復雜條件下大采高綜采面回撤方法應用與分析

于化江 王炎賓

（國電建投公司察哈素煤礦生產技術部，內蒙古 鄂爾多斯 017200）

1 概述

國電建投公司察哈素煤礦3-1煤層位于延安組的中部，平均埋深363.2m，煤厚2.05～7.15m，平均5.25m，煤層傾角1～3°，煤層最下部夾有1-2層夾矸（巖性為泥巖、砂質泥巖）。基本頂為細粒砂巖、中粒砂巖、粗粒砂巖、粉砂巖，厚度7.03～33.66m，平均22.04m；直接底為1m以上泥巖、炭質泥巖（其中高嶺土巖層厚度0.7m以上），遇水易膨脹、泥化，采掘時均預留0.5m以上的底煤。煤層最短自然發火期為47d。

該煤層各綜采面均采用預留雙通道多頭回撤作業方式。在工作面設計停采線位置預先掘出兩條相互平行且垂直于工作面兩順槽的主回撤通道（停采線位置）和輔助回撤通道（保護煤柱以內），兩條回撤通道之間均勻布置3～5條聯絡巷，形成輔助運輸系統，滿足多組人員平行作業的需要，以加快回撤作業速度。回撤通道巷道布置方式見圖1。

圖1 31309綜采面回撤通道施工圖

該礦已經回采結束的工作面，末采過程中沒有發生過綜采面底臌情況，末采工作面生產組織也比較順利。綜采面與主回撤通道貫通后，主回撤通道頂板完整，幫部肩窩處臌出0.3～0.5m不等，底板底臌量約0.3～0.5m。回撤作業期間頂幫基本穩定，礦壓顯現對三機、采煤機和液壓支架的回撤作業影響不大，一般35d之內能夠完成回撤作業任務。

2 31309面末采及回撤礦壓顯現情況

31309面停采線位置以北150m左右有兩條落差1～3m的斷層破碎帶，處于條帶式應力集中區的中心位置。

2.1 末采礦壓顯現情況

31309面正式進入末采階段后，工作面先后出現了三次底臌情況，底臌高度0.2～0.7m不等，底臌范圍一般有150m左右，對末采生產組織造成了嚴重影響。出現底臌現象時只能靠人工臥底來處理。

末采貫通情況良好：主回撤通道頂板與工作面頂板有0.2m左右的錯茬，工作面機尾至224m范圍主回撤通道底板臌起0.3～0.7m，其余范圍兩底板錯茬有0.2m左右，整體對回撤作業影響不大。

2.2 回撤作業期間礦壓顯現情況

貫通15h后，回撤通道第一聯絡巷與主回撤通道結合位置，頂板出現0.3m左右錯臺，工作面38～88m范圍底板底臌較明顯。貫通39h后，頂板仍在持續下沉，工作面底臌致使刮板運輸機傾斜嚴重。貫通63h后，主回撤通道頂板和工作面底板變化速度趨緩。

此刻，機頭側1～45架范圍多數立柱可縮量不足0.7m，機尾至第三聯絡巷范圍（約75m）主回撤通道底臌0.7m左右（見圖2），其余段底臌也比較明顯。主回撤通道底板均遭到嚴重破壞（見圖3、4），錯臺達到了1.0m左右，54～155m范圍主回撤通道頂板沿煤柱側被切斷并下沉0.3～1.0m不等。回撤作業環境變得異常惡劣，積水使工作面底板泥化非常嚴重。

圖2 礦壓顯現后主回撤通道局部底板情況

圖3 礦壓顯現后主回撤通道砼底板被破壞

圖4 礦壓顯現后主回撤通道局部頂板開裂

3 回撤作業的主要措施

3.1 加強支護

利用頂板窺視儀探明主回撤通道頂板離層位置（頂板向上5～5.2m、8～8.1m、9.5～9.7m、11.9～12m位置分別出現不同程度離層，頂板向上13～15m范圍基本完整）后，組織多組人員對主回撤通道頂板進行加長錨索（Ф17.8×15.3m）+鋼帶加強支護，并注馬麗散加固頂板，錯臺位置支設木垛。液壓支架立柱行程較小的機頭側端頭支架、20～45架等范圍，在每臺液壓支架的頂梁下大腳處打設4棵單體液壓支柱，以減緩頂板的下沉速度。采用加長錨索（Ф17.8×15300mm）+鋼帶加強支護方式及時加固各聯絡巷，以確保撤架出口安全暢通。主回撤通道原支護設計及加固支護設計見圖5。

圖5 主回撤通道原支護設計及加固支護設計斷面圖

3.2 排水管理

安排專人負責排水及排水系統的日常維護。因淤泥較多而影響排水時，人工將淤泥裝在鏟車鏟斗內或5t車斗內，運出回撤作業現場，確保排水系統正常運行。拖架通道內要依次連續鋪設鋼板，避免車輛與底板直接接觸，可較大程度減少淤泥量，且有利于排水作業。

3.3 及時改變工作面設備回撤順序

正常情況下，需要同時撤出刮板運輸機和靠近采空區一側的一行垛架，形成抽架空間和托運支架空間，然后將液壓支架逐臺抽出并通過主回撤通道托運出工作面，期間撤出影響抽架的靠近煤柱一側的垛架。

31309面礦壓顯現強烈，主回撤通道頂板已經離層且下沉，常規回撤作業順序已經行不通。先全部撤出刮板運輸機，然后根據現場情況，逐架回撤液壓支架。回撤液壓支架期間，提前將影響抽架作業的垛架撤出，并改用木垛+單體液壓支柱+π型鋼梁進行臨時支護，以減緩頂板下沉及預防冒頂事故發生。抽出的液壓支架改從工作面液壓支架的前梁下方托運出工作面，撤架三角區內采用π型鋼梁+單體液壓支柱+木垛等方式進行維護。

3.4 出架空間的維護

回撤作業期間，工作面底板和主回撤通道底板均在持續底臌，前梁下拖架空間高度會不斷降低。撤架前在拖架通道上依次連續鋪墊上鋼板，防止液壓支架下陷，亦可加快拖架速度，也便于拖架通道維護。拖架空間不能滿足需要時，迅速集中人員進行落底。

3.5 防滅火管理

采用砌袋墻等方法盡可能減少工作面兩隅角漏風。若工作面處于高位，亦可加大注漿量來隔離采空區。向采空區注卡弗尼防滅火材料以進一步封堵漏風通道并隔離采空區。

4 結語

31309面回撤作業期間，由于礦壓顯現強烈，致使常規回撤作業方法已經無法實現安全回撤作業。通過采取一系列有針對性的積極有效的措施或方法后，在回撤周期超出最短自然發火期38d的情況下，實現了安全回撤，對類似條件下綜采面回撤作業提供參考價值。