綜采工作面末采期間圍巖控制技術

史黎翔

（山西柳林鑫飛毛家莊煤業(yè)有限公司，山西 呂梁 033300）

1 概述

山西柳林鑫飛毛家莊煤業(yè)有限公司8201 綜采工作面位于8#煤層二采區(qū)，西鄰華晉焦煤沙曲礦，東為實體煤層，北為8#煤層二采區(qū)下山大巷，南鄰鑫飛賀昌煤礦，上覆5#煤層5207 采空區(qū)。工作面所處位置井下標高為545～572 m。

8201 工作面寬度182 m，順槽長度1918 m，煤層厚度3.22～4.39 m，平均3.77 m，煤層結構簡單。頂底板巖性見表1。

表1 8#煤層頂底板巖性表

2 末采期間技術難題

2.1 工作面回采現狀

8201 工作面采用走向長壁式綜采一次采全高采煤法，采用MG300/730-GWD 型采煤機、SGZ764/630 型雙中心鏈可彎曲刮板輸送機、ZZG6000/21.5/44 液壓支架，距停采線還剩8 m。為了保證工作面內機電設備后期能夠安全順利回撤，工作面回采至1713 m 時開始施工回撤通道，回撤通道長度為182 m，寬度為4.0 m，高度為3.8 m，具體施工工序如下：

（1）當工作面回采至1714 m 處時，將支架移架到位后停止繼續(xù)回采，采用采煤機進行空刀掃煤，清理工作面機道內煤矸，并采用采煤機清掃煤壁凸凹不平處，保證工作面煤壁平直，消除工作面?zhèn)涡爆F象。

（2）采煤機從端頭進刀開始施工回撤通道，工作面回采時進刀深度為0.5 m，每次回采長度為30 m，每個循環(huán)割煤6 次，割煤完成后不進行移架，及時對空頂處采取錨桿、錨索等進行支護，回采通道往返割煤共計割煤8 個循環(huán)，直至割煤至停采線。

2.2 存在技術難題

（1）原支護設計。8201 工作面回撤通道初步設計頂板采用單錨桿、金屬網支護。錨桿長度為2.0 m，直徑為20 mm，錨桿布置間距為1.0 m，排距為1.2 m，共計布置四排，第一排距支架前探梁間距為0.3 m，錨桿外露端安裝一塊護幫托板。金屬網采用14#鉛絲編制而成，金屬網每卷長度為4.0 m，寬度為2.0 m。

（2）存在問題。8201 工作面末采期間，主要受北部F2、F5、F6、F7 四條斷層以及上覆5#煤層5207 采空區(qū)集中應力影響?；爻吠ǖ朗┕ず?，頂板空頂時間長，頂板在應力作用下出現剪切破壞。通過前期回撤通道施工現場來看，回撤通道頂板支護失效現象嚴重，主要表現在局部錨桿斷裂變形、金屬網撕斷、頂板下沉以及局部冒漏等。

3 回撤通道聯合支護[1-5]

3.1 鋪設柔性纖維網

由于傳統頂板鋪設的金屬網無法實現全斷面連續(xù)支護，且在支護時金屬網載荷強度低，很容易出現破斷現象，所以決定對回撤通道采用柔性纖維網。

3.1.1 纖維網技術參數

8201 回撤通道安裝柔性纖維網為一種新型樹脂纖維聚合網材，每卷網長度為65 m，寬度為20 m，采用柔性纖維帶編制而成。纖維網具體技術參數見表2。

表2 回撤通道柔性纖維網主要技術參數

3.1.2 纖維網安裝工藝

（1）在鋪設纖維網前，先在液壓支架上固定絞盤，絞盤固定在支架前立柱上，距底座高度為0.5 m，采用卡纜進行固定。絞盤上纏繞直徑為8 mm、長度為20 m 鋼絲繩，鋼絲繩一端活頭穿過支架頂梁下方的吊環(huán)上，然后將鋼絲繩沿纖維網橫向穿過，端頭與纖維網橫邊固定，每隔一個支架安裝一個絞盤，共計安裝58 個絞盤。

（2）每卷纖維網長度為60 m，采用之間護幫板將第一卷網挑起與頂板接觸嚴實并保證平整，然后采用長度為2.0 m 錨桿將纖維網固定在頂板上，固定錨桿間距為5.0 m。第一卷網鋪設后依次鋪設第二卷網，鋪設工藝相同，工作面共計鋪設3 卷網。

（3）在割煤前搖動絞盤將纖維網盤起至支架頂梁下方，割煤后放下纖維網并跟機進行移架，移架后再次盤起纖維網保證采煤機空刀掃煤。

3.2 錨桿（索）支護

當工作面回采至1713 m 處時停止移架，采煤機繼續(xù)往返割煤，頂板柔性網采用錨桿（索）進行支護，頂板共計布置四排錨桿，兩排單錨索。

（1）錨桿布置方式。頂板采用長度為2.5 m、直徑為22 mm 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，5 根錨桿為一組，錨桿布置間距為1.0 m，每組錨桿外露端安裝一根長度為4.5 m、寬度為0.28 m“W”型鋼帶，相鄰兩根鋼帶疊加布置，錨桿布置排距為1.0 m，其中第一排、第四排錨桿與支架前探梁以及煤壁間距為0.5 m。

（2）錨索布置方式。頂板錨索采用“九股一芯”高預應力鋼絞線，長度為8.3 m，直徑為21.8 mm，兩排錨索布置在相鄰兩排錨桿之間，布置間距為2.0 m，排距為3.0 m，兩排錨索成邁步式布置。

3.3 П 鋼棚支護

待回撤通道施工到位且頂板錨桿（索）全部施工完后，在煤壁側架設П 鋼棚，如圖1 所示。П鋼棚梁長度為4.0 m，棚梁一端插入支架頂梁上方0.2 m，另一端采用兩根DW28-300/110 液壓單體柱進行支設，兩根單體柱布置間距為0.5 m，其中第一根單體柱距煤壁間距為0.2 m，第二根距煤壁間距為0.7 m，П 鋼棚布置排距為1.0 m。

圖1 8102 工作面回撤通道聯合支護示意圖（mm）

4 結論

回撤通道支護進行合理優(yōu)化后，對回撤通道頂板安裝了3 臺YH-300 型數字顯示離層儀，安裝間距50 m。通過現場數據采集發(fā)現，回撤通道施工后6 d 內頂板出現塑性變形，頂板中部出現下沉，下沉量為0.14 m，6 d 后頂板變形量逐漸減小，11 d后頂板趨于穩(wěn)定，頂板最大下沉量為0.18 m，工作面在后期回撤時未出現斷裂、冒漏現象。