，确保每个运输机链斗至少装刮板50米。大链装好一斗后，捆绑固定牢靠，及时组织特种车辆将大链装车升井。链斗装满运走后，再重新放置空链斗，继续装链，直至将全部运输机大链回撤完毕。

2 施工优化方向

2.1 双向回撤中部槽

回撤后部运输机的任务多是时间比较紧迫，因此如果在矿务工程条件具备时，应该首先选择双向回撤后部运输机中部槽。在机头机尾绞车硐室内同时稳放回柱绞车，这样机头机尾方向都只需要牵引半个工作面的后部中部槽，拉绳距离短，中部槽挂卡次数少，作业效率高。头尾双向同时回撤，中部槽连接件可在顺槽中同时拆解，这大大提高了回撤后部运输机的时间。

2.2 矿务工程的优化

在回撤后部运输机中，矿务工程的准备情况对回撤影响很大，直接关系到施工进度。因此在矿务工程方面，一是要做好两顺槽及辅运的支护及机头机尾绞车硐室的施工，确保回撤后部运输机时，能够确保头尾双向进车进行回撤。运输路线沿途及时处理底鼓和片帮，保证车辆运输的顺畅。二是在贯通前根据支架顶梁长度和上方顶板状况，选择铺设柔性网的宽度、长度和强度，以确保回撤后部运输机时，采空区侧的矸石完全阻隔在外，便于人员在后部运输机处作业。由于放顶煤后方矸石垮落充分，因此柔性网的强度必须要满足要求，目前神东矿区放顶煤回撤挂网均采用的是800*800的宽格网，最大限度地提高了采空区矸石阻隔效果，为回撤后部运输机创造了有利条件。最后就是为了保证后部运输机中部槽在回撤中顺利拉出，而减少和支架底座及采空区侧网包发生刮卡的现象，在最后两个步距的回采过程中，必须将支架拉齐，确保支架底座成线。然后将后部运输机拉齐，这样就能确保后部运输机中部槽在回撤时最大限度避免刮卡，提高回撤效率。

3 施工中的安全管理重点

回撤后部运输机由于受现场条件影响较大，作业地点空间有限，安全管理上有较大的难度。安全管控重点之一是人员在后部运输机处作业，靠近采空区，有毒有害气体容易溢出造成人员伤害，因此，必须在后部运输机的隅角及通风不畅处挂设气体检测仪，每班安排专职瓦检、安监人员定点、定时进行检查，确保气体达标后人员方可进入作业。人员在后部运输机作业时，必须随身携带气体检测仪，发现异常应立即撤出，待处理完毕，确认安全后才可进入。其次是使用绞车回撤后部中部槽时，容易刮卡造成断绳飞滑，因此末采期间应将支架和后部运输机拉齐，及时将支架后尾梁及时打起，有效地托起网包，减少采空区侧网片的刮卡，争取将回撤空间扩大。如果在施工前支架和后部运输机均是一条线，则在使用绞车拉移中部槽时，则会比较顺利，挂卡现象得到明显的改善。另外在施工中由于都是使用绞车进行远距离的牵拉，牵拉的中部槽较长，容易造成挂卡的地点较多，因此一定要做好信号传递，安排专人从支架上方跟随回撤的中部槽行进，全程观察，随时发出预警信号，防止生拉硬拽造成断绳伤人。随着防爆对讲机的广泛使用，此时在回撤后部运输机时可以充分发挥其优点，而不必再铺设绞车电铃信号线。

4 结语

放顶煤回撤后部运输机作为放顶煤综采工作面生产中的一个临时施工项目，工期紧、任务重，对整个生产进度及后续正常生产意义重大。对回撤现场生产组织的要求比较高，一旦发生采空区大范围漏矸、有害气体浓度超限都将直接影響后部运输机的正常回撤，进而给矿上生产接续造成影响，需要作业人员高度重视。放顶煤工作面后部运输机回撤的顺利实施能够确保煤矿更加合理、高效的回采方案顺利实现，确保实现整个工作面的经济、安全效益最大化。

（作者单位：国家能源集团神东生产服务中心）