淺析孤島工作面回采巷道圍巖控制技術

郭路

(晉煤集團寺河煤礦二號井,山西晉城 048000)

淺析孤島工作面回采巷道圍巖控制技術

郭路

(晉煤集團寺河煤礦二號井,山西晉城 048000)

在煤礦開采的生產過程中,由于采掘工作面的接替頻繁,再加上礦井的集中生產等因素,使得很多礦井的采區內區段回采多數采用調采布置的方式,這就在使得采掘工作面形成了很多的“孤島”工作面,這就給煤礦的安全生產和正常運行帶來很多的困難。本文重點論述了孤島工作面回采巷道圍巖控制技術,主要包括孤島工作面回采巷道圍巖控制技術,強化支護巷道頂板、對頂板壓力的壓力進行控制,強化兩幫技術,卸壓槽的開挖,以及加速推進。

孤島 工作面 回采巷道 圍巖控制 技術

隨著礦井的日趨的老化，回采工作面的孤島煤柱再不斷的增加。在采掘煤礦的過程當中，由于開采銜接、要么是防止工作面采動影響到附近的工作面順槽圍巖，采掘工作面需要實施跳采的順序，這會導致孤島工作面的出現，而孤島工作面的特點是：孤島工作面處在集中應力的范圍，有著非常顯著的礦山壓力，較難維護巷道，這不利于采掘煤礦的高效性和安全性。為此，分析和探索孤島工作面回采巷道圍巖控制技術是確保煤礦企業高效和安全生產的前提條件，有著非常重大的實際意義。

1 孤島工作面回采巷道圍巖控制技術

1.1 支護形式

采用錨網索聯合支護方式。通過全長樹脂錨固高強度錨桿、W鋼帶和小孔徑預應力錨索等支護技術提高巷道圍巖強度，充分調動圍巖的承載能力，形成共同承載結構，達到永久支護的目的。

1.2 錨網索聯合支護機理分析

在巷道表面圍巖內施加高強度預應力錨桿，在錨桿錨固力的作用下，形成具有一定強度和厚度的“壓力拱”來承受地壓，達到控制破碎區圍巖變形和破壞的目的，保持其穩定性。錨桿支護對巷道圍巖強度、圍巖結構和圍巖應力都有不同程度的改善。

1.3 錨桿的支護參數

錨桿采用左旋無縱筋高強度螺旋紋鋼錨桿，規格為Φ20×2400mm。每根錨桿采用樹脂錨固劑全長錨固。全長錨固對圍巖變形反應靈敏，即使圍巖較小的變形就能引起錨桿較大的工作阻力。錨桿外露長度小于50mm，間排距900×900mm。為保證足夠的預應力，托盤采用10mm高強度鋼板壓成碟形。頂網和幫網均采用10#熱鍍鋅低碳鐵絲加工制成，規格為1000×4000mm。金屬網搭接長度100mm，每間隔200mm用14#鐵絲擰兩圈扎牢。鋼帶采用W鋼帶，采用厚度3.0mm的優質鋼材經冷軋制作，W鋼帶鋼材利用率高，對不平整頂板的適應性強，錨桿、錨索穿過鋼帶預留孔，當頂板來壓時，能有效約束錨桿間的松動圍巖。

2 加強孤島工作面回采巷道圍巖控制措施

2.1 強化支護巷道頂板,對頂板壓力的壓力進行控制

因為在回采之前，孤島工作面巷道圍巖就受到壓力的制約作用，巷道圍巖有著比較大的松動圈，借助通常的錨桿進行支護難以實現理想的效果。為了對頂板的壓力進行控制，在巷道固有的錨網支護的前提條件下，在頂板上根據一定的打預應力錨索。因為錨索有著比較大的長度，可以往巷道圍巖松動圈外面延伸，這有利于增加頂板的自身懸吊能力。在距離工作面相應的區域內使用單體柱做腿，超前支護使用花邊工字鋼梁，從而使得超前支護棚子、木垛、點柱、錨索，以及錨桿所組成的綜合密集支護形成。

2.2 強化兩幫技術

因為孤島工作面的上下區段已經完成了回采，通常情況下上、下區段的基本頂斷裂已經延伸到了工作面之內，使得接近工作面兩端頭的煤體(涵蓋巷道上下幫的媒體)在進行采掘之前就應經受到了壓力的制約作用，進而破壞了煤層的構造，降低了頂板的支撐能力。尤其是沿空掘巷，剩下的隔離煤柱已經松散，這大大地降低了頂板的支撐作用。為此，借助一定長度的管縫錨桿，結合相應的間距對巷道兩幫補打錨桿，實施加密維護。在距采面幾百米處，巷道兩幫用圓木，可以根據1m的間距打貼幫點柱，這樣不但實現了護幫的目的，而且也使得兩幫支撐力得以分解。并且在距離工作面的巷道煤體內擴幫，根據一定的間距打木垛，進而使得兩幫松軟導致的支撐力降低得以彌補。

2.3 卸壓槽的開挖

因為巷道的壓力較大，只是被動地支護抗壓難以實現理想的效果，能夠將一套采面運輸機機尾和20型輕型刮板輸送機搭接在風巷里面，實施拉底擴幫。拉底的時候不但要使在2.2m之外，而且在巷道中間1m的區域之內實現2.7m的高度，以此充當卸壓槽。從而使得巷道底部壓力抗壓實施卸壓，并且對擴幫的部分補打錨桿點柱，強化支護。

2.4 加速推進

在對生產環節進行調整的基礎上，確保通暢的采面外圍系統，強化檢修采面裝置，使得開機率提高，以及使得采面的推進速度加快，盡可能地降低采動壓力對兩巷的制約作用。在生產實際當中，實現8.0m的最高日推進度，從而減少回采巷道圍巖變形。

3 效果評價以及建議

巷道沒有出現變形的情況，這體現了注漿錨索加固使得支護的強度提高，實現了十分理想的加固效果。在實施上述技術之后，跟以往相比，巷道狀況有了較好的改善。此采面基本上實現了安全生產的要求，然而依舊是被動地抗壓。這就要求對回采巷道加大投入，不斷地探究更加有效的孤島工作面回采巷道圍巖控制技術，以實現更加理想的效果。

4 結語

綜上所述，孤島工作面回采巷道雖然采取了不少有效的措施，也取得了較好的效果，但主要還是被動抗壓措施。回采巷道需要投人一支隊伍來配合生產，投人較大；如何增加回采巷道兩幫自身的支承強度，維護其頂板巖層的完整性，在以后的設計施工中應統一考慮。特別是在采掘煤礦的過程中，由于孤島工作面有著十分顯著的礦山壓力，對工作面圍巖的控制是十分艱難的，而有效地處理這個問題，能夠確保高效和高產的綜放工作面。對孤島工作面頂板壓力的規律進行分析和探索，有利于管理礦井頂板，在應用以上的一些策略和技術之后，孤島工作面圍巖控制實現了一定的效果，巷道變形得以控制，也減少了工作面瓦斯的聚集和頂底板移近量，以及提高了孤島工作面的安全性和穩定性，而且使得孤島工作面勞動工人的勞動強度變小。

[1]邵景柱.孤島綜放采場覆巖運動破壞特征和礦壓顯現研究[D].沈陽：東北大學,2003.

[2]陳炎光,錢鳴高.中國煤礦采場圍巖控制[M].徐州：中國礦業大學出版社,1994.

[3]錢鳴高.20年來采場圍巖控制理論實踐[J].中國礦業大學學報,2000,29(1)：1-4.

郭路(1985—),男,漢族,2013年畢業于太原理工大學采礦工程專業,現在晉煤集團寺河煤礦二號井工作,負責礦井生產調度指揮技術工作,助理工程師。