综采工作面回撤通道支护技术的实践分析

综采工作面回撤通道支护技术的实践分析

彭天光

中国神华神东煤炭集团公司生产服务中心719315

摘要：随着我国经济的快速发展，科学技术水平显著提升，越来越多先进技术涌现，应用在生产作业中，提升生产作业效率和生产安全。在综采工作面作业中，支护技术的应用是尤为重要的，直接关乎到作业人员生命安全，通过应用回撤通道支护技术，能够更有效的保障施工安全。采用锚网索一次支护、顶板注浆加固支护技术，可以有效改善综采工作面回撤通道困难问题，对于作业安全起到十分积极的作用。由此，本文主要就综采工作面回撤通道支护技术实践分析，结合实际情况，提出合理的改善措施。

关键词：综采工作面；回撤通道；支护技术；实践分析

随着我国煤炭资源的大量开采，逐渐从浅层作业转变为深层作业，相应为作业人员带来了更大的作业安全问题。综采作为当前我国采煤工艺发展的主要方向，具有高效、安全和低耗的优势特点，能够更好的满足采煤作业需求。通过大量实践证明可以发现，综采工艺在实际应用中能够有效提高采矿机械化水平，降低顶板安全事故发生几率。但是，综采工作面由于自身面积较大，所以在综采工作面中回撤技术的应用时尤为必要的。为了确保采煤作业安全回撤速度，提高采矿效率，应用回撤通道支护技术能够更好的满足这一需求。由此看来，加强综采工作面回撤通道支护技术研究是十分有必要的，对于后续理论研究和实践工作开展具有一定参考价值。

一、工作面概况

11013工作面位于首采区段，东侧为尚未准备的11032工作面，南部则是以DF36断层保护煤柱为边界。该工作面厚度在5.5～7.0m左右，平均6.33m。煤层倾斜方向倾角0.8°～5°，沿着推进方向近似煤层走向。煤层层理发育，性脆，结构简单，顶板处有局部炭质泥岩薄层伪顶。作业面顶部多为砂岩，厚度在4.5～6.5m，呈裂隙比较发育，分层厚度在0.2～0.6m，夹层中主要为砂质泥岩。

二、回撤通道支护技术

（一）支护原理

回撤通道支护技术是一种较为安全可靠的技术，在综采工作面中应用能够更有效的提升作业安全性，保障作业人员生命安全。由于受到原采动影响，预扩巷道围岩被岩体切割成块状。在顶板预设锚杆支护，能够有效提高工作面顶部岩体稳定性和抗剪能力，为巷道围岩结构稳定性提供保障，避免周围土层变形为作业人员带来安全隐患[1]。

在支护体系中，锚杆的作用是尤为关键的，组合岩层对作业面上层岩体提供支撑作用的同时，围岩也会对组合支护梁起到反向作用力。由于才动作也会导致顶板岩层出现不同程度的裂缝，受到锚杆作用力影响，可能导致锚杆间岩块脱落，破坏整体支护结构，影响到回撤通道支护技术的稳定性，对作业人员生命安全带来严重威胁。而采用钢筋网和钢筋梁能够有效避免此类情况出现，提供更加可靠的支护作用，防止岩块脱落造成支护结构整体破坏。与此同时，在煤帮倾斜处安装顶板锚杆，促使上不锚固端深入岩层中，起到有效支护的作用，提升支护结构整体强度和稳定性[2]。

顶板深部锚固也可以利用锚索实现，可以有效提升悬吊作用，形成沿断面的连续支撑点，尽可能规避顶板变形程度，加固组合梁强度。此外，这种组合梁对于作业面基本顶同样起到了保护作用，防止结构下沉或者松动现象出现。向邻近的锚杆和锚索相互叠加，形成一个新的岩梁，无论是强度还是刚度都要远远高于以往的支护结构，进一步强化对顶板稳定性的控制，为工作面作业人员生命安全提供更加可靠的保障。

（二）一次支护形式

将巷道设计为矩形断面，宽为4500毫米，高为3500毫米，采用锚索支护。选择规格φ20毫米×2500毫米的螺纹钢高强锚杆，根据图1的排列方式具体布设。每根锚杆采用两根Z2350树脂锚固剂，顶板锚杆抗拔力≥180kN，帮锚杆的抗拔力≥160kN。北帮点锚索支护规格φ17.5毫米×4200毫米，每根锚索挂280毫米14#槽钢，16毫米厚的钢板托盘，规格为220毫米×120毫米，并且在槽钢和托盘之间添加垫板，防止摩擦影响到材料原本特性。每根锚杆采用两根Z2350树脂锚固剂，锚索预紧力≥180kN，锚固力≥2200kN。在作业断面铺设金属网，采用钢筋梯联接锚杆方式，可以更有效的提升支护结构整体稳定性和强度[3]。

网片搭接宽度在100毫米左右，每隔100毫米14#圆钢制作。通过单体柱补强支护方式，布设4排单体柱，南侧单体柱与巷帮500毫米左右，单体柱排拒6850毫米，柱距450毫米。

综采工作面顶部采用锚索组合梁支护结构，锚索组合梁规格为φ17.5毫米×6300毫米，三根为一排，排距为1500毫米×1500毫米，每根锚索挂3500毫米14#槽钢。选择15毫米的厚钢板加工处理，在槽钢和垫板之间加入木垫板。点锚索规格为φ17.5毫米×10200毫米，采用15毫米的钢板托盘，每根锚索应用三块垫板，垫板规格为350毫米×350毫米，200毫米×200毫米，100毫米×100毫米。

图1工作面回撤通道支护结构图

（三）二次支护技术

在综采工作面中，矿压越来越大，相应的顶板位移情况越来越明显，出现了一系列的单体液压柱压折现象，严重影响到支护结构整体稳定性和安全性。通过研究决定对回撤通道顶板加以注浆处理，将通道内被压死或是压折的单体柱全部更换处理[4]。在注浆处理中，采空侧煤壁和顶板之间距离为220毫米布设长短孔；长孔参数为深6000毫米，仰角25°；短孔深为3000毫米，仰角42°。深浅孔间隔布设，孔洞之间保持2000毫米的距离。选择的注浆材料则是选择波雷音，浆液配比为1:1。随着回采作业的逐渐推进，通道内底鼓累积量随之增加，单体柱可能出现不同程度上的压死或压折现象，严重影响到综采工作面通道支护结构稳定性，对作业人员带来不同程度的安全隐患。为了确保通道支护机构稳定性，可以用伸缩性较大的木垛代替单体柱支护，艰巨保持在3米左右，能够有效提升支护稳定性。

（四）支护效果

通过在综采工作面中应用回撤通道支护技术，能够有效提升工作面的安全性，促使作业活动能够更加高效、安全、有序贯通，对于安全回撤同样起到了十分积极的作用，支护效果明显，值得广泛推广和应用[5]。

结论：

综上所述，随着我国煤炭事业的快速发展，逐渐从浅层作业转变为深层作业，相应的为井下作业带来了更高的危险系数。综采工作面作为一种安全、高效、低耗的开采技术，能够有效提升煤炭开采效率和开采安全，但同时也为回撤技术提出了更高的要求。通过上文对工作面回撤通道支护技术应用研究可以看出，此种技术致使锚网索联合支护，形成更加稳定的巷道顶板岩层支护结构，提升岩层稳定性，为后续回撤通道支护作业提供更坚实的保障。由此看来，综采工作面回撤通道锚网索联合支护技术、顶板注浆加固和木垛支护方案能够更好的满足实际要求，值得广泛推广使用。

参考文献：

[1]王国举,赵伏军,唐辉雄等.综采工作面回撤通道顶板结构及支护技术[J].矿业工程研究,2013,28(3):15-19.

[2]樊正爱.综采工作面设备回撤通道锚网索支护技术应用与研究[J].山东煤炭科技,2012,27(5):113-114.

[3]西龙,卞大宁,李力等.城郊矿综采工作面回撤通道留设实践与探讨[J].山西焦煤科技,2014,20(6):29-31.

[4]李国华.柔性网在纳林庙煤矿二号井末采期间的应用[J].煤炭科技,2014,(3):81-83.

[5]陈华玉,程晋孝,张伟等.超大采高综采工作面回撤通道支护技术实践[J].能源技术与管理,2012,11(3):46-48.