綜采工作面末采及回撤通道施工技術(shù)研究

畢志勇

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蓋州煤業(yè)有限公司，山西 高平 048400）

較薄煤層綜采工作面在末采階段多采用放炮破頂后錨網(wǎng)支護(hù)的工藝，往往會(huì)出現(xiàn)頂板破壞后來(lái)不及進(jìn)行支護(hù)便出現(xiàn)漏沙型冒頂或壓死支架等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。蓋州煤業(yè)根據(jù)工作面的頂?shù)装鍘r性，改變末采工藝和施工回撤通道方式，從末采開(kāi)始采用采煤機(jī)輕微破底，在不破壞頂板構(gòu)造的前提下，逐步抬高工作面高度，末采后期推溜不移架，采煤機(jī)自行施工回撤通道等方法，取得了良好的效果。

1 工作面概況

蓋州煤業(yè)9號(hào)煤9103綜采工作面為一采區(qū)第三個(gè)回采工作面，工作面順槽長(zhǎng)1812m，切眼長(zhǎng)180m。工作面北部為9號(hào)煤層三條大巷，西部為已回采的9101綜采工作面，留設(shè)煤柱20m，東部為實(shí)體煤，南部為井田邊界。煤層平均厚1.6m，賦存區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層頂板為K4石灰?guī)r，局部為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為粉砂巖。綜采工作面及順槽設(shè)備配置見(jiàn)表1。

2 末采及回撤通道施工工藝方案選擇

現(xiàn)階段末采及回撤通道常見(jiàn)的施工工藝主要有預(yù)掘單回撤通道、預(yù)掘雙回撤通道、無(wú)預(yù)掘回撤通道等方法。

2.1 預(yù)掘單回撤通道

預(yù)掘單回撤通道是在工作面停采線處沿工作面傾向方向布置一條巷道作為回撤通道，回撤通道采用錨網(wǎng)索支護(hù)，末采后期工作面與回撤通道貫通，采場(chǎng)與回撤通道合二為一，回撤通道作為出架、調(diào)架、撤架的空間。預(yù)掘回撤通道的優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，可利用現(xiàn)有的掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行施工，施工回撤通道可與工作面回采平行作業(yè)。缺點(diǎn)：末采后期工作面與回撤通道之間的煤墻受超前支承壓力的作用，煤體破碎、壓酥，對(duì)頂板的支承作用有限，回撤通道頂板活動(dòng)明顯，頂板下沉、兩幫移近明顯加大。

2.2 預(yù)掘雙回撤通道

預(yù)掘雙回撤通道是在工作面停采線處沿工作面傾向方向平行施工兩條巷道，靠近工作面的為主回撤通道，另一為輔回撤通道，主、輔回撤通道之間布置多條聯(lián)絡(luò)巷貫通。預(yù)掘雙回撤通道除具有預(yù)掘單回撤通道的優(yōu)點(diǎn)外，主、輔回撤通道之間的聯(lián)絡(luò)巷形成了多通道回撤，可實(shí)現(xiàn)多頭平行回撤支架，縮短了支架回撤時(shí)間，提高了工作效率，多適用于大采高、工作面長(zhǎng)度大的工作面。缺點(diǎn)：工程量大，材料消耗多，需要留設(shè)煤柱，浪費(fèi)大量資源。

表1 綜采工作面及順槽設(shè)備配置表

2.3 無(wú)預(yù)掘回撤通道

無(wú)預(yù)掘回撤通道是在末采后期推溜不移架，采煤機(jī)破頂或破底自行形成回撤通道，回撤通道采用錨網(wǎng)索+鋼絲繩支護(hù)的方法。無(wú)預(yù)掘回撤通道的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)錨桿、錨索的組合、懸吊、強(qiáng)化作用，可使頂板形成一個(gè)有機(jī)的整體，有效控制頂板的初期離層，支架回撤期間頂板下沉不明顯。缺點(diǎn)：移溜采用單體柱方式逐段推移，勞動(dòng)效率低；掛網(wǎng)、掛繩需在機(jī)道內(nèi)完成，安全性較差；所形成的回撤通道空間狹小，搬家速度受到限制，多適用于采高低、三機(jī)設(shè)備尺寸小的工作面。

2.4 末采及回撤通道施工工藝方案確定

蓋州煤業(yè)一采區(qū)的前兩個(gè)采煤工作面，末采階段均采用預(yù)掘單回撤通道施工，在工作面推進(jìn)至距回撤通道約4.5m的位置，頂板活動(dòng)明顯，頂板大面積來(lái)壓，工作面支架不同程度的出現(xiàn)壓架、死架現(xiàn)象，不僅增加搬家倒面的難度，降低生產(chǎn)速度，而且對(duì)工作面人身、設(shè)備安全造成極大的安全威脅。同時(shí)，該礦9#煤層平均厚1.6m，采用一次采全高采煤工藝，采高低，支架運(yùn)輸尺寸小，頂板為30～40cm的K4灰?guī)r，底板為粉砂巖，破底更容易。

針對(duì)上述三種方案的對(duì)比和蓋州煤業(yè)的實(shí)際情況，確定9103采煤工作面末采及回撤通道采用無(wú)預(yù)掘回撤通道施工，采煤機(jī)破底施工回撤通道，通道寬3.2m、高1.8m、長(zhǎng)度180m，采用錨網(wǎng)索+鋼絲繩支護(hù)。

3 末采前的準(zhǔn)備

（1）加強(qiáng)工作面的頂板管理，確保工作面正常推進(jìn)，并保證工作面采高整體不低于1.6m，保證工作面“三直一平二暢通”。

（2）在工作面進(jìn)回風(fēng)順槽停采線處，提前打好絞車硐室，安裝2臺(tái)JH-10型慢速絞車，用于拖出工作面液壓支架。

（3）工作面進(jìn)回風(fēng)順槽超前要求支護(hù)完好，安全出口暢通。

（4）準(zhǔn)備工作面收尾階段所需材料。鋼筋網(wǎng)70張10m×0.6m、金屬菱形網(wǎng)300片10m×1.3m、直徑大于20mm鋼絲繩2000m、14#鐵絲500kg、Φ20×1800mm錨桿550根、托盤(pán)120×120×8mm的鐵托盤(pán)550個(gè)、Φ17.8mm×長(zhǎng)6250mm鋼絞線錨索90根、msck2335錨固劑30箱、msk2360錨固劑35箱、聯(lián)網(wǎng)鉤50個(gè)、DW22-300/100單體柱100根、DW12-300/100單體柱20根、繩卡、鐵鍬、撬棍、鋸、斧、圓木、小板等。

（5）對(duì)兩巷停采線及上網(wǎng)線等在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行明確標(biāo)識(shí)，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整兩順槽推進(jìn)進(jìn)度。

4 末采及回撤通道施工工藝流程

4.1 末采及通道施工工藝流程

（1）從末采起點(diǎn)位置開(kāi)始鋪設(shè)網(wǎng)片，第一個(gè)循環(huán)鋪設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，第二個(gè)循環(huán)開(kāi)始鋪設(shè)單層菱形網(wǎng)，直到回撤通道煤壁。菱形網(wǎng)鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)橫向搭接長(zhǎng)度200mm，縱向使用網(wǎng)上鐵絲穿成一體，聯(lián)網(wǎng)孔孔綁扎，綁扎不少于3圈。

（2）往前推進(jìn)2.4m后，菱形網(wǎng)下依次開(kāi)始綁扎不小于Ф20mm的鋼絲繩，2.4～8.8m段，鋪設(shè)鋼絲繩9道，每道間距0.8m；鋼絲繩兩端連接在兩順槽的頂板金屬網(wǎng)上固定，鋼絲繩與金屬網(wǎng)之間采用隔孔雙絲連接，鋼絲繩一直聯(lián)到回撤通道停采線。同時(shí)，采煤機(jī)在4.0m開(kāi)始進(jìn)行掃底作業(yè)，每次循環(huán)掃底0.1m，保持工作面高度1.8m，此高度保持到回撤通道。

（3）8.8～12m段，支護(hù)形式采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，采用單層菱形網(wǎng)，Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿，間排距為900×1200mm，使用120×120×8mm的鐵托盤(pán)，采用一支msck2335和一支msk2360低粘度樹(shù)脂藥卷錨固，msck2335在前、msk2360在后，錨固力不小于100kN，扭矩不小于200N?m。補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)錨索采用Ф17.8mm的7股鋼絞線，長(zhǎng)度為6.25m，鉆孔深6.0m，外漏長(zhǎng)度150～200mm，采用單排布置，排距為3600mm，布置在支架前方1.1m處，與第二排錨桿在一條直線上，垂直頂板巖面，采用一支msck2335和二支msk2360低粘度樹(shù)脂藥卷錨固，msck2335在前、msk2360在后，錨固力不小于180kN。錨桿支護(hù)必須將鋼帶壓在托盤(pán)下方。支設(shè)最后一排錨桿時(shí)（靠近煤壁一排）要向煤壁側(cè)傾斜與頂板呈75°支設(shè)。

（4）工作面撤架通道幫部采用錨網(wǎng)支護(hù)方式。規(guī)格：采用Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿及配套托盤(pán)進(jìn)行錨固，使用MSCK2335型和MSS2360型錨固劑各一卷進(jìn)行錨固，間排距1200mm×1200mm；鋪設(shè)單層塑料網(wǎng)，搭接長(zhǎng)度100mm，用鐵絲綁扎連接，綁扎不少于三圈，雙邊隔孔相連。

4.2 開(kāi)幫、抹角

至停采線3.2m時(shí)，支架停止前移進(jìn)行開(kāi)幫工作。當(dāng)用單體柱推溜時(shí)，首先要摘開(kāi)溜槽與支架推溜油缸上的鏈接銷，每次單體柱推溜10節(jié)。推溜使用DW22-300/100單體液壓支柱，每次支護(hù)頂板15m的方式依次對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。

開(kāi)幫通過(guò)機(jī)組割煤，推進(jìn)四刀，進(jìn)刀深度必須保證0.8m。開(kāi)幫后，為便于支架等設(shè)備回撤順利，需要在端頭、端尾抹角，以3m為半徑與膠帶、回風(fēng)順槽及工作面相切。抹角處使用Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿和Ф17.8mm錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，支護(hù)規(guī)格同上。

4.3 回撤通道兩端頭破頂成型

回撤通道高度為1.8m，膠帶順槽高度為2.8m，回風(fēng)順槽高度2.6m，為保證回撤設(shè)備期間通道機(jī)頭機(jī)尾車輛順利進(jìn)入，將巷道口利用打眼放炮形式進(jìn)行破頂，末采第四個(gè)循環(huán)開(kāi)始對(duì)通道口8m范圍的頂板進(jìn)行破頂順成斜坡，由巷道逐漸降低延伸至通道內(nèi)部。

5 結(jié)語(yǔ)

9103采煤工作面末采及回撤通道采用采煤機(jī)破底施工回撤通道，回撤通道采用錨網(wǎng)索+鋼絲繩支護(hù)，有效地抑制了圍巖的變形，回撤通道頂板下沉、兩幫移近不明顯，未出現(xiàn)壓架、死架現(xiàn)象，工藝簡(jiǎn)單，安全、高效、順利地完成了搬家倒面，為晉城地區(qū)9#煤搬家倒面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。