談工作面收尾通道施工工藝及支護技術

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摘要：北辛窯礦針對2號煤層綜采工作面在進行綜采收尾通道施工及圍巖維護時，出現(xiàn)施工周期長、速度慢、圍巖維護效果差等技術難題，為了進一步提高綜采收尾通道安全快速施工，決定對8102工作面工作面收尾通道進行優(yōu)化，采用采煤機一次性割煤方式進行施工，并對收尾通道采用錨網(wǎng)索支護技術進行維護。通過實際應用分析，優(yōu)化后收尾通道施工工藝減少了巷道掘進工程量，錨網(wǎng)索支護技術可有效對圍巖進行維護，保證了圍巖穩(wěn)定性。

關鍵詞：綜采工作面；收尾通道；施工工藝優(yōu)化；錨網(wǎng)支護技術；應用分析

引言

為了保證綜采工作面回采結束后工作面內(nèi)機電設備安全快速回撤，綜采工作面回采至停采線時需施工回撤通道，并對通道圍巖采取有效支護措施；但是在復雜的地質條件以及不穩(wěn)定煤巖層中進行回撤通道施工及維護難度大、施工周期慢[1]，不僅影響著工作面快速回撤，而且在工作面回撤很容易發(fā)生頂板漏頂、煤壁大面積片幫等事故；所以對于不穩(wěn)定圍巖采取安全快速的回撤通道施工工藝以及圍巖支護措施，對工作面后期安全快速回撤具有重要意義。

1北辛窯煤業(yè)公司

2號煤層8102工作面概況大同煤礦集團北辛窯煤業(yè)有限公司2號煤層8102工作面位于井田11采區(qū)，工作面走向長度為854m，傾向長度為161m，工作面回采煤層為2號層，平均厚度為5.92m，工作面采用低位放頂煤回采工藝。截止目前8102工作面已回采至654m，距停采線間距為120m；根據(jù)8101工作面停采施工發(fā)現(xiàn)，工作面施工至距停采線300m處時，在停采位置施工一條回撤通道，回撤通道采用掘進機掘進，回撤通道施工長度為161m，寬度為4.0m，高度為3.5m，回撤通道施工完后，在通道頂板采用單錨桿、木柱、單體支護進行聯(lián)合支護，對巷幫采用掛網(wǎng)及單體柱進行支護；工作面回采到位后直接與回撤通貫通施工。

28102工作面?zhèn)鹘y(tǒng)停采施工主要存在技術難題

1）回撤通道施工周期長。傳統(tǒng)回撤通道施工時在工作面回采到位前提前施工回撤通道，主要采用掘進機或爆破施工工藝，在進行回撤通道施工時工作面必須停止生產(chǎn)，回撤通道施工周期為45d，不僅增加了巷道掘進工程量，而且嚴重影響著工作面回采效率[2]。2）增加了機電設備數(shù)量。回撤通道采用掘進機施工，在回撤通道施工期間在工作面需安裝局部通風機、掘進機、隔爆開關、帶式輸送機等增加了工作面設備安裝數(shù)量，設備安裝、拆卸周期長。3）回撤通道維護效果差。8101工作面回撤通采用“單錨桿+木柱+單體液壓支柱”進行聯(lián)合支護，若提前施工回撤通道隨著工作面推進，當工作面回撤至距回撤通道20m處時，回撤通道位于超前應力區(qū)內(nèi)，造成通道空巷成為卸壓空間，導致通道圍巖破壞嚴重[3]。4）貫通施工難度大。提前施工回撤通道后工作面需與回撤通道進行貫通施工，傳統(tǒng)采用采煤機割煤貫通方式，采煤機割煤進度控制難度大，在貫通前5.0m時工作面與回撤通道之間煤柱開始出現(xiàn)局部片幫現(xiàn)象，隨著工作面不斷推進，煤柱出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，造成回撤通道位于采空區(qū)側頂板下沉、破碎等失穩(wěn)現(xiàn)象。

3回撤通道施工工藝優(yōu)化

為了解決傳統(tǒng)回撤通道施工時周期長、設備數(shù)量多、維護難度大等技術難題，北辛窯煤業(yè)有限公司決定對8102工作面回撤通道施工工藝進行優(yōu)化，采用采煤機進行回撤通道施工且與工作面回采同步進行。1）8102工作面回采至800m處（距停采線4.0m）時停止回采，并對工作面進行偽斜調整，保證工作面頭尾順槽與工作面垂直，允許偽斜角度為3°。2）工作面?zhèn)涡闭{整后采煤機從機頭斜切進刀進行割煤，單刀割煤進度為0.5m，采煤機割煤長度達50m時及時對頂板進行維護，并清理機道處浮煤，保證機道平整。3）當?shù)谝坏陡蠲和瓿汕翼敯寰S護后，液壓支架停止前移采用支架推移桿將刮板輸送機前移一個割煤步距，然后進行第二刀割煤工序且與第一刀相同，當液壓支架推移桿最大伸縮長度無法實現(xiàn)輸送機前移時，可在推移桿與刮板輸送機之間采用工字鋼梁進行輔助推移[4]。4）當采煤機割煤八刀完成后回撤通道施工完成，回撤通道寬度為4.0m，及時對通道煤壁進行維護；回撤通道維護后在尾部施工一個采煤機拆裝硐室，硐室長度為25m，深度為1.0m。

4回撤通道維護技術

4.1錨索梁施工

1）液壓支架停止移架且采煤機第一刀割煤完成后，在支架護幫板前方0.2m處施工一排錨索吊棚，吊棚與支架護幫板平行布置，每架吊棚長度為3.0m，吊棚主要采用兩根錨索吊裝。2）防止撤架時支架對鎖具拉拽作用，每架吊棚錨索施工在相鄰兩架支架中間，錨索吊棚施工完后采用打壓千斤對吊棚鎖具進行施壓，保證鋼梁與頂板接觸嚴實。

4.2JW型鋼帶施工

1）當工作面錨索吊棚施工完后，在吊棚前方0.85m處施工第一排JW型疊加鋼帶，整個回撤通道頂板共計施工4排鋼帶。2）每根JW型鋼帶長度為4.8m，鋼帶上均勻布置5根長度為2.5m螺紋鋼錨桿；相鄰兩根鋼帶收尾兩根錨桿疊加布置[5]，如圖1所示。3）所有鋼帶與錨索吊棚平行布置，施工JW型鋼帶時在在其上方鋪設金屬網(wǎng)，防止頂板碎石掉落，每卷金屬網(wǎng)長度為6.0m寬度為2.0m。

4.3恒阻錨索施工

1）頂板4排JW型鋼帶施工完后，在相鄰兩排鋼帶之間施工一排恒阻錨索，恒阻錨索長度為8.0m，直徑為21.6mm，錨索外露端安裝一塊長度及寬度為0.3m鋼方墊。2）恒阻錨索間距為3.0m，排距為1.0m，回撤通道頂板共計施工三排恒阻錨索，相鄰兩排恒阻錨索交錯布置，交錯距離為1.5m，三排錨索成“二•一•二”五花型布置。

4.4煤壁單錨桿支護

1）回撤通道頂板維護后，將頂板網(wǎng)延伸至工作面煤壁，并對煤壁施工三排單錨桿支護，第一排錨桿距頂板間距為0.5m，相鄰兩排單錨桿間距為1.2m。2）煤壁錨桿長度為2.0m，錨桿外露端主要采用一根長度為0.45m鋼帶進行預緊，同一排錨桿間距為1.3m。

5優(yōu)化效果

1）縮短了回撤通道施工周期?；爻吠ǖ朗┕すに噧?yōu)化后，無需提前施工回撤通道，工作邊回采期間即可采用采煤機進行回撤通道施工，對工作面回采影響小，縮短了回撤通道施工周期。2）降低了勞動作業(yè)強度。優(yōu)化后回撤通道主要采用錨網(wǎng)索進行維護，簡化了原有擴通道支護工序，減少單體柱、木料、π型梁的使用數(shù)量，降低職工擴通道期間扛運物料的勞動強度。3）減少了設備投入數(shù)量。優(yōu)化后回撤通道主要采用采煤機施工，回撤通道煤矸通過原工作面帶式輸送機即可運出，與傳統(tǒng)回撤工藝相比，大大減少了機電設備數(shù)量，主要包括著局部通風機、掘進機、帶式輸送機、刮板輸送機、隔爆開關等。4）提高回撤通道圍巖穩(wěn)定性。優(yōu)化后回撤通道主要采用錨桿、JW型鋼帶、恒阻錨索聯(lián)合支護，將傳統(tǒng)回撤通道“單體柱+π型梁”被動支護變?yōu)橹鲃又ёo，提高了頂板支護效果；同時優(yōu)化后回撤通道頂板最大空頂距控制在1.0m以內(nèi)，縮短了空頂時間，有效控制頂板離層；另外煤幫支護變木錨桿支護為鐵錨桿（修復）支護，支護強度增大，防止煤壁貼幫柱改柱時煤壁片幫事故發(fā)生。

參考文獻

[1]楊建海.綜采工作面回撤通道支護技術研究[J].當代化工研究，2020（1）：52-53.

[2]李小沫.淺埋深綜采工作面收尾回撤通道錨網(wǎng)索支護技術應用[J].能源與節(jié)能，2019（12）：157-159.

[3]錢偉東.綜采面回撤通道設計及末采貫通控制[J].陜西煤炭，2019（6）：174-177.

[4]李本剛.綜采工作面回撤通道圍巖控制技術應用[J].水力采煤與管道運輸，2019（4）：116-118.

[5]梁麗強.特厚煤層大斷面回撤通道支護技術研究[J].機械管理開發(fā)，2019（7）：131-132.

作者：楊欣圖 單位：大同煤礦集團北辛窯煤業(yè)有限公司