綜采工作面回撤通道支護(hù)技術(shù)的研究應(yīng)用

張宏龍

（汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽煤礦，山西 孝義 032300）

綜采工作面撤回期間，回撤通道需要經(jīng)歷超前支護(hù)壓力影響，整個(gè)作業(yè)開展時(shí)，采動影響較為強(qiáng)烈，這會導(dǎo)致巷道發(fā)生嚴(yán)重變形等不良現(xiàn)象，同時(shí)，由于回撤通道較大，具體作業(yè)開展時(shí)，為了確?；夭砂踩?，減少安全事故的發(fā)生，要加強(qiáng)對回撤通道支護(hù)的探究。

1 回撤通道支護(hù)原理

巷道圍巖結(jié)構(gòu)受到回采作業(yè)開采影響，會導(dǎo)致巷道圍巖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大量縫隙，容易引發(fā)事故。為了解決這一問題，應(yīng)當(dāng)預(yù)先將錨索、錨桿施加在回撤通道頂板上，提高頂板抗剪能力，確保巷道圍巖穩(wěn)定，以免位于深部區(qū)域的圍巖松動，影響后續(xù)作業(yè)[1]。回采作業(yè)的開展對周圍結(jié)構(gòu)造成直接影響，回撤通道時(shí)，周圍圍巖受力會發(fā)生變化，這將會導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)裂隙，在這一情況下，若錨桿區(qū)域內(nèi)的圍巖出現(xiàn)了脫落情況，撤回錨桿將會失效，降低支護(hù)效果[2]。開展支護(hù)作業(yè)時(shí)，綜合考慮支護(hù)效果，以及支護(hù)質(zhì)量，可以通過鋼筋網(wǎng)與鋼筋梁配合方式處理，一方面能夠提高組合梁完整性，保證其可以滿足應(yīng)用需求，另一方面也能夠固定破碎巖體，避免發(fā)生脫落現(xiàn)象，確保最終支護(hù)效果能夠達(dá)到預(yù)期。

將傾斜錨桿設(shè)置在靠近煤幫區(qū)域，這一方面能夠使出錨桿支撐作用得到充分發(fā)揮，另一方面也可以提高組合梁作用，以及支護(hù)質(zhì)量。為了確保錨索能夠起到固定圍巖作用，要將其施加在圍巖周圍，通過施加懸吊力方式，處理淺部巖層，而對于布置的錨索，需要通過施加預(yù)緊力方式處理，從而達(dá)到緩解頂板下沉擴(kuò)張現(xiàn)象的發(fā)生[3]。

2 工程概況

某煤礦9417 采面設(shè)計(jì)推進(jìn)距離1 691 m，斜長196.5 m，開采4#煤層，其厚為3.64 m，具體開采作業(yè)時(shí)，采面開采采用綜采方式進(jìn)行，在與停采線距離6 m時(shí)，停止掘進(jìn)作業(yè)，開始回撤通道。9147 采面回撤通道設(shè)計(jì)高3.6 m，寬3.8 m，針對初步設(shè)計(jì)圍巖，在對其進(jìn)行控制時(shí)，為了確保最終控制效果能夠達(dá)到預(yù)期，要選擇好支護(hù)中采用的錨桿。

3 回撤通道覆巖發(fā)生破壞的原因

通過對本工程進(jìn)行分析可以確定，回撤通道呈矩形，圍巖受采動壓力影響，其強(qiáng)度會降低，這會導(dǎo)致裂隙現(xiàn)象會加重，圍巖會發(fā)生嚴(yán)重變形現(xiàn)象。開挖回撤通道前，區(qū)域內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，開展作業(yè)后，巖體周圍環(huán)境發(fā)生了轉(zhuǎn)變，這也就會導(dǎo)致其受力會由最初的三向轉(zhuǎn)變?yōu)槎?，從而致使煤層頂板發(fā)生移動[4]。通過分析實(shí)際情況不難發(fā)現(xiàn)，隨著圍巖受力變化，最終會出現(xiàn)塑性變形現(xiàn)象，同時(shí)，因?yàn)橄锏罆芩⒖諝獾雀黜?xiàng)因素影響下，巷道風(fēng)化速度會加快，這會致使巷道出現(xiàn)的塑性變形量化發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致巷道頂板、底板、巷幫在力作用下發(fā)生嚴(yán)重變形現(xiàn)象，如果出現(xiàn)的變量過大問題，將會發(fā)生片幫問題，并且頂板會出現(xiàn)嚴(yán)重下沉現(xiàn)象[5]。

4 回撤通道施工作業(yè)探討

4.1 施工工藝

采用采煤機(jī)割煤開展回撤通道掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，在回采工作面到1 682 m 時(shí)，此時(shí)與設(shè)計(jì)的停采線相距9 m，利用施工工字鋼處理回采工作面頂板，同時(shí)在這一過程還要架設(shè)金屬網(wǎng)。利用兩根長度為3.6 m 的錨索懸吊施工作業(yè)中采用的工字鋼；回采工作面到1 684 m 區(qū)域時(shí)，與設(shè)計(jì)停采線距離為7 m，在這一區(qū)域進(jìn)行第二排工字鋼布置；回采工作面到1 687 m時(shí)，與設(shè)計(jì)停采線相距4 m，開展第三排工字鋼施工，具體布置時(shí)，綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性，最終決定采用邁步式方式進(jìn)行布置。當(dāng)回采工作面到1 687 m 時(shí)，為了避免發(fā)生安全事故，不得移動采面液壓支架，而且需要將采面調(diào)斜。調(diào)斜采面后，利用采煤機(jī)，從頭開展割煤作業(yè)，具體割煤作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將割煤深度控制在52 cm 左右，上向割煤3.6 m 后，開展下行掃煤作業(yè)。實(shí)際作業(yè)開展時(shí)，采面到1 791 m 區(qū)域時(shí)，完成回撤通道施工作業(yè)。

4.2 回撤通道施工遇到的問題

通過對煤礦區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，回撤通道周圍存在斷層，而且受臨9415 采面采空區(qū)影響，在9417 采面到1 681 m 時(shí)，采面頂板受破碎與采動壓影響，在部分區(qū)域會發(fā)生頂板冒落現(xiàn)象，受支撐力、支架工作阻力不足等因素影響，作業(yè)開展時(shí)，支架將會發(fā)生倒塌問題[6]。

4.3 回撤通道支護(hù)

4.3.1 鋼帶支護(hù)

回采工作面到1 687 m 時(shí)，采用鋼帶加大直徑錨桿方式支護(hù)頂板，實(shí)際作業(yè)中采用的鋼帶寬度29 cm，長49 cm，鋼帶上每間隔1 m 設(shè)置一個(gè)孔徑為3.2 cm圓孔。設(shè)置的第一排鋼帶與采面液壓支架前探梁1 m，具體懸吊作業(yè)時(shí)，采用6 根直徑2.4 cm，長度為3.2 m的錨桿進(jìn)行。具體布置作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)每間隔1 m 布置一排鋼帶，在回撤通道內(nèi)布置了3 排鋼帶。

4.3.2 吊棚支護(hù)

完成回撤通道中的鋼帶施工作業(yè)后，為了保證頂板支護(hù)強(qiáng)度能夠達(dá)到預(yù)期，要通過吊棚方式進(jìn)行支護(hù)。本次工程中采用的吊棚是采用工字鋼、恒阻錨索方式。工字鋼寬為26 cm，長260 cm，利用恒阻錨索將其懸吊在頂板上。

布置在回撤通道中的槽鋼需要與其保持垂直，通過對恒阻錨索進(jìn)行應(yīng)用，在槽鋼兩端懸吊，完成上述作業(yè)后，開展預(yù)緊作業(yè)，如果發(fā)現(xiàn)槽鋼面與回撤通道頂板之間的接觸密實(shí)性沒有達(dá)到要求，必須及時(shí)調(diào)整，保證接觸密實(shí)性，確保吊棚支護(hù)效果能夠達(dá)到預(yù)期。

4.3.3 布置單體支柱

為了保證頂板不會發(fā)生下沉、斷裂等各種不良現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)布置一排單體支護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對頂板的控制。單體支柱采取“一梁三柱”方式進(jìn)行，單體支柱依據(jù)中心開展，固定同一組間單體，利用連接桿實(shí)現(xiàn)[7]。

4.4 控制煤壁

4.4.1 注漿加固

實(shí)際作業(yè)開展時(shí)，為了保證回撤通道煤幫牢固，不會出現(xiàn)松動現(xiàn)象，避免或降低煤壁片幫，可以通過注漿方式實(shí)現(xiàn)對煤壁的控制。由工作人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行觀測可以發(fā)現(xiàn)，頂板下方約1.6 m 處是煤壁片幫多放區(qū)域，在這一區(qū)域容易出現(xiàn)各種事故，因此，要控制該位置煤壁情況。施工人員在回撤通道內(nèi)布置一排注漿鉆孔，鉆孔與頂板下方相距1.6 m，各個(gè)注漿孔之間的距離為3.2 m，向上有46°角，布置在作業(yè)現(xiàn)場孔徑4 cm，孔徑深5.2 m。完成鉆孔施工作業(yè)后，施工人員要利用高壓注漿泵將聚氨酯注入煤壁內(nèi)，通過這一處理方式，達(dá)到加固煤壁作用，為了保證最終注漿效果能夠達(dá)到預(yù)期，應(yīng)當(dāng)將注漿壓力控制在1.4～1.6 MPa 之間。

4.4.2 錨桿支護(hù)

完成煤壁注漿作業(yè)后，在煤壁上布置錨桿與鋼帶實(shí)現(xiàn)預(yù)緊支護(hù)，具體布置時(shí)，錨桿排距為1.2 m，間距為1 m。

錨桿支護(hù)后，為了保證煤壁穩(wěn)定性，避免超前支撐壓力影響煤壁，應(yīng)當(dāng)將桁架圓鋼錨桿、長40 cm 雙向張拉路布置在煤壁上。對于同一排錨桿的兩根相鄰錨桿，可以采用雙向張拉起、圓鋼拉桿進(jìn)行固定，具體布置時(shí)采用邁步式方式進(jìn)行。

4.5 控制圍巖效果

工作人員在回撤通道掘進(jìn)與支護(hù)后，要觀察回撤通道圍巖。采用帶支護(hù)、吊棚支護(hù)、注漿加固不同方式處理回撤通道頂板，頂板下沉量最大值為13.5 cm，而由于片幫問題導(dǎo)致的煤壁最大變形量最大值為10 cm，在允許范圍內(nèi)，能夠保證后續(xù)設(shè)備回撤安全，避免發(fā)生事故。

5 結(jié)語

回撤通道的穩(wěn)定性對于綜采工作面回撤安全與效率都有著重要意義。通過對大量煤礦開采情況來看，回撤通道受采面開采動壓影響，導(dǎo)致圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重變形，而且圍巖會發(fā)生嚴(yán)重破碎現(xiàn)象。針對這一情況，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在全面分析回撤通道具體情況基礎(chǔ)上，制定具有針性的控制圍巖方案，保證回撤通道不會出現(xiàn)嚴(yán)重變形、坍塌等事故，保證綜采設(shè)備可以安全回撤。