综采工作面回撤通道支护技术的研究应用

张宏龙

（汾西矿业集团高阳煤矿，山西 孝义 032300）

综采工作面撤回期间，回撤通道需要经历超前支护压力影响，整个作业开展时，采动影响较为强烈，这会导致巷道发生严重变形等不良现象，同时，由于回撤通道较大，具体作业开展时，为了确保回采安全，减少安全事故的发生，要加强对回撤通道支护的探究。

1 回撤通道支护原理

巷道围岩结构受到回采作业开采影响，会导致巷道围岩结构出现大量缝隙，容易引发事故。为了解决这一问题，应当预先将锚索、锚杆施加在回撤通道顶板上，提高顶板抗剪能力，确保巷道围岩稳定，以免位于深部区域的围岩松动，影响后续作业[1]。回采作业的开展对周围结构造成直接影响，回撤通道时，周围围岩受力会发生变化，这将会导致围岩出现裂隙，在这一情况下，若锚杆区域内的围岩出现了脱落情况，撤回锚杆将会失效，降低支护效果[2]。开展支护作业时，综合考虑支护效果，以及支护质量，可以通过钢筋网与钢筋梁配合方式处理，一方面能够提高组合梁完整性，保证其可以满足应用需求，另一方面也能够固定破碎岩体，避免发生脱落现象，确保最终支护效果能够达到预期。

将倾斜锚杆设置在靠近煤帮区域，这一方面能够使出锚杆支撑作用得到充分发挥，另一方面也可以提高组合梁作用，以及支护质量。为了确保锚索能够起到固定围岩作用，要将其施加在围岩周围，通过施加悬吊力方式，处理浅部岩层，而对于布置的锚索，需要通过施加预紧力方式处理，从而达到缓解顶板下沉扩张现象的发生[3]。

2 工程概况

某煤矿9417 采面设计推进距离1 691 m，斜长196.5 m，开采4#煤层，其厚为3.64 m，具体开采作业时，采面开采采用综采方式进行，在与停采线距离6 m时，停止掘进作业，开始回撤通道。9147 采面回撤通道设计高3.6 m，宽3.8 m，针对初步设计围岩，在对其进行控制时，为了确保最终控制效果能够达到预期，要选择好支护中采用的锚杆。

3 回撤通道覆岩发生破坏的原因

通过对本工程进行分析可以确定，回撤通道呈矩形，围岩受采动压力影响，其强度会降低，这会导致裂隙现象会加重，围岩会发生严重变形现象。开挖回撤通道前，区域内岩体结构相对稳定，开展作业后，岩体周围环境发生了转变，这也就会导致其受力会由最初的三向转变为二向，从而致使煤层顶板发生移动[4]。通过分析实际情况不难发现，随着围岩受力变化，最终会出现塑性变形现象，同时，因为巷道会受水、空气等各项因素影响下，巷道风化速度会加快，这会致使巷道出现的塑性变形量化发生转移，导致巷道顶板、底板、巷帮在力作用下发生严重变形现象，如果出现的变量过大问题，将会发生片帮问题，并且顶板会出现严重下沉现象[5]。

4 回撤通道施工作业探讨

4.1 施工工艺

采用采煤机割煤开展回撤通道掘进作业时，在回采工作面到1 682 m 时，此时与设计的停采线相距9 m，利用施工工字钢处理回采工作面顶板，同时在这一过程还要架设金属网。利用两根长度为3.6 m 的锚索悬吊施工作业中采用的工字钢；回采工作面到1 684 m 区域时，与设计停采线距离为7 m，在这一区域进行第二排工字钢布置；回采工作面到1 687 m时，与设计停采线相距4 m，开展第三排工字钢施工，具体布置时，综合考虑安全性、经济性，最终决定采用迈步式方式进行布置。当回采工作面到1 687 m 时，为了避免发生安全事故，不得移动采面液压支架，而且需要将采面调斜。调斜采面后，利用采煤机，从头开展割煤作业，具体割煤作业时，应当将割煤深度控制在52 cm 左右，上向割煤3.6 m 后，开展下行扫煤作业。实际作业开展时，采面到1 791 m 区域时，完成回撤通道施工作业。

4.2 回撤通道施工遇到的问题

通过对煤矿区域地质进行调查可以发现，回撤通道周围存在断层，而且受临9415 采面采空区影响，在9417 采面到1 681 m 时，采面顶板受破碎与采动压影响，在部分区域会发生顶板冒落现象，受支撑力、支架工作阻力不足等因素影响，作业开展时，支架将会发生倒塌问题[6]。

4.3 回撤通道支护

4.3.1 钢带支护

回采工作面到1 687 m 时，采用钢带加大直径锚杆方式支护顶板，实际作业中采用的钢带宽度29 cm，长49 cm，钢带上每间隔1 m 设置一个孔径为3.2 cm圆孔。设置的第一排钢带与采面液压支架前探梁1 m，具体悬吊作业时，采用6 根直径2.4 cm，长度为3.2 m的锚杆进行。具体布置作业时，应当每间隔1 m 布置一排钢带，在回撤通道内布置了3 排钢带。

4.3.2 吊棚支护

完成回撤通道中的钢带施工作业后，为了保证顶板支护强度能够达到预期，要通过吊棚方式进行支护。本次工程中采用的吊棚是采用工字钢、恒阻锚索方式。工字钢宽为26 cm，长260 cm，利用恒阻锚索将其悬吊在顶板上。

布置在回撤通道中的槽钢需要与其保持垂直，通过对恒阻锚索进行应用，在槽钢两端悬吊，完成上述作业后，开展预紧作业，如果发现槽钢面与回撤通道顶板之间的接触密实性没有达到要求，必须及时调整，保证接触密实性，确保吊棚支护效果能够达到预期。

4.3.3 布置单体支柱

为了保证顶板不会发生下沉、断裂等各种不良现象，应当布置一排单体支护，从而实现对顶板的控制。单体支柱采取“一梁三柱”方式进行，单体支柱依据中心开展，固定同一组间单体，利用连接杆实现[7]。

4.4 控制煤壁

4.4.1 注浆加固

实际作业开展时，为了保证回撤通道煤帮牢固，不会出现松动现象，避免或降低煤壁片帮，可以通过注浆方式实现对煤壁的控制。由工作人员对现场情况进行观测可以发现，顶板下方约1.6 m 处是煤壁片帮多放区域，在这一区域容易出现各种事故，因此，要控制该位置煤壁情况。施工人员在回撤通道内布置一排注浆钻孔，钻孔与顶板下方相距1.6 m，各个注浆孔之间的距离为3.2 m，向上有46°角，布置在作业现场孔径4 cm，孔径深5.2 m。完成钻孔施工作业后，施工人员要利用高压注浆泵将聚氨酯注入煤壁内，通过这一处理方式，达到加固煤壁作用，为了保证最终注浆效果能够达到预期，应当将注浆压力控制在1.4～1.6 MPa 之间。

4.4.2 锚杆支护

完成煤壁注浆作业后，在煤壁上布置锚杆与钢带实现预紧支护，具体布置时，锚杆排距为1.2 m，间距为1 m。

锚杆支护后，为了保证煤壁稳定性，避免超前支撑压力影响煤壁，应当将桁架圆钢锚杆、长40 cm 双向张拉路布置在煤壁上。对于同一排锚杆的两根相邻锚杆，可以采用双向张拉起、圆钢拉杆进行固定，具体布置时采用迈步式方式进行。

4.5 控制围岩效果

工作人员在回撤通道掘进与支护后，要观察回撤通道围岩。采用带支护、吊棚支护、注浆加固不同方式处理回撤通道顶板，顶板下沉量最大值为13.5 cm，而由于片帮问题导致的煤壁最大变形量最大值为10 cm，在允许范围内，能够保证后续设备回撤安全，避免发生事故。

5 结语

回撤通道的稳定性对于综采工作面回撤安全与效率都有着重要意义。通过对大量煤矿开采情况来看，回撤通道受采面开采动压影响，导致围岩结构发生严重变形，而且围岩会发生严重破碎现象。针对这一情况，相关工作人员应当在全面分析回撤通道具体情况基础上，制定具有针性的控制围岩方案，保证回撤通道不会出现严重变形、坍塌等事故，保证综采设备可以安全回撤。