特厚煤層綜放面回撤通道布置位置探討

楊曉強

(華電煤業集團有限公司，北京 100035)

特厚煤層綜放面回撤通道布置位置探討

楊曉強

(華電煤業集團有限公司，北京 100035)

采用預掘主、輔回撤通道多通道多點回撤工藝時，回撤通道是否合理直接關系末采貫通后回撤通道質量。內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司嘗試將回撤通道布置在鄰近采空區影響范圍內，出現頂板下沉、臺階等礦壓顯現現象，增加了工作面設備回撤難度。通過分析，提出了回撤通道布置位置的建議，為工作面實現安全、快速回撤奠定基礎。

特厚煤層；綜放面；雙回撤通道；采空區；末采

0 引言

縮短綜放工作面設備搬家倒面時間[1]，保障礦井有更多的生產時間，是煤炭企業提質增效的有力舉措。能否實現綜放工作面設備快速搬家與回撤，關鍵取決于停采位置的條件，如果主、輔回撤通道布置位置選得好、支護到位，則末采過程中頂板破碎概率相對較低，主輔回撤通道頂底板移近量相對較小，末采作業時間也相對較短，能為工作面設備順利回撤搬家創造有利條件，縮短搬家倒面時間；反之，則可能出現工作面設備回撤困難，末采及設備回撤時間延長，甚至導致采空區遺煤自燃及頂板事故。

1 工作面概況

內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司F6205綜放工作面所采煤層為石炭系上統太原組#6煤層，埋深267.7～417.5 m，第四系上更新統馬蘭組黃土層0～150 m，煤層外生和內生裂隙不發育，脆性差，煤層較穩定，煤層平均厚度為15.8 m，煤層傾角0°～12°，平均6°。該工作面走向長度為1 747.0 m，傾向長度為240.3 m，屬典型的厚松散層特厚煤層綜放工作面。

圖1 F6205綜放面巷道布置

2 末采回撤技術簡介

F6205綜放面采用輔巷多通道回撤技術，在工作面停采線位置布置主、輔回撤通道，作為工作面設備搬運通道，主、輔回撤通道中心距約為35 m，2條回撤通道間根據工作面長度每間隔60～65 m布置1條聯絡巷。F6205綜放面巷道布置如圖1所示[2]。

當綜放工作面回采至距主回撤通道剩余35 m左右時停止放頂煤，并開始進一步加強工作面及2條回撤通道的礦壓觀測與分析工作；當距主回撤通道18 m左右時開始鋪設柔性聚酯纖維網，一邊末采一邊對比調整工作面與主回撤通道高程，直至整個工作面與主回撤通道按規程要求順利貫通；組織挑梁清煤作業并檢查回撤通道支護狀況，最后利用主、輔回撤通道間聯巷進行設備拆除回撤[3]。

3 回撤通道布置及補強支護

3.1 回撤通道位置的選取

結合F6205綜放工作面設計及礦井回采經驗，F6205輔回撤通道原設計位置距離6煤回風大巷約120 m，主、輔回撤通道巷道中心距為30 m。

通過6煤輔運大巷掘進F6205運輸順槽開口，巷道以-6.8°坡度掘進，當運輸順槽過6煤輔運大巷繼續掘進150 m位置時揭露2條落差分別為2.3 m與3.0 m的正、逆斷層，掘進面全巖掘進，經分析，調整掘進坡度為-10.0°，繼續掘進140 m時進入煤層，并逐漸調整為沿煤層底板掘進。F6205綜放面回撤通道位置剖面如圖2所示。

揭露斷層位置恰巧為原主、輔回撤通道設計位置，若繼續沿用原設計將導致末采時工作面揭露全巖回采，不利于工作面末采及設備回撤。經綜合分析、權衡利弊，決定將主、輔回撤通道向切眼方向調整60 m，選取頂板較穩定位置作為回撤通道新設計位置，如圖1所示。

3.2 回撤通道補強支護設計

F6205回撤通道補強支護采用在錨吊梁和其他支護的基礎上打設單體支柱以及布置垛式支架的方式，共使用工作阻力為15 000 kN的垛式支架89臺,工作阻力為18 000 kN的垛式支架15臺(在主回撤通道內靠輔運順槽側布置)。除以上支護形式外，對主回撤通道副幫、聯絡巷使用補打錨索配合H型鋼梁及噴漿、注漿的方式聯合加強支護，確保回撤通道支護強度足夠大，以降低末采過程中礦壓顯現現象，為工作面設備回撤提供足夠有效的空間。

4 回撤通道位置調整后末采回撤特點

4.1 回采階段特點

此次主、輔回撤通位置較F6204面位置向工作面切眼方向調整了60 m，該位置位于相鄰F6204面相對采空區側。F6205面末采時距相鄰F6204面回采結束已18個月，根據礦壓理論，此時F6204面采空區基本頂垮落回轉斷裂，已形成較穩定的砌體梁結構，當F6205綜放面回采時，除了要承受本面基本頂垮落形成的礦山壓力外，還須承受打破F6204面穩定砌體梁結構而形成的壓力，導致F6205面區段煤柱與工作面三角區域形成相對“承壓帶”(如圖1所示)，該承壓帶伴隨工作面整個回采過程。

4.2 末采階段特點

進入末采階段后，由于鋪網等工序制約了工作面推進速度，從而使“三角承壓區域”受力狀態進一步惡化，現場觀測也表明，末采階段頂板下沉、底板及幫部鼓出等礦壓顯現現象也更為明顯，主回撤通道、輔回撤通道及輔運順槽三角區域變形嚴重，甚至發生過小范圍冒頂、單體推倒現象。在工作面與主回撤通道貫通時，由于頂底板移近量較大(最大2.5 m)，導致貫通挑梁困難，工作面與主回撤通道貫通后出現大臺階(局部1.5 m)等[4]。

同時，由于主、輔回撤通道相對位于煤層頂板位置，末采過程中由煤層相對底板位置逐漸回采至停采線煤層頂板位置，屬工作面“穿層位”末采，造成工作面局部頂板破碎，末采鋪網困難。

4.3 工作面停采后特點

以往當工作面至停采位置后，伴隨末采的進行，“三角承壓區域”逐漸減小直至基本消失；而F6205綜放面與主回撤通道貫通后，該“三角承壓區域”并未消失，反而由于工作面抵達停采線，工作面、回撤通道受力狀態加劇惡化。

4.4 設備回撤特點

由于回撤通道及輔運順槽“三角承壓區域”出現嚴重變形，局部出現較大臺階，需采取妥善措施處理較大范圍臺階，保護設備行人安全并保持通風空間，為工作面設備安全回撤創造有利條件。

受礦壓顯現現象制約，不能采取多通道多點設備回撤方案，只能臨時調整為單點順序回撤，大大降低了設備回撤效率，導致設備回撤工期較原計劃延長近1個月，給頂板安全及防滅火工作帶來巨大壓力[5]。

圖2 F6205綜放面回撤通道位置剖面

5 取得的經驗及后續建議

(1)采用預掘主、輔回撤通道多通道多點回撤工藝時，回撤通道位置應避免選在受鄰近采空區影響的范圍內，從源頭上杜絕壓力集中對末采回撤的影響。

(2)由于地質等條件制約，回撤通道必須設在鄰近采空區影響范圍時，建議借鑒“恒阻大變形錨索支護+爆破切頂卸壓”新工藝，采用恒阻錨索補強支護并對回撤通道采用切頂卸壓施工技術，在增加支護的同時破斷基本頂懸臂，改善工作面及回撤通道受力條件。

(3)建議結合鉆孔等分析手段，避免回撤通道設置在頂板及煤層小裂隙發育層，杜絕末采階段工作面“穿層”回采。

(4)為預防末采、貫通期間因壓力大而導致回撤通道頂板出現較大下沉，建議主回撤通道在掘進過程中預留一定高度。

[1]《綜采技術手冊》編委會.綜采技術手冊(下)[M].北京：煤炭工業出版社，2001.

[2]楊曉強.厚松散層特厚煤層綜放末采貫通層位調節技術探索[J].內蒙古煤炭經濟，2013(8)：118-119,124.

[3]王志強，張玉波，張俊文.錯層位巷道布置礦山壓力與圍巖控制[M].北京：煤炭工業出版社，2015.

[4]李志強.綜采工作面快速搬家設備及回撤工藝概述[J].內蒙古煤炭經濟，2012(12)：81,85.

[5]魯百川.國強煤業綜放工作面快速安裝技術應用[J].內蒙古煤炭經濟，2014(11)：89-90.

(本文責編：劉芳)

楊曉強(1986—)，男，山東莒南人，工程師，工學碩士，從事煤炭生產技術管理工作(E-mail:15001256781@163.com)。

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2017-09-11；

2017-10-13