綜放工作面回撤方案優(yōu)選實(shí)踐探析

（山煤集團(tuán)左云長春興煤業(yè)有限公司，山西 左云 037100）

1 工程概況

山煤長春興煤業(yè)位于山西省左云縣境內(nèi)，區(qū)域批復(fù)可采煤層為22#煤層，煤層平均厚度為11m，平均傾角為5°，煤層上覆直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚度為4.28m，基本頂為細(xì)砂巖，平均厚度為5.64m，基本底為砂質(zhì)泥巖，平均厚度為6.22 m。

101綜放工作面為礦井首采工作面，采用綜合機(jī)械化放頂煤開采工藝進(jìn)行回采，工作面配備ZF13000/25/38型中間支架，ZF13000/27.5/42H型過渡支架以及ZTZ20000/28.5/42型端頭支架，受到斷層影響，回采連續(xù)性中斷，工作面回采至650m時，需跳采至1040 m繼續(xù)回采，在工作面回采至1680 m位置處時，回風(fēng)順槽遇一條與工作面45°斜交、落差為1 m正斷層，需掘出回撤通道，為保證安全回采，工作面與回撤通道貫通后停止向前推進(jìn)，并準(zhǔn)備進(jìn)行回撤。

2 回撤通道回撤方案優(yōu)缺點(diǎn)分析

目前，在綜放工作面回撤時采取的回撤技術(shù)主要包括無預(yù)掘回撤通道、預(yù)掘單一回撤通道以及預(yù)掘雙回撤通道三種[1]，采用這三種回撤工藝進(jìn)行施工時，主要優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 回撤通道回撤方案優(yōu)缺點(diǎn)對照

通過對以上三種回撤技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對照分析可知，預(yù)掘單一回撤通道回撤方案兼具無預(yù)掘回撤通道回撤方案與預(yù)掘雙回撤通道回撤方案的技術(shù)優(yōu)勢，并且成本較低，符合礦山開采安全、高效的要求，因此，選擇預(yù)掘單一回撤通道作為本礦井綜放工作面的回撤方案。

3 工作面回撤支護(hù)工藝

3.1 回撤通道的位置確定

回撤通道的位置選擇需考慮到工作面設(shè)備尺寸、鄰巷保護(hù)煤柱寬度以及巷道高應(yīng)力區(qū)分布等諸多因素，101綜放工作面西側(cè)為輔運(yùn)大巷，避免大巷受到采動破壞的最小保護(hù)煤柱的留設(shè)寬度為80m，巷道轉(zhuǎn)載機(jī)到工作面膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭的最短距離為60m，101綜放工作面在推進(jìn)長度剩余約100m處時進(jìn)入末采階段，在工作面末采回撤期間要求巷道圍巖穩(wěn)定，受上覆老頂來壓影響較小。因此，根據(jù)工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律可以得出，當(dāng)回撤通道位于工作面兩次周期來壓之間的位置時，老頂巖梁處于相對穩(wěn)定階段，支架回撤時受動壓影響較小[2]，設(shè)末采期間工作面周期來壓步距為L，則回撤通道的最佳位置為上次來壓位置前方0.4～0.6 L處。根據(jù)101綜放工作面巷道布置情況，確定回撤通道位于回采方向1680m處，101綜放工作面回撤通道位置見圖1。

圖1 101綜放工作面回撤通道位置

3.2 支護(hù)工藝

101綜放工作面的回撤通道的規(guī)格為5.5 m×3.5 m（長×高），對回撤通道采取的支護(hù)形式為：

（1）巷道頂板。巷道頂板通過錨桿、錨索配合金屬鋼帶聯(lián)合支護(hù)，錨桿選用規(guī)格為Φ18 mm×2200 mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨索選用規(guī)格為Φ17.8 mm×9500 mm，各錨桿、錨索的間排距為2000 mm×1000 mm，為防止破碎頂板的垮落，在巷道頂板處吊掛規(guī)格為5000 mm×275 mm×2.75 mm的“W”鋼帶，各鋼帶分別通過三根錨索和三根錨桿間隔交叉支設(shè)，鋼帶外另打兩排間排距為2000 mm×2000 mm錨索，每排2根。

（2）巷道兩幫。巷道煤柱幫錨桿的選用規(guī)格為Φ18 mm×1600 mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，每排布置3根，各錨桿的間排距為1100 mm×1000 mm，最上一根錨桿布置于距巷道頂板300 mm的位置處；回采幫采用規(guī)格為Φ18 mm×1600 mm玻璃鋼錨桿，每排布置3根，各錨桿的間排距為1100 mm×1000 mm，為保證巷道的穩(wěn)定性，需在回撤通道內(nèi)打三排單體液壓支柱、在頂板破碎處打4個連體木垛進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

101工作面回撤通道支護(hù)斷面圖與頂板支護(hù)平面見圖2、圖3。

圖2 101工作面回撤通道支護(hù)斷面

圖3 101工作面回撤通道頂支護(hù)平面

4 安全技術(shù)措施

101綜放工作面在回撤施工時，當(dāng)工作面回采至距回撤通道30m處的位置時，沿0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°七個方向在工作面幫側(cè)距底板1.3～1.5m處打設(shè)7個鉆孔進(jìn)行探測，保證工作面與回撤通道貫通的順利進(jìn)行，當(dāng)工作面回采至距回撤通道22m時，停止放煤，并對工作面進(jìn)行調(diào)采，確保工作面與兩順槽保持垂直；當(dāng)工作面回采至距回撤通道12m時，對工作面鋪設(shè)規(guī)格為3200 mm×2200 mm的雙層金屬網(wǎng)片，網(wǎng)片搭接的長度要≧200 mm。工作面在與回撤通道貫通前，要嚴(yán)格根據(jù)7個導(dǎo)向點(diǎn)的位置控制工作面的仰俯情況，工作面與回撤通道貫通時，需將工作面與回撤通道頂板的的網(wǎng)片進(jìn)行及時搭接，確保貫通支護(hù)的連續(xù)性[5]。

5 結(jié)語

隨著煤礦機(jī)械化水平的提高，越來越多的煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)了一井一面的生產(chǎn)目標(biāo)，為確保礦井開采的連續(xù)性與高效性，對工作面安全高效的搬家回撤要求越來越高，為了減少回撤準(zhǔn)備時間，文章以山煤長春興煤業(yè)101綜放工作面為試驗(yàn)對象，提出預(yù)掘單一回撤通道的回撤方案以及相關(guān)支護(hù)措施，101綜放工作面回撤通道采用錨桿、錨索配合“W”型金屬鋼帶進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，同傳統(tǒng)的架棚支護(hù)工藝相比，工程量與工作強(qiáng)度大大降低，安全性有所提高，通過預(yù)先開掘單一回撤通道，使綜放工作面采高降低了0.2～0.3m，在降低原煤灰分的同時，減少了采煤機(jī)破頂工程量，在101綜放工作面回采以及設(shè)備回撤期間，回撤通道始終保持穩(wěn)定，通道周邊巖層變形量在安全的范圍之內(nèi)，支護(hù)效果良好，該回撤方案有效地減少了工作面搬家回撤周期，在現(xiàn)場實(shí)踐中達(dá)到了較為理想的效果。