综采工作面回撤通道顶板支护技术

申 涛

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西 延安 727307)

0 引言

近年来，黄陵矿业一号煤矿综采工作面安装、回撤工作频繁。综采工作面回撤前，必须施工合格的回撤通道。目前，该矿一般采用“锚杆+锚索+单层菱形铁丝网+T型钢带”联合支护回撤通道顶板。通过近年来的实践、使用，该工艺已经被成熟使用，能够满足该矿所有工作面回撤工作的需求。

在往常施工T型钢带时，一般采用T型钢带与回撤通道方向呈十字交叉的支护方式(以下统称为“横向梁”支护)，其布置繁琐、施工环节复杂，职工劳动强度大，极大地制约了回撤通道安全、快速施工。通过在620工作面和1006工作面回撤通道采用T型钢带布置方向与回撤通道走向方向相同的支护方式(以下统称为“纵向梁”支护)，其布置简单，施工便捷，能够及时支护顶板，保证了回撤工作的安全顺利进行，为综采工作面扩帮支护施工打开了一条全新思路，为全矿巷道支护布置展现了一条新的途径。

1 概况

黄陵矿业一号煤矿矿井采用“平硐+斜井”联合开拓方式，2号煤层为唯一可采煤层，煤层厚度为0.8～4.69 m，平均厚度2.18 m，倾角0～5°，结构简单，全区分布。2号煤层伪顶以薄层状灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，常随采随落；直接顶板以深灰色砂质泥岩及泥岩为主，厚度0～19.79 m，一般为9 m，属中等稳定-不稳定的易冒落顶板；老顶为灰白色颗粒石英砂岩，致密坚硬，厚度0～20 m，一般为10 m，为中等坚固-坚固岩石，属稳定-中等稳定的不易冒落顶板。

目前，该矿六盘区和十盘区为生产盘区，八盘区为准备盘区。六盘区位于北二大巷两侧，布置有625综采工作面。十盘区位于六盘区东侧，布置有1006综采工作面，形成了“一井两区，一区一面”的生产布局。

2 回撤通道支护布置方式

结合一号煤矿近年来所使用的液压支架类型，综采工作面回撤通道一般需要施工4 m或4.2 m的宽度，方能满足液压支架的回撤需求。该矿回撤通道一般采用“锚杆+锚索+单层菱形铁丝网+T型钢带”的支护方式，较好地解决了顶板的安全管理问题。

2.1 “横向梁”支护方式

距支架前梁400 mm处施工一排单锚索，间距为1.6 m，每根消耗L=700 mm树脂3节，采用规格为φ17.8 mm×8 300 mm的钢绞线，配套L=400 mm槽钢托板；距回撤通道煤壁400 mm施工一排锚杆，锚杆为φ20 mm×2 100 mm金属锚杆，间距1.6 m，每根锚杆消耗L=350 mm树脂2节；T型钢带长1.6 m，一梁两索，排距1.6 m，2根锚索梁并在一起支护，另在锚杆与单锚索之间支护一根T型钢带，均采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每孔消耗L=700 mm树脂3节；顶部挂单层菱形网，网长10 m，宽1.2 m，长边搭接200 mm，短边搭接500 mm，搭接处用双股14#铁丝扭结，扭结不少于3圈，每米扭结点不少于3处，上下网长边通连，短边连双排；回撤通道中部195 m范围扩帮后，顶板采用“锚杆+锚索+T型钢带+单层菱形网”联合支护。距支架前梁400 mm施工一排单锚索，间距2.4 m，每根消耗L=700 mm树脂3节，采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，配套L=400 mm槽钢托板；距回撤通道煤壁400 mm施工一排锚杆，锚杆为φ20 mm×2 100 mm金属锚杆，间距2.4 m，每根锚杆消耗L=350 mm树脂2节；T型钢带长1.6 m，一梁两索，排距2.4 m，2根钢带并在一起支护，另在锚杆与单锚索之间支护一根T型钢带，均采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每孔消耗L=700 mm树脂3节；顶部挂单层菱形网，网长10 m，宽1.2 m，长边搭接200 mm，短边搭接500 mm，搭接处用双股14#铁丝扭结，扭结不少于3圈，每米扭结点不少于3处，上下网长边通连，短边连双排。在闭采扩帮时如遇顶板破碎、压力大等情况，须将距支架前梁400 mm锚杆支护变更为锚索支护，数量以实际发生量为准。如图1所示。

图1 横向梁支护方式Fig.1 Support mode of transverse beam

2.2 纵向梁支护方式

距支架前梁400 mm、1 400 mm、2 400 mm和3 500 mm各施工一排锚索梁，第1排、第2排、第3排锚索梁排距为1 000 mm，第3排与第4排之间排距为1 100 mm，每排锚索梁之间间距为1 000 mm，排与排之间锚索呈菱形布置，锚索梁均采用T140型钢带加工，梁长4.2 m，一梁三索，锚索均采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，每根锚索消耗L=700 mm树脂3节；顶部挂单层菱形网，网长10 m，宽1.2 m，长边搭接200 mm，短边搭接500 mm，搭接处用双股14#铁丝扭结，扭结不少于3圈，每米扭结点不少于3处，上下网长边通连，短边连双排；在两端头的锚索梁根据现场情况尽量与顺槽锚索梁并在一起施工。如图2所示。

图2 纵向梁支护方式Fig.2 Support mode of longitudinal beam

3 实际使用的支护方式

一号煤矿现使用的采煤机滚筒截深0.8 m，停止拉移支架后，设计每次割煤截深1 m。

3.1 “横向梁”支护方式

“横向梁”支护强度相对较大，施工较为复杂。同时，职工劳动强度较大。由于该支护方式采用长度为1.6 m的T型钢带，每割完一刀煤，支护时所预留的顶板不足以支护一根T型钢带，必须等待下一刀煤割完后，方可对T型钢带进行支护、张紧。

3.2 “纵向梁”支护方式

“纵向梁”支护布置简单，施工方便，每次割完煤后能保证T型钢带的及时支护。同时，职工劳动强度较小。由于该T型钢带长度为4.2 m，施工时钢带容易歪斜，影响整体支护效果，支护该T型钢带时必须先施工中间锚索孔，才能保证T型钢带施工的平直、美观。同时，由于该钢带尺寸较长，人力运输时必须做好安全确认。

3.3 “横向梁”支护方式优化

优化原因：由于该矿在施工805工作面回撤通道时顶板预留煤厚度为1.0～1.8 m左右，为避免回撤期间顶煤冒落，对原“横向梁”支护方式进行了优化，即采用顶板铺设双层金属网和缩短支护间距的方法，针对性的解决了可能存在的顶煤冒落现象。

优化方法：①距停采位置4.8 m处沿工作面方向施工一排锚索，间距1.5 m，锚索布置在架间空隙中，与前方顶板成75°夹角，采用规格为φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每孔消耗L=700 mm树脂3节。②回撤通道机头、机尾各20 m范围顶板加强支护，扩帮后顶板采用“锚杆+锚索+锚索梁+双层菱形网”联合支护。距支架前梁400 mm施工一排单锚索，间距1.6 m，采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每根锚索消耗L=700 mm树脂3节；锚索梁长1.6 m，一梁两索，排距1.6 m，2根锚索梁并在一起支护；距煤壁400 mm交替支护一排锚杆、锚索，锚索采用φ17.8 mm×4 300 mm钢绞线，锚杆为φ20 mm×2 100 mm金属锚杆，间距1.6 m，单锚索与前方顶板成75°夹角；另在煤壁侧锚杆、锚索与单锚索之间支护一根1.6 m锚索梁，均采用规格为φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每孔消耗L=700 mm树脂3节；顶部挂单层菱形网，网长10 m，宽1.2 m，长边搭接200 mm，短边搭接500 mm，搭接处用双股14#铁丝扭结，扭结不少于3圈，每米扭结点不少于3处，上下网长边通连，短边连双排。③回撤通道中部195 m范围扩帮后，顶板采用“锚杆+锚索+锚索梁+单层菱形网”联合支护。距支架前梁400 mm施工一排单锚索，间距2 m，采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每根锚索消耗L=700 mm树脂3节；锚索梁长1.6 m，一梁两索，排距2 m，2根锚索梁并在一起支护；距煤壁400 mm交替支护一排锚杆、锚索，锚索采用φ17.8 mm×4 300 mm钢绞线，单锚索与前方顶板成75°夹角，锚杆为φ20 mm×2 100 mm金属锚杆，间距2 m；另在煤壁侧锚杆、锚索与单锚索之间支护一根1.6 m锚索梁，均采用φ17.8 mm×8 300 mm钢绞线，锚深8 m，每孔消耗L=700 mm树脂3节；顶部挂单层菱形网，网长10 m，宽1.2 m，长边搭接200 mm，短边搭接500 mm，搭接处用双股14#铁丝扭结，扭结不少于3圈，每米扭结点不少于3处，上下网长边通连，短边连双排。

4 结语

顶板事故为煤矿“五大自然灾害”之一，极大程度地制约着煤矿企业安全高效发展。在一号煤矿日趋复杂的井下开采环境下，做好顶板安全管理至关重要。综采工作面回撤工作是矿井安全管理的焦点，回撤通道顶板支护施工必然成为顶板管理的关键所在。在采煤工作面巷道顶板管理中，唯有充分兼取“横向梁”与“纵向梁”的优点，方能更好避免顶板管理带来的隐患，保证生产矿井工作面的可正常接续。