工作面回撤通道支护技术简述

2014-08-15朱成坦

江西煤炭科技 2014年3期

李文，王杰，朱成坦

（贵州盘江精煤股份有限公司土城矿，贵州盘县 553529）

1 概况

随着煤矿开采技术水平的提高、大型设备尺寸的增大，支架的回撤工艺也需要不断改进和完善，其中工作面设备的回收是一项工序繁琐，劳动组织复杂，劳动强度大的重要工程，在矿井生产接替过程中起着重要的作用。为了保证设备正常的回收，满足工作面接替的需要，缩短工作面的回收时间，回收期间的回撤通道支护尤其重要，回撤通道支护好，回撤空间变形小，设备回收进度不受影响，回收速度快。在末采期间顶板及前方煤体压力大，顶板破碎，加大了支护的难度，支护的最终目的是为了工作面回收期间顶板围岩相对稳定，不同的支护方式对回收通道产生不同的作用，由于煤矿地质条件复杂，采煤方法差异，对设备回收期间的支护也就不同，下面就以几种存在的回撤通道支护做简单的介绍。

2 回撤通道支护技术

1）木垛法

在炮采及普通机械化采煤工艺下，多采用此法进行回撤通道的支护。在工作面进入停采线以后，通过在支架前方打数排木垛支护顶板，回收单体柱后出现的空顶，铺上一层钢丝网后，仍打上木垛支护顶板。在顶板破碎，压力较大时，打木垛起不到支护效果，造成回撤通道被压垮，甚至堵住回收通道，造成人员伤亡，影响设备的正常回收，此外打木垛空间狭小，不利于工人的正常施工，所使用的道木较多，增大了煤炭开采成本，回收期间所用的工时较多，影响了工作面的正常接替，随着综合机械化采煤的发展，这种高成本、危险性高、费时、回收工期长的回撤通道支护方法逐渐被淘汰，出现了更为先进、合理、安全、高效、低成本的回撤通道支护技术。

2）辅巷多通道回撤法

目前神华集团下属的神东煤炭企业矿井综采工作面回撤多采用此法。在停采线位置，提前掘出两条平行于工作面的巷道（回撤通道和回撤辅巷），在两巷之间隔一定的距离掘出若干条联络巷联通。巷道在开掘过程中顶板采用“锚杆+金属网”的支护方式，底板铺厚混凝土。为了防止综采工作面与回撤通道贯通期间，回撤通道受到较大的超前支撑压力压垮回撤通道，当综采工作面推进到距回撤通道300 m 左右时，对回撤通道及回撤辅巷进行加强支护，采用“单体液压支柱+垛式液压支架+工字钢梁”联合支护方式〔1〕。

这种工作面回收方法对地质条件要求较高，要求工作面煤层倾角较小，便于使用无轨胶轮车，顶板坚硬，节理不发育或者没有节理。通过提前开掘两条辅助巷道，使用联络巷连接，可以同时布置多台绞车，实现多台支架的同时回收，大大缩短了工作面搬家的周期。但回撤通道及回撤辅巷及联络巷在贯通前，由于超前支撑压力的长久影响，变形大，需多次进行刷帮，增加了前期的巷修工作量，相应的支护也变得困难，回撤通道及回撤辅巷之间留设了设计外煤柱，造成煤炭资源的浪费。

3）锚网索+掩护支架+架棚法通道支护法

神华宁煤集团宁东矿区多采用此法进行回收综采设备。回收通道支护设计前期采用“锚杆+金属网+锚索”联合支护，后期采用掩护支架、架棚加强支护。锚杆间排距为800mm×800mm，矩形布置。顶板使用螺纹钢锚杆支护，使用树脂药卷全长锚固，煤壁采用竹锚杆支护，竹锚杆间排距为800mm×800mm，三排呈矩形布置，在回撤通道巷中布置一排锚索，锚索间距为2000mm。锚索长度为6500mm，使用三节树脂药卷进行端头锚固；2台液压支架维护，支架间距为800mm，支架前后相距1500mm，交错迈步前进；靠近采空区侧布置九排“一梁三柱”π型钢棚维护，棚距0.8m，采用“见九回二”的原则，进行维护〔2〕。

这种方法对于顶板破碎的回采空间较为有效，使用掩护支架交错迈步掩护，有效地保证了回采工作空间的安全，工艺也相对简单，回收期间保证了回收的正常进行，可以实现工作面的正常接替。

4）工字钢、锚网索加挑棚联合支护通道法

淮南矿业集团煤矿地质条件复杂，顶板破碎，在工作面回收期间常采用此法进行顶板支护。顶部靠近煤壁1排全部为锚杆，其他均为锚索布置。顶部锚杆采用高强度左旋无纵筋螺纹钢制成，采用A3钢加工的小垫板，走向布置长为12＃槽钢，铺10＃金属网护顶，锚索由高强度低松弛预应力钢绞线制成。煤壁仍用高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆分层布置，倾向布置长筋梯子梁，铺设10＃金属网护帮。顶板破碎处用矿用11＃工字钢棚支护，靠煤壁侧使用液压支架为腿，靠老塘侧使用圆木为腿，用锚索配合12＃槽钢沿倾向固定工字钢梁〔3〕。

这种联合支护通道法，在顶板较为破碎的情况下，可以有效地支护顶板，减少了回撤通道的变形，由于工字钢、锚网索联合支护使被锚固的巷道顶板岩层形成关键“承载梁”结构，从而提高了围岩的稳定性，使围岩力学性质得到了改善，有效控制了巷道围岩的早期离层，保障了回撤通道支护的可靠性，为撤架创造了一个良好的空间，但是工艺相对繁琐，在支架前方打上密集圆木及单体柱，不利于综采支架的转弯。

5）锚网索+点柱联合支护法

贵州盘江精煤有限公司土城矿开采层地质条件复杂，断层较多，顶板破碎，在工作面回撤期间，参考其它回撤方法及通道支护方法，结合自身的顶板实际情况，对以往的回撤空间支护方法进行了改进。在工作面距停采线10m左右的距离时，沿倾斜方向上在支架与顶板之间铺设一层金属网，同时在金属网上布置一条钢丝绳，并将钢丝绳固定在金属网上。随着工作面的正常回采，金属网一直铺设至停采，钢丝绳每隔割一刀煤布置一条，并固定在金属网上。待工作面停采后在支架顶板空隙之间布置锚索。煤壁铺设一层金属网后用锚杆进行补强支护，待第一台单体液压支架回撤后，在下端头处打上2个木垛，支护端头顶板，以防端头冒落堵住通道，影响通风，支架回撤后，靠采空区的钢丝绳下采用圆木作为点柱进行支护。回撤通道采用这种支护方法后，在工作面设备回收期间，煤壁没有片帮，顶板相对稳定，没有发生大的变形及冒顶事故，加快采煤工作面的安全回撤速度，提高矿井的产量和效益，确保工作面正常接替，整个回收过程所用天数较少，成本较低，效率高，劳动强度小，安全系数高。