綜采工作面回撤通道支護技術的研究應用

張宏龍

（汾西礦業集團高陽煤礦，山西 孝義 032300）

綜采工作面撤回期間，回撤通道需要經歷超前支護壓力影響，整個作業開展時，采動影響較為強烈，這會導致巷道發生嚴重變形等不良現象，同時，由于回撤通道較大，具體作業開展時，為了確保回采安全，減少安全事故的發生，要加強對回撤通道支護的探究。

1 回撤通道支護原理

巷道圍巖結構受到回采作業開采影響，會導致巷道圍巖結構出現大量縫隙，容易引發事故。為了解決這一問題，應當預先將錨索、錨桿施加在回撤通道頂板上，提高頂板抗剪能力，確保巷道圍巖穩定，以免位于深部區域的圍巖松動，影響后續作業[1]。回采作業的開展對周圍結構造成直接影響，回撤通道時，周圍圍巖受力會發生變化，這將會導致圍巖出現裂隙，在這一情況下，若錨桿區域內的圍巖出現了脫落情況，撤回錨桿將會失效，降低支護效果[2]。開展支護作業時，綜合考慮支護效果，以及支護質量，可以通過鋼筋網與鋼筋梁配合方式處理，一方面能夠提高組合梁完整性，保證其可以滿足應用需求，另一方面也能夠固定破碎巖體，避免發生脫落現象，確保最終支護效果能夠達到預期。

將傾斜錨桿設置在靠近煤幫區域，這一方面能夠使出錨桿支撐作用得到充分發揮，另一方面也可以提高組合梁作用，以及支護質量。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，需要通過施加預緊力方式處理，從而達到緩解頂板下沉擴張現象的發生[3]。

2 工程概況

某煤礦9417 采面設計推進距離1 691 m，斜長196.5 m，開采4#煤層，其厚為3.64 m，具體開采作業時，采面開采采用綜采方式進行，在與停采線距離6 m時，停止掘進作業，開始回撤通道。9147 采面回撤通道設計高3.6 m，寬3.8 m，針對初步設計圍巖，在對其進行控制時，為了確保最終控制效果能夠達到預期，要選擇好支護中采用的錨桿。

3 回撤通道覆巖發生破壞的原因

通過對本工程進行分析可以確定，回撤通道呈矩形，圍巖受采動壓力影響，其強度會降低，這會導致裂隙現象會加重，圍巖會發生嚴重變形現象。開挖回撤通道前，區域內巖體結構相對穩定，開展作業后，巖體周圍環境發生了轉變，這也就會導致其受力會由最初的三向轉變為二向，從而致使煤層頂板發生移動[4]。通過分析實際情況不難發現，隨著圍巖受力變化，最終會出現塑性變形現象，同時，因為巷道會受水、空氣等各項因素影響下，巷道風化速度會加快，這會致使巷道出現的塑性變形量化發生轉移，導致巷道頂板、底板、巷幫在力作用下發生嚴重變形現象，如果出現的變量過大問題，將會發生片幫問題，并且頂板會出現嚴重下沉現象[5]。

4 回撤通道施工作業探討

4.1 施工工藝

采用采煤機割煤開展回撤通道掘進作業時，在回采工作面到1 682 m 時，此時與設計的停采線相距9 m，利用施工工字鋼處理回采工作面頂板，同時在這一過程還要架設金屬網。利用兩根長度為3.6 m 的錨索懸吊施工作業中采用的工字鋼；回采工作面到1 684 m 區域時，與設計停采線距離為7 m，在這一區域進行第二排工字鋼布置；回采工作面到1 687 m時，與設計停采線相距4 m，開展第三排工字鋼施工，具體布置時，綜合考慮安全性、經濟性，最終決定采用邁步式方式進行布置。當回采工作面到1 687 m 時，為了避免發生安全事故，不得移動采面液壓支架，而且需要將采面調斜。調斜采面后，利用采煤機，從頭開展割煤作業，具體割煤作業時，應當將割煤深度控制在52 cm 左右，上向割煤3.6 m 后，開展下行掃煤作業。實際作業開展時，采面到1 791 m 區域時，完成回撤通道施工作業。

4.2 回撤通道施工遇到的問題

通過對煤礦區域地質進行調查可以發現，回撤通道周圍存在斷層，而且受臨9415 采面采空區影響，在9417 采面到1 681 m 時，采面頂板受破碎與采動壓影響，在部分區域會發生頂板冒落現象，受支撐力、支架工作阻力不足等因素影響，作業開展時，支架將會發生倒塌問題[6]。

4.3 回撤通道支護

4.3.1 鋼帶支護

回采工作面到1 687 m 時，采用鋼帶加大直徑錨桿方式支護頂板，實際作業中采用的鋼帶寬度29 cm，長49 cm，鋼帶上每間隔1 m 設置一個孔徑為3.2 cm圓孔。設置的第一排鋼帶與采面液壓支架前探梁1 m，具體懸吊作業時，采用6 根直徑2.4 cm，長度為3.2 m的錨桿進行。具體布置作業時，應當每間隔1 m 布置一排鋼帶，在回撤通道內布置了3 排鋼帶。

4.3.2 吊棚支護

完成回撤通道中的鋼帶施工作業后，為了保證頂板支護強度能夠達到預期，要通過吊棚方式進行支護。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，通過對恒阻錨索進行應用，在槽鋼兩端懸吊，完成上述作業后，開展預緊作業，如果發現槽鋼面與回撤通道頂板之間的接觸密實性沒有達到要求，必須及時調整，保證接觸密實性，確保吊棚支護效果能夠達到預期。

4.3.3 布置單體支柱

為了保證頂板不會發生下沉、斷裂等各種不良現象，應當布置一排單體支護，從而實現對頂板的控制。單體支柱采取“一梁三柱”方式進行，單體支柱依據中心開展，固定同一組間單體，利用連接桿實現[7]。

4.4 控制煤壁

4.4.1 注漿加固

實際作業開展時，為了保證回撤通道煤幫牢固，不會出現松動現象，避免或降低煤壁片幫，可以通過注漿方式實現對煤壁的控制。由工作人員對現場情況進行觀測可以發現，頂板下方約1.6 m 處是煤壁片幫多放區域，在這一區域容易出現各種事故，因此，要控制該位置煤壁情況。施工人員在回撤通道內布置一排注漿鉆孔，鉆孔與頂板下方相距1.6 m，各個注漿孔之間的距離為3.2 m，向上有46°角，布置在作業現場孔徑4 cm，孔徑深5.2 m。完成鉆孔施工作業后，施工人員要利用高壓注漿泵將聚氨酯注入煤壁內，通過這一處理方式，達到加固煤壁作用，為了保證最終注漿效果能夠達到預期，應當將注漿壓力控制在1.4～1.6 MPa 之間。

4.4.2 錨桿支護

完成煤壁注漿作業后，在煤壁上布置錨桿與鋼帶實現預緊支護，具體布置時，錨桿排距為1.2 m，間距為1 m。

錨桿支護后，為了保證煤壁穩定性，避免超前支撐壓力影響煤壁，應當將桁架圓鋼錨桿、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、圓鋼拉桿進行固定，具體布置時采用邁步式方式進行。

4.5 控制圍巖效果

工作人員在回撤通道掘進與支護后，要觀察回撤通道圍巖。采用帶支護、吊棚支護、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，而由于片幫問題導致的煤壁最大變形量最大值為10 cm，在允許范圍內，能夠保證后續設備回撤安全，避免發生事故。

5 結語

回撤通道的穩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，導致圍巖結構發生嚴重變形，而且圍巖會發生嚴重破碎現象。針對這一情況，相關工作人員應當在全面分析回撤通道具體情況基礎上，制定具有針性的控制圍巖方案，保證回撤通道不會出現嚴重變形、坍塌等事故，保證綜采設備可以安全回撤。