復雜條件下回撤通道施工及支護技術

禹 洋

（山西焦煤霍州煤電店坪煤礦，山西 呂梁 033102）

綜采工作面回采結束后需施工一條回撤通道，然后對工作面內的機電設備進行搬移，回撤通道一般施工在停采線附近，在實際回采施工過程中由于受施工工藝、地質構造、四鄰采空區等影響，回撤通道施工難度大、支護效果差，主要表現在以下幾方面：①回撤通道施工效率低，受工作面回采影響大；②回撤通道施工過程中設備安裝數量多，增加了后期工作面機電設備回撤任務量；③回撤通道施工期間受集中應力影響，頂板破碎、煤壁片幫嚴重等，不僅制約著回撤通道快速施工，而且影響著后期工作面安全快速回撤；本文以店坪煤礦204工作面為研究對象，對工作面回撤通道施工方案進行合理選擇，并提出了合理有效的安全支護技術。

1 概述

山西焦煤霍州煤電店坪煤礦204 工作面位于井田二采區，工作面西部為830 系統大巷，南部為206 工作面，北部為202 采空區，204 工作面順槽長度為1775m，工作面長度為247m，工作面回采煤層為9#煤層，平均厚度為2.8m，平均傾角為3°，工作面范圍內煤體結構較穩定，含有2～4 層夾矸，夾矸為砂質泥巖，夾矸總厚度為0.25～0.35m。煤層厚度較穩定，煤層頂底板巖性如表1所示。

表1 204工作面回采的9#煤層頂底板巖性表

204 工作面采用綜合機械化回采工藝，截止2021年8 月13 日工作面已回采至1480m，距停采線還剩20m(停采線位置位于1500m 處，與盤區系統巷預留275m保安煤柱），根據工作面地質資料顯示，工作面在停采期間共計揭露三條正斷層，斷層平均落差為1.6m，平均傾角為52°，受斷層影響預緊回撤通道在施工過程中出現頂板破碎現象，對回撤通道施工及支護影響相對較大。

2 回撤通道施工方案對比分析

為了保證回撤通道安全快速施工，店坪煤礦通過技術研究對回撤通道施工方案進行對比分析，提出了一次性成巷施工工藝。

2.1 方案一提前預掘回撤通道

（1）施工工藝：工作面回采至回撤通道前15m 處時，在停采線位置提前掘進一個回撤通道，采用掘進機掘進，回撤通道內安裝一部帶式輸送機與204工作面運輸順槽內的帶式輸送機搭接聯合出煤，回撤通道施工后及時對回撤通道內頂板及兩幫進行支護。

（2）施工工藝優缺點：采用該方法進行回撤通道施工時，施工難度相對較小，受工作面回采影響小，但是增加了回采工作面掘進工程量，而且回撤通道施工時需安裝風機、掘進機，增加了工作面設備安裝數量。且隨著工作面推移，當工作面與回撤通道貫通前后圍巖應力大，很容易造成回撤通道圍巖破碎現象。

2.2 方案二一次性成巷法

（1）施工工藝：工作面回采至距停采線4.0m 處時停止移架，然后采用采煤機進行回撤通道施工，采煤機每次進刀深度為0.5m，采用往返割煤方式，采煤機割煤長度為達50m 后后移采煤機再進行二次割煤，當頂板空頂寬度達1.0m后及時對頂板進行永久支護，依次類推直至整個回撤通道施工完成。

（2）施工工藝優缺點：采用該方法進行回撤通道施工時掘進速度相對較慢，但是回撤通道受應力影響小，通道施工期間能夠及時對頂板進行有效支護，而且避免了工作面與回撤通道貫通現象。

通過綜合對比分析，決定對204工作面回撤通道采用一次性成巷法施工工藝。

3 回撤通道施工工藝

由于204工作面回撤通道位于斷層集中應力區，為了保證回撤通道安全快速施工，防止頂板出現垮落事故，決定對回撤通道采取聯合支護措施。

3.1 錨桿（索）支護

（1）當204工作面通道采煤機回采后斷面頂板寬度達1.0m且回采長度為50m時，對頂板布置W型鋼帶并采用錨桿進行支護，鋼帶長度為5.0m，每根鋼帶上布置5 根長度為2.5m 錨桿，錨桿布置排間距為1.1m。鋼帶與工作面煤壁平行布置，相鄰兩根鋼帶首尾錨桿疊加布置?；爻吠ǖ纼裙灿嫴贾? 排鋼帶，布置排距為1.0m，第一排與第四排鋼帶距支架前探梁以及煤壁間距為0.5m，如圖1所示。

圖1 204工作面回撤通道聯合支護斷面示意圖

（2）頂板共計施工兩排組合錨索，同一排組合錨索布置間距為3.0m，相鄰兩排組合錨索布置排距為2.2m，第一排組合錨索布置在第一排與第二排鋼帶之間，第二排組合錨索施工在第三排與第四排鋼帶之間；每組組合錨索由一塊方托板和三根錨索組成，方托板長度及寬度為0.5m，厚度為5mm，托板上布置三個錨索支護孔，錨索長度為5.3m，直徑為21.8mm。

3.2 卸壓鉆孔施工

由于204回撤通道布置區域屬于高應力區，回撤通道施工后在構造應力作用下回撤通道頂板出現斷裂、煤壁片幫現象，所以決定對回撤通道頂板施工卸壓孔。

（1）204回撤通道內頂板上共計布置一排卸壓鉆孔，布置在第二排與第三排鋼帶之間，卸壓孔垂直頂板布置，卸壓孔深度為6.0m，直徑為75mm，布置間距為5.0m。

（2）卸壓孔施工完后為了防止在應力作用下出現孔壁塌孔現象，起不到預期卸壓效果，決定對卸壓孔內安裝卸壓護孔管，卸壓護孔管采用PVC 管制成，護孔管直徑為72mm，每節護孔管長度為3.0m，相鄰兩節護孔管采用絲扣進行連接；護孔管安裝到位后在孔口處安裝固定座并采用錨桿將其固定在頂板上。

3.3 單體液壓支柱支護

回撤通道在施工過程中煤壁承載強度低，很容易造成頂板與煤壁之間的三角煤柱極易垮落，所以決定支設單體液壓支柱。

回撤通道內共計支設一排單體柱，單體柱采用“一梁兩柱”的支護方式，采用“π”型頂梁，頂梁長度為1.2m，頂梁與煤壁處置布置，同一組兩根單體柱布置間距為1.0m，單體柱布置排距為1.5m，單體柱支設后保證頂梁與頂板接觸嚴實。

4 結束語

2021年8月19日開始施工204回撤通道，8月28日回撤通道已施工完成，通過對回撤通道施工方案進行對比分析，以及采取合理有效的支護技術，取得了顯著應用成效：

（1）204工作面采用一次性成巷的方法進行回撤通道施工時，簡化了工作面回撤通道施工工藝，減少了工作慢設備安裝數量，提高了工作面回撤通道施工煤矸運輸效率。

（2）對回撤通道頂板采取錨桿（索）、卸壓鉆孔、組合錨索以及單體柱等聯合支護后，提高了回撤通道頂板穩定性，防止了因構造應力作用下導致頂板垮落，保證了工作面后期設備回撤安全。