综采回撤工作面扇形区回撤方法

摘要

本发明实施例公开了一种综采回撤工作面扇形区回撤方法，其包括：在扇形区安装支护支架，所述支护支架支护扇形区顶板；抽出第一待撤液压支架；当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度；当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第二待撤液压支架。利用本发明实施例能够提高回撤效率，节省回撤成本。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及采煤技术领域，具体涉及一种综采回撤工作面扇形区回撤方法。

背景技术

综采工作面回撤液压支架时，现有方法是采用一台掩护支架维护综采工作面回撤通道的顶板，对于综采回撤工作面回撤通道的扇形区，则用单体液压支柱配合π型梁架棚，即“一梁三柱钢棚”来维护顶板。当靠近扇形区的第一个待撤液压支架回撤后，需要在第一液压支架原来位置的顶板处架设两个一梁三柱钢棚，然后再将扇形区中距离待撤液压支架最远的两个一梁三柱钢棚撤掉，一梁三柱钢棚的数量为至少七个。由于一梁三柱钢棚的支护方式存在控顶面积大，扇形区顶板压力大，顶板管理难度大和安全风险高等缺点，极易发生大面积顶板下沉、漏顶、推倒架棚等事故，尤其是在顶板或底板松软、泥化严重的工作面，单体液压支柱钻底严重，支护强度差，人工拆卸一梁三柱钢棚时，容易发生顶板坍塌，安全性差。

而且对顶板破碎、离层、撕网严重的工作面采用木垛维护扇形区顶板，每隔一架待撤液压支架抽取一架待撤液压支架，抽取液压支架后用井字形木垛支撑，然后再循环回撤液压支架，对支护木垛不再回收，回撤成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出一种综采回撤工作面扇形区回撤方法，以解决上述技术问题。

本发明实施例提出一种综采回撤工作面扇形区回撤方法，其包括：在扇形区安装支护支架，所述支护支架支护扇形区顶板；抽出第一待撤液压支架；当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度；当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第二待撤液压支架；当抽出第N待撤液压支架后，所述支护支架向靠近第N+1待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架向靠近第N+1待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度；当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第N+1待撤液压支架，其中，N≥2。

可选地，当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第二待撤液压支架包括：当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，所述辅助架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动，其中，辅助架与支护支架相邻设置；当所述辅助架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动移动第二预定距离时，升高所述辅助架的支护高度；当所述辅助架的支护高度升至第二预定高度时，抽出第二待撤液压支架。

可选地，当所述辅助架的支护高度升至第二预定高度时，抽出第二待撤液压支架包括：当所述辅助架的支护高度升至第二预定高度时，所述掩护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动，其中，所述掩护支架与辅助架相邻设置；当所述掩护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第三预定距离时，升高所述掩护支架的支护高度；当所述掩护支架的支护高度升至第三预定高度时，抽出第二待撤液压支架。

可选地，在所述辅助架上控制所述支护支架的升降，在所述掩护支架上控制所述辅助架的升降。

可选地，所述掩护支架的数量为2-3个，相邻掩护支架平行排布。

可选地，当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度包括：当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架的前架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架的前架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的前架的支护高度至第四预定高度；所述支护支架的后架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；当所述支护支架的后架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的后架的支护高度至第五预定高度，其中，第四预定高度和第五预定高度均与第一预定高度相等。

可选地，移动后的所述前架的支撑力与所述前架的初始支撑力相等，移动后的所述后架的支撑力与所述后架的初始支撑力相等。

可选地，移动后的所述支护支架的支撑力与所述支护支架的初始支撑力相等，移动后的所述辅助架的支撑力与所述辅助架的初始支撑力相等，移动后的所述掩护支架的支撑力与所述掩护支架的初始支撑力相等。

可选地，第一预定距离、第二预定距离和第三预定距离相等。

可选地，第一待撤液压支架和第二待撤液压支架均由绞车抽出。

本发明实施例提供的综采回撤工作面扇形区回撤方法通过在扇形区设置支护支架，在待撤液压支架抽出后，通过移动支护支架来支撑采空区顶板，无需人工装卸一梁三柱钢棚，提高回撤效率，降低工人劳动强度，而且可减少单体支柱的消耗，节省回撤成本，同时可使扇形区支护机械化，支护更加安全，而且采用手动液控先导邻架控制装置，使工作人员不在危险区作业，提高安全性。

附图说明

图1是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的流程图。

图2是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区支架布置图。

图3是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的S105的流程图。

图4是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的辅助架的结构示意图。

图5是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的S203的流程图。

图6是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的S103和S104的流程图。

图7是本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的支护支架的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例一

图1示出了本发明实施例的综采回撤工作面扇形区回撤方法的流程图，图2示出了本发明实施例的综采回撤工作面扇形区支架布置图，其包括：

S101，在扇形区安装支护支架，所述支护支架支护扇形区顶板；

支护支架的数量可根据扇形区顶板的支护面积进行设置。支护支架支护扇形区顶板，未移动前支护支架对顶板的支撑力为支护支架的初始支撑力。

S102，抽出第一待撤液压支架；

所有待撤液压支架并行排布在采空区和回撤通道之间。第一待撤液压支架为距离支护支架最近的支架。

S103，当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；

降低支护支架的支护高度，同时向支护支架施加一个作用力，作用力的方向由支护支架指向第二待撤液压支架，当支护支架可以移动时，立即停止降低支护支架的支护高度，支护支架的该移动过程为擦顶板移动。

S104，当所述支护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度；

所述第一预定距离等于第一待撤液压支架的支护宽度，如图2所示，支护宽度为回撤通道长度方向上的支护距离。

S105，当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第二待撤液压支架；

移动后的支护支架的支撑力与支护支架的初始支撑力相等，保证支护支架移动前后支撑力一致，以便完好地支撑顶板。

S106，当第N待撤液压支架抽出后，使所述支护支架向靠近第N+1待撤液压支架的方向擦顶板移动；

S107，当所述支护支架向靠近第N+1待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的支护高度；

S108，当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，抽出第N+1待撤液压支架，其中，N≥2。

依次类推，直至将所有待撤液压支架全部抽出，在本发明实施例中，可采用慢速回柱绞车将待撤液压支架抽出。

本发明实施例提供的综采回撤工作面扇形区回撤方法通过在扇形区设置支护支架，在待撤液压支架抽出后，通过移动支护支架来支撑采空区顶板，无需人工装卸一梁三柱钢棚，提高回撤效率，降低工人劳动强度，而且可减少单体支柱的消耗，节省回撤成本，同时可使扇形区支护机械化，支护更加安全，为工作人员和设备提供了安全作业空间。

实施例二

在实施例一的基础上，本发明实施例进行了改进，可选地，如图3所示，S105包括：

S201，当所述支护支架的支护高度升至第一预定高度时，所述辅助架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；

其中，辅助架与支护支架相邻设置，如图2所示，辅助架并排设置在支护支架靠近回撤通道的一侧。辅助架用与辅助支护支架支护扇形区顶板。辅助架未移动前对顶板的支撑力为辅助架的初始支撑力。

S202，当所述辅助架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动移动第二预定距离时，升高所述辅助架的支护高度；

第二预定距离为第一待撤液压支架的支护宽度。

S203，当所述辅助架的支护高度升至第二预定高度时，抽出第二待撤液压支架。

移动后的辅助架的支撑力等于辅助架的初始支撑力，保证移动前后辅助架对顶板的支撑力始终保持一致，以便完好地支护采空区顶板。

在本发明实施例中，如图4所示，辅助架的结构为：

辅助架包括顶梁侧顶机构25、底座侧顶机构27和辅助架本体，辅助架本体具有底座21、顶梁23和掩护梁侧护板22，底座21和顶梁23通过掩护梁侧护板22连接。

顶梁23主要负责支撑煤层，顶梁23及掩护梁侧护板22辅助侧顶支护支架支护的顶板，防止支护支架在回撤工作中跑偏。

顶梁侧顶机构25包括顶梁侧顶架和顶梁侧顶机构千斤24。顶梁侧顶机构25通过销轴和顶梁23连接在一起，顶梁侧顶机构千斤24连接顶梁侧顶架和顶梁23，通过顶梁侧顶机构千斤24的伸缩来操控顶梁侧顶架的运动。

在支护支架回撤工作中，顶梁侧顶机构25可防止因顶梁侧斜导致的支护支架发生的移动跑偏。

底座侧顶机构27包括底座侧顶架和底座侧顶机构千斤26。底座侧顶机构27通过销轴和底座21连接在一起，底座侧顶机构千斤26连接底座侧顶架和底座21，通过底座侧顶机构千斤26的伸缩来操控底座侧顶架的运动。底座侧顶机构主要负责在支护支架回撤工作中，防止支护支架的底座发生移动跑偏。

辅助架的工作原理：当在扇形支护支架在回撤工作中，辅助架通过顶梁对煤层的支撑。支护支架进行擦顶板运动时，辅助架的顶梁及掩护梁侧护板伸出对支护支架进行第一次侧顶；支护支架继续回撤，顶梁侧顶机构及底座侧顶机构开始运动，将支护支架伸出部分而辅助架本体无法侧顶的位置进行第二次侧顶。

通过辅助架的底座侧顶机构千斤和顶梁侧顶机构千斤控制底座侧顶架和顶梁侧顶架，可根据实际的综采回撤工作面扇形区支护支架的偏移量来灵活调节底座侧顶架和顶梁侧顶架的伸出高度。

本发明实施例提供的综采回撤工作面扇形区回撤方法通过设置辅助架，可在支护支架移动时，对顶板进行侧顶，减小支护支架移动时顶板的变形，防止支护支架移动时发生跑偏，提高支护支架的移动效率，进而提高回撤效率；而且还可在辅助架上控制支护支架，增加工作人员操作的安全性。

实施例三

在实施例二的基础上，本发明实施例进行了改进，可选地，如图5所示，S203包括：

S301，当所述辅助架的支护高度升至第二预定高度时，所述掩护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；

其中，所述掩护支架与辅助架相邻设置，辅助架位于掩护支架和支护支架之间，如图2所示。掩护支架也用于支护扇形区的顶板。掩护支架可采用液压支架。掩护支架在未移动前对顶板的支撑力为掩护支架的初始支撑力。

S302，当所述掩护支架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第三预定距离时，升高所述掩护支架的支护高度；

第三预定距离也为第一待撤液压支架的支护宽度。

S303，当所述掩护支架的支护高度升至第三预定高度时，抽出第二待撤液压支架。

移动后的掩护支架的支撑力与掩护支架的初始支撑力相等，保证对顶板支撑力一致，以便完好地支撑顶板。

在图2中，掩护支架为三个，移动时，按照3#-2#-1#掩护支架依次移动。掩护支架的数量可根据工作面的宽度进行设置。

本发明实施例提供的综采回撤工作面扇形区回撤方法通过设置掩护支架，可增大支护面积，减小辅助架移动时顶板的变形，提高辅助架的移动效率，进而提高回撤效率；而且还可在掩护支架上控制辅助架，使得工作人员不在危险区域作业，增加工作人员操作的安全性。

实施例四

在实施例二的基础上，本发明实施例进行了改进，可选地，所述支护支架包括前架和后架，如图6所示，S130和S140的步骤包括：

S401，当第一待撤液压支架抽出后，所述支护支架的前架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；

前架未移动前对顶板的支撑力为前架的初始支撑力。后架未移动前对顶板的支撑力为后架的初始支撑力

S402，当所述支护支架的前架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的前架的支护高度至第四预定高度；

移动后的前架的支撑力与所述前架的初始支撑力相等，保证移动前后前架对顶板的支撑力一致性，以便完好地支撑顶板。

S403，所述支护支架的后架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动；

S404，当所述支护支架的后架向靠近第二待撤液压支架的方向擦顶板移动第一预定距离时，升高所述支护支架的后架的支护高度至第五预定高度。

所述支护支架的后架的支护高度升至第五预定高度，使得后架的支撑力与所述后架的初始支撑力相等，保证完好地支护采空区顶板。其中，第四预定高度和第五预定高度均与第一预定高度相等，以保证支护支架的支护高度一致。

如图7所示，前架和后架的具体结构如下：

前架包括前架底座1、前架顶梁2和前架支撑装置；后架包括后架底座3、后架顶梁4和后架支撑装置。

其中，所述前架底座1与所述后架底座3滑动连接；所述前架顶梁2与所述后架顶梁4滑动连接；所述前架顶梁2通过所述前架支撑装置固定在所述前架底座1上；所述后架顶梁4通过所述后架支撑装置固定在所述后架底座3上。

可以在后架底座3上设置轨道，前架底座1沿轨道滑移。同时，后架顶梁4上也设置轨道5，前架顶梁2沿轨道5滑移。

支护支架还包括推移千斤顶6，推移千斤顶6的底座端固定在后架底座3上，推移千斤顶6的活柱端固定在前架底座1上。支护时，通过推移千斤顶6实现前架顶梁2和后架顶梁4的交替支护。

支护支架还包括控制装置，控制装置通过液压管路与相邻的支护支架的推移千斤顶相连。控制装置为手动液控先导邻架控制装置，支架操作是在辅助架通过控制手动先导换向阀的操作手柄，输出液压控制信号，驱动换向主阀换向，系统的高压液体由换向主阀的阀芯流出来控制支护支架相应的液压千斤顶执行相应的动作。液压支架手动先导邻架控制，提高了操作人员的操作安全性，保证操作人员免受扇形区矸石坠落带来的伤害。同样地，将手动液控先导邻架控制装置设在3#掩护支架上，控制辅助架工作，手动液控先导邻架控制装置设在2#掩护支架上，控制3#掩护支架工作，手动液控先导邻架控制装置设在1#掩护支架上，控制2#掩护支架工作。由于1#掩护支架与采空区的距离较远，可在1#掩护支架上控制1#掩护支架工作。

前架支撑装置包括第一立柱7、第二立柱8和前架掩护梁9；第一立柱7、第二立柱8和前架掩护梁9的底端均固定在前架底座1上，第一立柱7、第二立柱8和前架掩护梁9的顶端均与前架顶梁2转动连接。

优选的是，第一立柱7和第二立柱8均由可伸缩的套筒组成，前架掩护梁9通过第一连杆组件10与前架底座1固定连接。可伸缩的套筒可以使第一立柱7和第二立柱8在上下方向上收缩和伸出，以满足前架顶梁2和后架顶梁4的轮流支护。

进一步地，第一立柱7、第二立柱8和前架掩护梁9的顶端均通过十字连接块与前架顶梁2转动连接。十字连接块的作用是能够使前架顶梁2在第一立柱7和第二立柱8的升高或降低的高度不同，可使前架顶梁2在左右方向和前后方向上均旋转一定的角度。本实施例中，前架顶梁2可以在左右方向上旋转20°左右，可以在前后方向仰俯12°左右。前架掩护梁9的作用是连接固定前架顶梁2按预期要求移动以支撑顶板。

后架支撑装置包括第三立柱11和后架掩护梁12；第三立柱11和后架掩护梁12的底端均固定在后架底座3上，第三立柱11和后架掩护梁12的顶端均与后架顶梁4转动连接。

优选的是，第三立柱11由可伸缩的套筒组成，后架掩护梁12通过第二连杆组件13与所述后架底座3固定连接。可伸缩的套筒可以使第三立柱11在上下方向上收缩和伸出，以满足前架顶梁2和后架顶梁4的轮流支护。

进一步地，第三立柱11和后架掩护梁12的顶端均通过十字连接块与后架顶梁4转动连接。十字连接块的作用是使后架顶梁4在左右方向上能旋转一定的角度，以适应综采回撤工作面扇形区特殊顶板的状况。本实施例中，后架顶梁4可以在左右方向上旋转20°左右，可以通过设置平衡千斤顶对第三立柱11施力使后架顶梁4在前后方向仰俯12°左右。后架掩护梁12的作用与前架掩护梁9的作用相类似，是为了连接固定后架顶梁4按预期要求移动以支撑顶板。

本发明实施例的支护支架的工作原理：当前架底座1向前移动前，快速降落第一立柱7和第二立柱8，使得前架顶梁2脱离顶板，此时后架顶梁4完全支撑顶板和底板。此时，后架以顶底板为支撑力，然后快速操纵推移千斤顶6伸出，推动前架底座1向前移动；当推移千斤顶6完全伸出后，升起第一立柱7和第二立柱8，使得前架顶梁2快速接触顶板，前架顶梁2完全支撑顶底板后，前架以顶底板为支撑力，此时快速降落后架顶梁4，使得后架顶梁4脱离顶板。然后快速收起推移千斤顶6，使得推移千斤顶6完全收到位时，升起第三立柱11使得后架顶梁4接触顶板，这样使前架顶梁2和后架顶梁4互为支撑为一个循环，以满足扇形带特殊顶板的维护要求。

当前架和后架没有向前移动时，依靠辅助架顶梁、掩护梁侧护板进行侧顶，而当后架支撑，前架向前移动时，辅助架顶梁、掩护梁侧护板无法侧顶时，通过伸出底座侧顶机构千斤，使底座侧顶机构伸出，实现对前移的前架底座进行侧顶。同时，通过伸出顶梁侧顶机构千斤，使顶梁侧顶机构伸出，实现对前移的前架顶梁进行侧顶，实现对前移的前架整体的侧顶，防止前架跑偏。当前架前移到预定位置后，用前架支撑，拉移后架，后架向前移动过程中也通过底座侧顶机构和顶梁侧顶机构防止后架跑偏。以此类推，直到回撤完毕工作面所有待撤液压支架。

本发明实施例提供的综采回撤工作面扇形区回撤方法通过采用前架和后架的支护支架，前架移动时，后架可支撑扇形区的顶板，后架移动时，前架支撑扇形区的顶板，可实现支护支架移动过程中始终对顶板进行支护，可减小顶板陷落，提高顶板支护效率和回撤效率，而且该支护支架可实现迈步自移，减少其他设备的使用，降低回撤成本，同时采用手动液控先导邻架控制装置，使工作人员不在危险区作业，提高安全性。

以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。