田伯权+董海宁

[摘 要]本文以袁店一矿1022工作面回撤为例，针对孤岛工作面发火长时间封闭启封后回撤巷道支架支护强度不够、回撤通道顶板破碎、支护高度以及宽度不够等复杂条件下，研究了1022工作面回撤出架路线支护设计、设备回撤施工工艺等，并对施工过程的劳动组织和安全注意事项进行了详细的规划研究。该研究成果实现了1022工作面设备安全、优质、高效、快速的回撤，并对类似复杂条件下回撤具有一定的指导借鉴意义。

[关键词]孤岛工作面；液压支架压死；设备回撤

中图分类号：TD355.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0019-02

1 工作面概况

1022工作面位于袁店一矿102采区，工作面南、北两侧均为采空区，西侧为断层，东临轨道大巷、输送机大巷和回风大巷，为典型的孤岛工作面。1022工作面标高为-470.4～-372.8m，倾角4°～17°，平均8°。煤厚2.0～6.4m，平均4.7m。1022综采工作面区域位于无突出危险区，煤层为有煤尘爆炸危险的Ⅱ类容易自燃煤层。

本工作面伪顶为0～0.7m深灰色泥岩，直接顶为3.2～5.1m的灰-深灰色以石英为主的细砂岩，基本顶为2.6～22.6m的粉砂岩。直接底为0～0.6m的灰色泥岩，老底为3.19～9.85m的深灰色粉砂岩。工作面采用倾向长壁采煤法，工作面89架ZY10000-26/56液压支架、4架ZY10000-24/50液压支架，两巷支护为U型钢棚支护。

2 复杂回撤工程背景及回撤方案

2.1 复杂回撤工程背景

本工作面距离收作线16m时，工作面发生瓦斯着火事故，采取灭火措施无效后进行紧急封闭处理。封闭82天后进行启封，启封后发现两巷巷道变形极为严重，巷道高度和宽度均不能满足通风和生产需求（见表1），切眼内顶板破碎，上段部分支架压死，如何安全回收此工作面设备成为一个极具有挑战的难题，对此笔者自启封后即参与制定回收方案。

2.2 启封后施工方案

2.2.1 机巷标高为-410.2～-422.99，风巷标高为-430.4～-437.73，工作面机巷比风巷高。工作面实际采用上行通风。为预防采空区再次发生自燃火灾，调整工作面通风系统，采用下行通风[1]。

2.2.2 启封后继续对采空区注氮同时将工作面风量控制到600-800m3/min，通风区负责瓦斯和防火监控，发现异常立即联系撤人。

2.2.3 加强两巷巷道变形量观测和矿压监测，两巷每10m布置巷道变形量观测点，矿压三班监测，及时对收集的数据进行分析。

2.2.4 根据表1分析可知机巷修复工程量较少，提出设备回收路线为切眼→机巷→拆除硐室→机巷车场→-470轨道大巷→102轨道上山→西翼轨道大巷→翻车硐室→副井→地面；拆除硐室设计在机巷距收作线43.4-58.4m处巷道最高段。

2.2.5 风巷修复采取卧底套棚，确保通风断面满足进风要求即可；机巷采取卧底套棚同时U型钢架后注浆充填支护[2]。机巷先修复里段满足生产要求。恢复生产后，机巷其余地段修复工作在早班检修期间正常进行。机风巷修复后利用DW45-200/110LX型单体配合工字钢梁在超前煤壁50m范围内U型棚棚档架设一梁五柱走向棚加强支护[3]。

2.2.6 工作面及两巷设备修复后即进行铺网收作，铺网采用双层金属网配合8′钢丝绳，辅以串废旧轨道形成人工假顶，金属网采用8#铁丝编织，规格为600mm×1200mm，网孔为40mm×40mm；轨道长4m，规格为24Kg/m。利用10#铁丝间距200mm将钢丝绳与金属网捆绑形成整体，距离停采线5m时上下出口15m范围以及顶板破碎段金属网加串废旧轨道。由于直接顶离层、破碎，回撤通道支护采用一架两棚倾向棚。倾向棚为采用DW25-250/110单体支柱配合4000mm长工字钢（一端有牙壳）梁一架两棚进行支护，单体柱距800±50mm，煤壁侧工字钢牙壳内支设工字钢腿进行支护，在靠近工字钢腿0.5m处（老塘侧）和距离支架顶梁0.5m处分别支设单体支柱加强支护，煤壁侧采用工字钢腿配合大笆进行封闭。使大棚尺寸：宽×高=3600×3600mm

2.2.7 对于压死支架采取降架放货并辅以放炮卧底，确保支架可正常支护顶板。

2.3 工作面回撤前概况及出架路线整改方案

2.3.1 回撤前概况

1022工作面3月23日开始铺网至4月30日结束，铺网时顶板极为破碎，采取逮顶作业，造成工作面采高较矮，平均采高仅2.8m。由于机巷修复工程量大、进度慢同时工作面采高较矮、顶板压力大，造成93-76架支架压死、回撤通道高度不足3.0m、风巷变形严重不能满足通风要求、机巷底鼓轨道多段阴阳（风巷变形速率平均19mm/d，最大39mm/d；机巷变形速率平均9mm/d，最大22mm/d）。基于此工程背景条件，需制定并实施了一系列的技术措施保障1022工作面的安全高效回撤。

2.3.2 出架路线整改方案

2.3.2.1 为防止其余支架压死，采取在每架支架底座与顶梁之间支设两根DW42-250/110单体加强支护。

2.3.2.2 机巷轨道卧底调道后将机巷皮带机回收至机巷三岔门以外，同时将转载机拉移至1022机巷回风联巷内，开始回收工作面内运输机，待运输机回收完后对回撤通道进行卧底，确保回撤通道高度不小于3.0m，卧底后煤壁侧形成台阶，为防止棚腿跐脚必须对煤壁台阶挂网打锚杆加固。

2.3.2.3 巷道修复及顶板支护

2.3.2.3.1 对风巷进行修复，卧底确保高度不小于2m，刷帮确保宽度不小于2m，修复后利用DW45-200/110LX型单体配合工字钢梁在U型棚棚档架设一梁六柱走向棚加强支护，沿风巷上帮煤柱内间距8-10m架设木垛[4]，木垛选用道木架设；对机巷进行修复，切眼上口向外50m范围内巷道，卧底确保净高不小于2.9m，净宽不小于2.6m，修復后利用DW45-200/110LX型单体配合工字钢梁在U型棚棚档架设两排一梁四柱走向棚加强支护。

2.3.2.3.2 切眼上出口顶板利用Φ17.8×10000mm锚索配合4m长工字钢梁打三排锚索桁架梁补强支护，切眼上口向外巷道变形严重时修复后顶板打锚索桁架补强支护[5]。

2.3.2.3.3 拆除硐室设计在机巷距收作线58.4m处，拆除硐室尺寸为长×宽×高=15m×5m×6m，采取卧底刷帮施工，利用Φ17.8×10000mm锚索配合3m长工字钢梁打四排桁架梁加强顶板支护，两帮采用Φ22×2400mm锚杆支护，锚杆间排距700mm×800mm同时利用Φ17.8×10000mm锚索配合3m长工字钢梁沿走向距底板3m打一排桁架梁补强支护[6]。

2.3.2.3.4 切眼上口绞车窝利用DW45-200/110LX型单体配合3m长工字钢梁架设一梁四柱走向棚加强支护顶板，走向棚棚距500mm。绞车窝内顶板沿倾向打两排锚索锚索桁架梁补强支护。

2.3.2.4 液压支架运输方案

拆除硐室向外采用单轨吊运输，机巷上口至拆除硐室采用回绞运输，切眼内采用回绞运输；由于巷道修复工程量极大同时工期紧张，机巷修复后高度平均仅2.4m，宽度平均不足2.3m，因此采用切眼上口至拆除硐室采用铺设拖架滑道，滑道宽1.7m，滑道两侧安装工字钢梁作为导向装置[7]；切眼内软底，为防止拉移支架啃底，切眼内同样铺设拖架滑道，滑道两侧安装导向装置。

2.3.2.4 工作面通风方式：

机、风巷均安装2×30KW局扇【数量为两台（一主一备），风筒直径为800mm】，风筒接入距离迎头≯3m处，支架回收期间采用全风压通风与局部通风相结合[8]的通风方式法。

3 回撤施工工艺

3.1 施工方法

3.1.1 先在切眼下口架设两个连联体木垛以保护下出口顶板稳定，由于92、93架压死，采取先扒出第91架后再依次拆除第92、93架，拆除第93架后，要在切眼下口风巷煤壁处走向间距800mm架设两个联体木垛。工作面底板软，不适宜采用掩护支架，支架调出后，对于顶板裸露的空间采用架设8排走向棚（每排2根π梁），采用长4mπ型梁配合DZ31.5或DWS35型单体支柱交替迈步支护工作面顶板。

3.1.2 根据现场条件，每隔5m用不少于2.0m厚150mm的长半圆木等木料架设两个联体木垛，以保留通风通道，

3.1.3 支架移出后，根据现场情况，在出架空间支设“一梁一柱”走向棚，排距0.5m。每排走向6m至8m，倾斜保持8排，见8回3，超过8排时老塘侧走向棚及时回收垮落。

3.1.4 支架回撤后进行留巷。用工字钢梁腿在工字钢梁老塘侧距端头300mm处支设一根点柱，然后在距煤壁侧单体支柱1000～1200mm和2000～2400两处分别用工字钢梁腿支设一根点柱替掉单体支柱，形成一梁四柱留巷棚。工字钢腿端头必须加工牙壳，能够卡住工字钢梁。留巷时，煤壁侧不得小于800mm宽度和1600mm高度，确保正常通风，留巷严禁行人，两端挂好警戒网。

4 施工劳动组织

4.1 工作面启封前成立以矿长为首的1022工作面安全回撤领导小组，生产矿长任常务副组长负责1022工作面安全回撤协调工作，自启封至安全回撤期间矿领导每天带班到1022巡查、协调、指导，安监、技术、安全生产信息中心等职能单位抽调专职人员在巷道修复、出架系统整改和拆除期间进行三班现场跟班监督，并严格执行现场交接班。每天早会对工程进度和质量进行通报。

4.2 巷道修复、出架系统整改期间矿上从掘进系统、采煤生产区、保运区等抽调精干人员充实修护区和综采预备区力量，初期巷道修复和出架系统整改采用“三八制”作业。铺网收作期间矿上从综采预备区、综采一区等单位抽调精干人员充实综采二区力量采用“二九一六”制作业。

4.3 拆除工程由安拆公司桃园项目部辅助施工，该项目部进行安拆工程时均采用两班制作业，因1022工作面拆除工程情况特殊，在与安拆公司沟通后，安拆公司调拨人员充实袁庄项目部施工人员，实行“三八制”作业，打破了常规的早、中班施工的传统。

4.4 拆除期间矿上负责机电设备检修，安拆公司桃园项目部全力以赴负责设备回撤。

5 施工期间遇到问题及注意事项

5.1 两巷卧底较深，为防止U型棚腿外露较多或跐脚，利用W钢带配合锚杆对U型棚腿进行锁腿加固。

5.2 支架回撤期间个别地段出现钢丝绳断绳、撕网，有时顶板基本处于无支护状态，但穿道处未出现撕网现象。建议对于类似工作面铺网时均采用废旧轨道配合进行铺网。

5.3 采用平板车一车装四节运输机溜槽方式，两块溜槽间哑铃销不予拆除，平板车上运输机溜槽间利用40T链条连接并于平板车固定牢固，此方法可大大提高回收效率。

5.4 工作面第76-93架支架压死，个别支架销子变形严重，无法及时拆卸。对无法及时拆卸支架及时转移至1021拆除硐室，待向老塘注氮气[9]或二氧化碳时集中进行拆卸，防止影响1022拆除硐室正常作业。

5.5 支架回撤期间扒架绞车和切眼上口牵架绞车损坏更换绞车用时较长，之后每台绞车均配有备用绞车，当绞车出现问题能够及时进行更换，减少影响时间。

5.6 拆除期间，对工作面部分压死架的支架采用在支架底座下方爆破的方式进行拆除，爆破前必须在支架顶梁下加补单体进行支护，防止爆破后，支架发生歪斜或栽头。

5.7 液压单体支柱支护必须穿铁鞋（800×400×30的柱鞋），可大大提高支护效果。

6 结语

制定完善的施工方案是工作面安全回撤的前提，合理的劳动组织是安全回撤的有效保障，选择合理的支护形式确保回撤通道顶板支护稳定是安全回收的必要保证。1022工作面由于是孤岛工作面，且经过长时间封闭后，工作面顶板破碎、支架支护强度不足以及顶板压力大造成两巷巷道变形严重，致使1022工作面回撤难度增加。通过对巷道修复、出架路线整改、施工工艺方法控制以及对各施工过程的劳动组织，辅以矿压观测等综合的技术措施，使1022工作面历时49天拆除完毕。在回撤过程中，没有出现冒顶、漏矸等情况，实现了1022工作面设备安全、优质、高效、快速的回撤，为类似工作面的安全回撤提供了参考。

参考文献

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[9] 郑乃国.复杂地质条件下综采工作面注氮防灭火技术研讨[J].煤炭技术，2003，22（12）：49-50.

作者简介

田伯权（1972.08-），男，皖萧县人，汉族，工程师，1999毕业于中国矿业大学采矿工程专业，工学学士学位，专业从事矿山压力控制和综采设备安拆工程研究工作，现任淮北矿业集团临涣煤矿采煤副总工程师。