綜采工作面末采及回撤通道施工技術研究

畢志勇

（山西煤炭運銷集團蓋州煤業有限公司，山西 高平 048400）

較薄煤層綜采工作面在末采階段多采用放炮破頂后錨網支護的工藝，往往會出現頂板破壞后來不及進行支護便出現漏沙型冒頂或壓死支架等現象，嚴重影響安全生產。蓋州煤業根據工作面的頂底板巖性，改變末采工藝和施工回撤通道方式，從末采開始采用采煤機輕微破底，在不破壞頂板構造的前提下，逐步抬高工作面高度，末采后期推溜不移架，采煤機自行施工回撤通道等方法，取得了良好的效果。

1 工作面概況

蓋州煤業9號煤9103綜采工作面為一采區第三個回采工作面，工作面順槽長1812m，切眼長180m。工作面北部為9號煤層三條大巷，西部為已回采的9101綜采工作面，留設煤柱20m，東部為實體煤，南部為井田邊界。煤層平均厚1.6m，賦存區穩定可采，結構簡單。煤層頂板為K4石灰巖，局部為泥巖或砂質泥巖，底板為粉砂巖。綜采工作面及順槽設備配置見表1。

2 末采及回撤通道施工工藝方案選擇

現階段末采及回撤通道常見的施工工藝主要有預掘單回撤通道、預掘雙回撤通道、無預掘回撤通道等方法。

2.1 預掘單回撤通道

預掘單回撤通道是在工作面停采線處沿工作面傾向方向布置一條巷道作為回撤通道，回撤通道采用錨網索支護，末采后期工作面與回撤通道貫通，采場與回撤通道合二為一，回撤通道作為出架、調架、撤架的空間。預掘回撤通道的優點：工藝簡單，可利用現有的掘進設備進行施工，施工回撤通道可與工作面回采平行作業。缺點：末采后期工作面與回撤通道之間的煤墻受超前支承壓力的作用，煤體破碎、壓酥，對頂板的支承作用有限，回撤通道頂板活動明顯，頂板下沉、兩幫移近明顯加大。

2.2 預掘雙回撤通道

預掘雙回撤通道是在工作面停采線處沿工作面傾向方向平行施工兩條巷道，靠近工作面的為主回撤通道，另一為輔回撤通道，主、輔回撤通道之間布置多條聯絡巷貫通。預掘雙回撤通道除具有預掘單回撤通道的優點外，主、輔回撤通道之間的聯絡巷形成了多通道回撤，可實現多頭平行回撤支架，縮短了支架回撤時間，提高了工作效率，多適用于大采高、工作面長度大的工作面。缺點：工程量大，材料消耗多，需要留設煤柱，浪費大量資源。

表1 綜采工作面及順槽設備配置表

2.3 無預掘回撤通道

無預掘回撤通道是在末采后期推溜不移架，采煤機破頂或破底自行形成回撤通道，回撤通道采用錨網索+鋼絲繩支護的方法。無預掘回撤通道的優點：通過錨桿、錨索的組合、懸吊、強化作用，可使頂板形成一個有機的整體，有效控制頂板的初期離層，支架回撤期間頂板下沉不明顯。缺點：移溜采用單體柱方式逐段推移，勞動效率低；掛網、掛繩需在機道內完成，安全性較差；所形成的回撤通道空間狹小，搬家速度受到限制，多適用于采高低、三機設備尺寸小的工作面。

2.4 末采及回撤通道施工工藝方案確定

蓋州煤業一采區的前兩個采煤工作面，末采階段均采用預掘單回撤通道施工，在工作面推進至距回撤通道約4.5m的位置，頂板活動明顯，頂板大面積來壓，工作面支架不同程度的出現壓架、死架現象，不僅增加搬家倒面的難度，降低生產速度，而且對工作面人身、設備安全造成極大的安全威脅。同時，該礦9#煤層平均厚1.6m，采用一次采全高采煤工藝，采高低，支架運輸尺寸小，頂板為30～40cm的K4灰巖，底板為粉砂巖，破底更容易。

針對上述三種方案的對比和蓋州煤業的實際情況，確定9103采煤工作面末采及回撤通道采用無預掘回撤通道施工，采煤機破底施工回撤通道，通道寬3.2m、高1.8m、長度180m，采用錨網索+鋼絲繩支護。

3 末采前的準備

（1）加強工作面的頂板管理，確保工作面正常推進，并保證工作面采高整體不低于1.6m，保證工作面“三直一平二暢通”。

（2）在工作面進回風順槽停采線處，提前打好絞車硐室，安裝2臺JH-10型慢速絞車，用于拖出工作面液壓支架。

（3）工作面進回風順槽超前要求支護完好，安全出口暢通。

（4）準備工作面收尾階段所需材料。鋼筋網70張10m×0.6m、金屬菱形網300片10m×1.3m、直徑大于20mm鋼絲繩2000m、14#鐵絲500kg、Φ20×1800mm錨桿550根、托盤120×120×8mm的鐵托盤550個、Φ17.8mm×長6250mm鋼絞線錨索90根、msck2335錨固劑30箱、msk2360錨固劑35箱、聯網鉤50個、DW22-300/100單體柱100根、DW12-300/100單體柱20根、繩卡、鐵鍬、撬棍、鋸、斧、圓木、小板等。

（5）對兩巷停采線及上網線等在現場進行明確標識，并根據實際情況調整兩順槽推進進度。

4 末采及回撤通道施工工藝流程

4.1 末采及通道施工工藝流程

（1）從末采起點位置開始鋪設網片，第一個循環鋪設單層鋼筋網，第二個循環開始鋪設單層菱形網，直到回撤通道煤壁。菱形網鋪設標準橫向搭接長度200mm，縱向使用網上鐵絲穿成一體，聯網孔孔綁扎，綁扎不少于3圈。

（2）往前推進2.4m后，菱形網下依次開始綁扎不小于Ф20mm的鋼絲繩，2.4～8.8m段，鋪設鋼絲繩9道，每道間距0.8m；鋼絲繩兩端連接在兩順槽的頂板金屬網上固定，鋼絲繩與金屬網之間采用隔孔雙絲連接，鋼絲繩一直聯到回撤通道停采線。同時，采煤機在4.0m開始進行掃底作業，每次循環掃底0.1m，保持工作面高度1.8m，此高度保持到回撤通道。

（3）8.8～12m段，支護形式采用錨網索聯合支護，采用單層菱形網，Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿，間排距為900×1200mm，使用120×120×8mm的鐵托盤，采用一支msck2335和一支msk2360低粘度樹脂藥卷錨固，msck2335在前、msk2360在后，錨固力不小于100kN，扭矩不小于200N?m。補強支護錨索采用Ф17.8mm的7股鋼絞線，長度為6.25m，鉆孔深6.0m，外漏長度150～200mm，采用單排布置，排距為3600mm，布置在支架前方1.1m處，與第二排錨桿在一條直線上，垂直頂板巖面，采用一支msck2335和二支msk2360低粘度樹脂藥卷錨固，msck2335在前、msk2360在后，錨固力不小于180kN。錨桿支護必須將鋼帶壓在托盤下方。支設最后一排錨桿時（靠近煤壁一排）要向煤壁側傾斜與頂板呈75°支設。

（4）工作面撤架通道幫部采用錨網支護方式。規格：采用Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿及配套托盤進行錨固，使用MSCK2335型和MSS2360型錨固劑各一卷進行錨固，間排距1200mm×1200mm；鋪設單層塑料網，搭接長度100mm，用鐵絲綁扎連接，綁扎不少于三圈，雙邊隔孔相連。

4.2 開幫、抹角

至停采線3.2m時，支架停止前移進行開幫工作。當用單體柱推溜時，首先要摘開溜槽與支架推溜油缸上的鏈接銷，每次單體柱推溜10節。推溜使用DW22-300/100單體液壓支柱，每次支護頂板15m的方式依次對頂板進行支護。

開幫通過機組割煤，推進四刀，進刀深度必須保證0.8m。開幫后，為便于支架等設備回撤順利，需要在端頭、端尾抹角，以3m為半徑與膠帶、回風順槽及工作面相切。抹角處使用Ф20×1800mm左螺旋紋錨桿和Ф17.8mm錨索補強支護，支護規格同上。

4.3 回撤通道兩端頭破頂成型

回撤通道高度為1.8m，膠帶順槽高度為2.8m，回風順槽高度2.6m，為保證回撤設備期間通道機頭機尾車輛順利進入，將巷道口利用打眼放炮形式進行破頂，末采第四個循環開始對通道口8m范圍的頂板進行破頂順成斜坡，由巷道逐漸降低延伸至通道內部。

5 結語

9103采煤工作面末采及回撤通道采用采煤機破底施工回撤通道，回撤通道采用錨網索+鋼絲繩支護，有效地抑制了圍巖的變形，回撤通道頂板下沉、兩幫移近不明顯，未出現壓架、死架現象，工藝簡單，安全、高效、順利地完成了搬家倒面，為晉城地區9#煤搬家倒面提供了寶貴的經驗。