复杂条件下回撤通道施工及支护技术

2023-07-31禹洋

西部探矿工程 2023年7期

禹洋

（山西焦煤霍州煤电店坪煤矿，山西吕梁 033102）

综采工作面回采结束后需施工一条回撤通道，然后对工作面内的机电设备进行搬移，回撤通道一般施工在停采线附近，在实际回采施工过程中由于受施工工艺、地质构造、四邻采空区等影响，回撤通道施工难度大、支护效果差，主要表现在以下几方面：①回撤通道施工效率低，受工作面回采影响大；②回撤通道施工过程中设备安装数量多，增加了后期工作面机电设备回撤任务量；③回撤通道施工期间受集中应力影响，顶板破碎、煤壁片帮严重等，不仅制约着回撤通道快速施工，而且影响着后期工作面安全快速回撤；本文以店坪煤矿204工作面为研究对象，对工作面回撤通道施工方案进行合理选择，并提出了合理有效的安全支护技术。

1 概述

山西焦煤霍州煤电店坪煤矿204 工作面位于井田二采区，工作面西部为830 系统大巷，南部为206 工作面，北部为202 采空区，204 工作面顺槽长度为1775m，工作面长度为247m，工作面回采煤层为9#煤层，平均厚度为2.8m，平均倾角为3°，工作面范围内煤体结构较稳定，含有2～4 层夹矸，夹矸为砂质泥岩，夹矸总厚度为0.25～0.35m。煤层厚度较稳定，煤层顶底板岩性如表1所示。

表1 204工作面回采的9#煤层顶底板岩性表

204 工作面采用综合机械化回采工艺，截止2021年8 月13 日工作面已回采至1480m，距停采线还剩20m(停采线位置位于1500m 处，与盘区系统巷预留275m保安煤柱），根据工作面地质资料显示，工作面在停采期间共计揭露三条正断层，断层平均落差为1.6m，平均倾角为52°，受断层影响预紧回撤通道在施工过程中出现顶板破碎现象，对回撤通道施工及支护影响相对较大。

2 回撤通道施工方案对比分析

为了保证回撤通道安全快速施工，店坪煤矿通过技术研究对回撤通道施工方案进行对比分析，提出了一次性成巷施工工艺。

2.1 方案一提前预掘回撤通道

（1）施工工艺：工作面回采至回撤通道前15m 处时，在停采线位置提前掘进一个回撤通道，采用掘进机掘进，回撤通道内安装一部带式输送机与204工作面运输顺槽内的带式输送机搭接联合出煤，回撤通道施工后及时对回撤通道内顶板及两帮进行支护。

（2）施工工艺优缺点：采用该方法进行回撤通道施工时，施工难度相对较小，受工作面回采影响小，但是增加了回采工作面掘进工程量，而且回撤通道施工时需安装风机、掘进机，增加了工作面设备安装数量。且随着工作面推移，当工作面与回撤通道贯通前后围岩应力大，很容易造成回撤通道围岩破碎现象。

2.2 方案二一次性成巷法

（1）施工工艺：工作面回采至距停采线4.0m 处时停止移架，然后采用采煤机进行回撤通道施工，采煤机每次进刀深度为0.5m，采用往返割煤方式，采煤机割煤长度为达50m 后后移采煤机再进行二次割煤，当顶板空顶宽度达1.0m后及时对顶板进行永久支护，依次类推直至整个回撤通道施工完成。

（2）施工工艺优缺点：采用该方法进行回撤通道施工时掘进速度相对较慢，但是回撤通道受应力影响小，通道施工期间能够及时对顶板进行有效支护，而且避免了工作面与回撤通道贯通现象。

通过综合对比分析，决定对204工作面回撤通道采用一次性成巷法施工工艺。

3 回撤通道施工工艺

由于204工作面回撤通道位于断层集中应力区，为了保证回撤通道安全快速施工，防止顶板出现垮落事故，决定对回撤通道采取联合支护措施。

3.1 锚杆（索）支护

（1）当204工作面通道采煤机回采后断面顶板宽度达1.0m且回采长度为50m时，对顶板布置W型钢带并采用锚杆进行支护，钢带长度为5.0m，每根钢带上布置5 根长度为2.5m 锚杆，锚杆布置排间距为1.1m。钢带与工作面煤壁平行布置，相邻两根钢带首尾锚杆叠加布置。回撤通道内共计布置4 排钢带，布置排距为1.0m，第一排与第四排钢带距支架前探梁以及煤壁间距为0.5m，如图1所示。

图1 204工作面回撤通道联合支护断面示意图

（2）顶板共计施工两排组合锚索，同一排组合锚索布置间距为3.0m，相邻两排组合锚索布置排距为2.2m，第一排组合锚索布置在第一排与第二排钢带之间，第二排组合锚索施工在第三排与第四排钢带之间；每组组合锚索由一块方托板和三根锚索组成，方托板长度及宽度为0.5m，厚度为5mm，托板上布置三个锚索支护孔，锚索长度为5.3m，直径为21.8mm。