复杂条件下大采高综采面回撤方法应用与分析

于化江 王炎宾

（国电建投公司察哈素煤矿生产技术部，内蒙古 鄂尔多斯 017200）

1 概述

国电建投公司察哈素煤矿3-1煤层位于延安组的中部，平均埋深363.2m，煤厚2.05～7.15m，平均5.25m，煤层倾角1～3°，煤层最下部夹有1-2层夹矸（岩性为泥岩、砂质泥岩）。基本顶为细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩、粉砂岩，厚度7.03～33.66m，平均22.04m；直接底为1m以上泥岩、炭质泥岩（其中高岭土岩层厚度0.7m以上），遇水易膨胀、泥化，采掘时均预留0.5m以上的底煤。煤层最短自然发火期为47d。

该煤层各综采面均采用预留双通道多头回撤作业方式。在工作面设计停采线位置预先掘出两条相互平行且垂直于工作面两顺槽的主回撤通道（停采线位置）和辅助回撤通道（保护煤柱以内），两条回撤通道之间均匀布置3～5条联络巷，形成辅助运输系统，满足多组人员平行作业的需要，以加快回撤作业速度。回撤通道巷道布置方式见图1。

图1 31309综采面回撤通道施工图

该矿已经回采结束的工作面，末采过程中没有发生过综采面底臌情况，末采工作面生产组织也比较顺利。综采面与主回撤通道贯通后，主回撤通道顶板完整，帮部肩窝处臌出0.3～0.5m不等，底板底臌量约0.3～0.5m。回撤作业期间顶帮基本稳定，矿压显现对三机、采煤机和液压支架的回撤作业影响不大，一般35d之内能够完成回撤作业任务。

2 31309面末采及回撤矿压显现情况

31309面停采线位置以北150m左右有两条落差1～3m的断层破碎带，处于条带式应力集中区的中心位置。

2.1 末采矿压显现情况

31309面正式进入末采阶段后，工作面先后出现了三次底臌情况，底臌高度0.2～0.7m不等，底臌范围一般有150m左右，对末采生产组织造成了严重影响。出现底臌现象时只能靠人工卧底来处理。

末采贯通情况良好：主回撤通道顶板与工作面顶板有0.2m左右的错茬，工作面机尾至224m范围主回撤通道底板臌起0.3～0.7m，其余范围两底板错茬有0.2m左右，整体对回撤作业影响不大。

2.2 回撤作业期间矿压显现情况

贯通15h后，回撤通道第一联络巷与主回撤通道结合位置，顶板出现0.3m左右错台，工作面38～88m范围底板底臌较明显。贯通39h后，顶板仍在持续下沉，工作面底臌致使刮板运输机倾斜严重。贯通63h后，主回撤通道顶板和工作面底板变化速度趋缓。

此刻，机头侧1～45架范围多数立柱可缩量不足0.7m，机尾至第三联络巷范围（约75m）主回撤通道底臌0.7m左右（见图2），其余段底臌也比较明显。主回撤通道底板均遭到严重破坏（见图3、4），错台达到了1.0m左右，54～155m范围主回撤通道顶板沿煤柱侧被切断并下沉0.3～1.0m不等。回撤作业环境变得异常恶劣，积水使工作面底板泥化非常严重。

图2 矿压显现后主回撤通道局部底板情况

图3 矿压显现后主回撤通道砼底板被破坏

图4 矿压显现后主回撤通道局部顶板开裂

3 回撤作业的主要措施

3.1 加强支护

利用顶板窥视仪探明主回撤通道顶板离层位置（顶板向上5～5.2m、8～8.1m、9.5～9.7m、11.9～12m位置分别出现不同程度离层，顶板向上13～15m范围基本完整）后，组织多组人员对主回撤通道顶板进行加长锚索（Ф17.8×15.3m）+钢带加强支护，并注马丽散加固顶板，错台位置支设木垛。液压支架立柱行程较小的机头侧端头支架、20～45架等范围，在每台液压支架的顶梁下大脚处打设4棵单体液压支柱，以减缓顶板的下沉速度。采用加长锚索（Ф17.8×15300mm）+钢带加强支护方式及时加固各联络巷，以确保撤架出口安全畅通。主回撤通道原支护设计及加固支护设计见图5。

图5 主回撤通道原支护设计及加固支护设计断面图

3.2 排水管理

安排专人负责排水及排水系统的日常维护。因淤泥较多而影响排水时，人工将淤泥装在铲车铲斗内或5t车斗内，运出回撤作业现场，确保排水系统正常运行。拖架通道内要依次连续铺设钢板，避免车辆与底板直接接触，可较大程度减少淤泥量，且有利于排水作业。

3.3 及时改变工作面设备回撤顺序

正常情况下，需要同时撤出刮板运输机和靠近采空区一侧的一行垛架，形成抽架空间和托运支架空间，然后将液压支架逐台抽出并通过主回撤通道托运出工作面，期间撤出影响抽架的靠近煤柱一侧的垛架。

31309面矿压显现强烈，主回撤通道顶板已经离层且下沉，常规回撤作业顺序已经行不通。先全部撤出刮板运输机，然后根据现场情况，逐架回撤液压支架。回撤液压支架期间，提前将影响抽架作业的垛架撤出，并改用木垛+单体液压支柱+π型钢梁进行临时支护，以减缓顶板下沉及预防冒顶事故发生。抽出的液压支架改从工作面液压支架的前梁下方托运出工作面，撤架三角区内采用π型钢梁+单体液压支柱+木垛等方式进行维护。

3.4 出架空间的维护

回撤作业期间，工作面底板和主回撤通道底板均在持续底臌，前梁下拖架空间高度会不断降低。撤架前在拖架通道上依次连续铺垫上钢板，防止液压支架下陷，亦可加快拖架速度，也便于拖架通道维护。拖架空间不能满足需要时，迅速集中人员进行落底。

3.5 防灭火管理

采用砌袋墙等方法尽可能减少工作面两隅角漏风。若工作面处于高位，亦可加大注浆量来隔离采空区。向采空区注卡弗尼防灭火材料以进一步封堵漏风通道并隔离采空区。

4 结语

31309面回撤作业期间，由于矿压显现强烈，致使常规回撤作业方法已经无法实现安全回撤作业。通过采取一系列有针对性的积极有效的措施或方法后，在回撤周期超出最短自然发火期38d的情况下，实现了安全回撤，对类似条件下综采面回撤作业提供参考价值。