综采工作面末采期间围岩控制技术

史黎翔

（山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司，山西 吕梁 033300）

1 概述

山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司8201 综采工作面位于8#煤层二采区，西邻华晋焦煤沙曲矿，东为实体煤层，北为8#煤层二采区下山大巷，南邻鑫飞贺昌煤矿，上覆5#煤层5207 采空区。工作面所处位置井下标高为545～572 m。

8201 工作面宽度182 m，顺槽长度1918 m，煤层厚度3.22～4.39 m，平均3.77 m，煤层结构简单。顶底板岩性见表1。

表1 8#煤层顶底板岩性表

2 末采期间技术难题

2.1 工作面回采现状

8201 工作面采用走向长壁式综采一次采全高采煤法，采用MG300/730-GWD 型采煤机、SGZ764/630 型双中心链可弯曲刮板输送机、ZZG6000/21.5/44 液压支架，距停采线还剩8 m。为了保证工作面内机电设备后期能够安全顺利回撤，工作面回采至1713 m 时开始施工回撤通道，回撤通道长度为182 m，宽度为4.0 m，高度为3.8 m，具体施工工序如下：

（1）当工作面回采至1714 m 处时，将支架移架到位后停止继续回采，采用采煤机进行空刀扫煤，清理工作面机道内煤矸，并采用采煤机清扫煤壁凸凹不平处，保证工作面煤壁平直，消除工作面伪斜现象。

（2）采煤机从端头进刀开始施工回撤通道，工作面回采时进刀深度为0.5 m，每次回采长度为30 m，每个循环割煤6 次，割煤完成后不进行移架，及时对空顶处采取锚杆、锚索等进行支护，回采通道往返割煤共计割煤8 个循环，直至割煤至停采线。

2.2 存在技术难题

（1）原支护设计。8201 工作面回撤通道初步设计顶板采用单锚杆、金属网支护。锚杆长度为2.0 m，直径为20 mm，锚杆布置间距为1.0 m，排距为1.2 m，共计布置四排，第一排距支架前探梁间距为0.3 m，锚杆外露端安装一块护帮托板。金属网采用14#铅丝编制而成，金属网每卷长度为4.0 m，宽度为2.0 m。

（2）存在问题。8201 工作面末采期间，主要受北部F2、F5、F6、F7 四条断层以及上覆5#煤层5207 采空区集中应力影响。回撤通道施工后，顶板空顶时间长，顶板在应力作用下出现剪切破坏。通过前期回撤通道施工现场来看，回撤通道顶板支护失效现象严重，主要表现在局部锚杆断裂变形、金属网撕断、顶板下沉以及局部冒漏等。

3 回撤通道联合支护[1-5]

3.1 铺设柔性纤维网

由于传统顶板铺设的金属网无法实现全断面连续支护，且在支护时金属网载荷强度低，很容易出现破断现象，所以决定对回撤通道采用柔性纤维网。

3.1.1 纤维网技术参数

8201 回撤通道安装柔性纤维网为一种新型树脂纤维聚合网材，每卷网长度为65 m，宽度为20 m，采用柔性纤维带编制而成。纤维网具体技术参数见表2。

表2 回撤通道柔性纤维网主要技术参数

3.1.2 纤维网安装工艺

（1）在铺设纤维网前，先在液压支架上固定绞盘，绞盘固定在支架前立柱上，距底座高度为0.5 m，采用卡缆进行固定。绞盘上缠绕直径为8 mm、长度为20 m 钢丝绳，钢丝绳一端活头穿过支架顶梁下方的吊环上，然后将钢丝绳沿纤维网横向穿过，端头与纤维网横边固定，每隔一个支架安装一个绞盘，共计安装58 个绞盘。

（2）每卷纤维网长度为60 m，采用之间护帮板将第一卷网挑起与顶板接触严实并保证平整，然后采用长度为2.0 m 锚杆将纤维网固定在顶板上，固定锚杆间距为5.0 m。第一卷网铺设后依次铺设第二卷网，铺设工艺相同，工作面共计铺设3 卷网。

（3）在割煤前摇动绞盘将纤维网盘起至支架顶梁下方，割煤后放下纤维网并跟机进行移架，移架后再次盘起纤维网保证采煤机空刀扫煤。

3.2 锚杆（索）支护

当工作面回采至1713 m 处时停止移架，采煤机继续往返割煤，顶板柔性网采用锚杆（索）进行支护，顶板共计布置四排锚杆，两排单锚索。

（1）锚杆布置方式。顶板采用长度为2.5 m、直径为22 mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆，5 根锚杆为一组，锚杆布置间距为1.0 m，每组锚杆外露端安装一根长度为4.5 m、宽度为0.28 m“W”型钢带，相邻两根钢带叠加布置，锚杆布置排距为1.0 m，其中第一排、第四排锚杆与支架前探梁以及煤壁间距为0.5 m。

（2）锚索布置方式。顶板锚索采用“九股一芯”高预应力钢绞线，长度为8.3 m，直径为21.8 mm，两排锚索布置在相邻两排锚杆之间，布置间距为2.0 m，排距为3.0 m，两排锚索成迈步式布置。

3.3 П 钢棚支护

待回撤通道施工到位且顶板锚杆（索）全部施工完后，在煤壁侧架设П 钢棚，如图1 所示。П钢棚梁长度为4.0 m，棚梁一端插入支架顶梁上方0.2 m，另一端采用两根DW28-300/110 液压单体柱进行支设，两根单体柱布置间距为0.5 m，其中第一根单体柱距煤壁间距为0.2 m，第二根距煤壁间距为0.7 m，П 钢棚布置排距为1.0 m。

图1 8102 工作面回撤通道联合支护示意图（mm）

4 结论

回撤通道支护进行合理优化后，对回撤通道顶板安装了3 台YH-300 型数字显示离层仪，安装间距50 m。通过现场数据采集发现，回撤通道施工后6 d 内顶板出现塑性变形，顶板中部出现下沉，下沉量为0.14 m，6 d 后顶板变形量逐渐减小，11 d后顶板趋于稳定，顶板最大下沉量为0.18 m，工作面在后期回撤时未出现断裂、冒漏现象。