李 欽 張衛(wèi)東

（兗煤礦業(yè)工程有限公司（綜機(jī)安撤中心），山東 鄒城 273500）

1 工程概況

陜蒙地區(qū)金雞灘礦井12-2上117工作面位于一水平一盤區(qū)東翼，工作面標(biāo)高+972.3m～ +973.7m，平均+973.0m?；爻吠ǖ牢髂戏较?yàn)闁|輔運(yùn)大巷，東南為12-2上117工作面膠運(yùn)和輔運(yùn)順槽，東南方向?yàn)?2-2上117工作面（正回采），西北方向?yàn)?17回風(fēng)順槽。施工巷道均在2-2上煤層內(nèi)掘進(jìn)，施工區(qū)域?yàn)橐粏涡睒?gòu)造，構(gòu)造簡單。施工巷道局部含水，其最大涌水量不超過6m3/h，易于疏干。煤層自燃傾向性為I類，屬于容易自燃煤層，煤層最短自燃發(fā)火期為37d，地溫、地壓等正常?；爻吠ǖ揽偩蜻M(jìn)長度為955m，掘進(jìn)巷道工作面配套一臺12CM27D型連續(xù)采煤機(jī)、一臺SC15-182F型梭車、1000mm膠帶輸送機(jī)三部、一臺PZL460/150B型破碎機(jī)、一臺CMM4-25型錨桿機(jī)和一臺ZQJC-300/9氣動架柱式鉆機(jī)。

兗煤礦業(yè)工程有限公司（綜機(jī)安撤中心）為兗礦集團(tuán)下屬單位，兗煤礦業(yè)工程有限公司（綜機(jī)安撤中心）陜蒙工程部主要負(fù)責(zé)兗礦集團(tuán)陜蒙四對礦井的掘進(jìn)工程及安撤工程施工，其中金雞灘煤礦12-2上117工作面回撤通道為陜蒙工程部施工巷道。

2 存在的問題及解決方案

2.1 存在的問題

為適應(yīng)高產(chǎn)高效開采模式，陜蒙礦區(qū)重型大采高工作面廣泛采用單通道回撤技術(shù)或雙通道回撤技術(shù)。隨著采深增大，重型綜采面采用單(雙)通道回撤技術(shù)進(jìn)行回撤時(shí)易出現(xiàn)底鼓、冒頂和片幫等圍巖失穩(wěn)現(xiàn)象[1]。12-2上117工作面作為8m超大采高工作面，工作面相關(guān)采掘及運(yùn)輸設(shè)備尺寸都較大，對巷道斷面設(shè)計(jì)的幾何參數(shù)和可靠性都提出了更高的要求，回撤通道施工基本無相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可借鑒。為解決上述問題，本文對回撤通道的方案選擇、平面設(shè)計(jì)、支護(hù)形式和施工工藝進(jìn)行了研究。

2.2 方案選擇

針對綜采工作面回撤“輔巷多通道”[2]工藝設(shè)計(jì)的應(yīng)用，提出并實(shí)施長距離多聯(lián)巷快速回撒技術(shù)，并將研究成果應(yīng)用于12-2上117工作面回撤通道。

2.3 回撤通道平面設(shè)計(jì)

為了滿足安全高效的基本要求，12-2上117工作面采用預(yù)掘主輔雙回撤通道結(jié)合聯(lián)絡(luò)巷、調(diào)車硐室、探巷的布置方式。12-2上117工作面主回撤通道、輔助回撤通道均自12-2上117工作面2#回風(fēng)順槽開門,主輔回撤通道之間均勻布置5個(gè)聯(lián)巷（編號1～5#），聯(lián)巷之間的中心距為50m。1#聯(lián)巷中心線距膠帶順槽中心線53.149m，5#聯(lián)巷中心線距2#回風(fēng)順槽中心線53.051m。垂直于輔助回撤通道西南側(cè)幫均勻布置5個(gè)調(diào)車硐室（編號1～5#），各調(diào)車硐室中心線與相同編號的聯(lián)巷中心線重合。垂直于主回撤通道可采側(cè)幫均布置5個(gè)探巷（編號1～5#），各探巷中心線與相同編號的聯(lián)巷中心線重合。12-2上117回撤通道平面布置圖如圖1所示，12-2上117回撤通道巷道長度尺寸表如表1所示。

圖1 12-2上117工作面回撤通道平面布置圖

表1 12-2上117回撤通道巷道長度尺寸表

2.4 回撤通道斷面設(shè)計(jì)

在巷道掘進(jìn)過程中，為了阻止圍巖塑性松動區(qū)的擴(kuò)大進(jìn)而引起嚴(yán)重的變形破壞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)，并輔以錨索支護(hù)[3]。主輔助回撤通道、聯(lián)巷、調(diào)車硐室和探巷均為矩形斷面，巖性為全煤。12-2上117回撤通道巷道斷面尺寸表如表2所示。

表2 12-2上117回撤通道巷道斷面尺寸

2.5 巷道支護(hù)形式

主回撤通道頂錨桿采用Φ24×2400mm左旋無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，非采側(cè)幫錨桿采用Φ20×2000mm左旋無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，回采側(cè)幫錨桿采用Φ20×2300mm玻璃鋼材質(zhì)，頂錨索采用Φ21.8×13300mm恒阻錨索，配套W 鋼帶 ( 6300mm×300mm×5mm)。輔回撤通道、探巷的頂（幫）錨桿均采用Φ20×2000mm無縱筋左旋螺紋鋼錨桿，頂錨索采用Φ17.8×8000mm恒阻錨索。聯(lián)巷采用Φ20×2000mm無縱筋左旋螺紋鋼錨桿，頂錨索采用Φ17.8×8000mm恒阻錨索，配套 W 鋼 帶 ( 6300mm × 300mm × 5mm)。調(diào)車硐室頂（幫）錨桿采用Φ20×2000mm無縱筋左旋螺紋鋼錨桿。頂幫錨桿間排距均為1000×1000mm， 頂（ 幫） 均 采 用 Φ6.5（ 格100×100mm）鋼筋金屬網(wǎng)。

2.6 施工工藝

正常施工時(shí)，采用綜合機(jī)械化設(shè)備掘進(jìn)，即采用12CM27D型連采機(jī)落煤、裝煤，CMM4-25型錨桿機(jī)支護(hù)，SC12-185F型梭車與一部CH818運(yùn)煤車轉(zhuǎn)載運(yùn)煤，PZL460/150B轉(zhuǎn)載破碎機(jī)完成破碎轉(zhuǎn)載，DSJ-1000以及DTL100/63/45型膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞绞┕?。每次掘進(jìn)巷道前，司機(jī)將連采機(jī)調(diào)整到巷道的左側(cè)，并以激光線確定位置，開始向正前方煤壁逐步截割，當(dāng)頂板完好，循環(huán)進(jìn)度為10m。條件允許時(shí)，現(xiàn)場選用一部梭車與一部運(yùn)煤車完成運(yùn)煤工作。在正常作業(yè)中，連采機(jī)完成落煤，梭車空車及時(shí)運(yùn)行到連采機(jī)后面，連采機(jī)開啟裝載機(jī)構(gòu)完成裝煤作業(yè)。梭車出煤期間，運(yùn)煤車運(yùn)行到不妨礙梭車運(yùn)行的位置，等待梭車卸煤時(shí)，運(yùn)煤車運(yùn)行到連采機(jī)后方接煤，然后返回原等待地點(diǎn)，待梭車卸完煤讓出卸車空間后，運(yùn)煤車及時(shí)卸煤到破碎機(jī)，完成一個(gè)出煤循環(huán)。連采機(jī)司機(jī)完成一個(gè)進(jìn)尺循環(huán)后，連采機(jī)退機(jī)進(jìn)入另一條巷道掘進(jìn)，錨桿機(jī)進(jìn)入該巷道進(jìn)行支護(hù)。梭車將煤先運(yùn)到轉(zhuǎn)載破碎機(jī)上破碎轉(zhuǎn)載，由12-2上117工作面輔助回撤通道皮帶通過12-2上117工作面回風(fēng)順槽中皮帶轉(zhuǎn)載至大巷皮帶，經(jīng)大巷皮帶轉(zhuǎn)載至主斜井皮帶上，由主斜井皮帶直接運(yùn)至地面煤倉。當(dāng)完成一個(gè)掘進(jìn)支護(hù)循環(huán)后由防爆裝載機(jī)司機(jī)及時(shí)開動車輛負(fù)責(zé)清理浮煤，做好下一工序的準(zhǔn)備工作。當(dāng)巷道每向前推進(jìn)50m，即一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷的距離，將機(jī)尾延伸至下一個(gè)聯(lián)巷口前，以縮短梭車運(yùn)輸距離，即皮帶延伸。

2.7 過程控制

12-2上117工作面主輔回撤通道沿煤層底板掘進(jìn)，局部區(qū)段為保證巷道底板平整度，可留設(shè)不超過0.5m的底煤厚度作為順坡找平用途。施工中要加強(qiáng)頂?shù)酌汉穸忍綔y工作，每掘進(jìn)10m探測一次頂?shù)酌汉穸?，并?biāo)識記錄。由于主回撤通道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度較高，現(xiàn)場采用先留底煤小斷面掘進(jìn)，開通聯(lián)絡(luò)巷后再集中臥底的方式達(dá)到設(shè)計(jì)斷面，最后延伸皮帶進(jìn)行下一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷循環(huán)的方式施工。

2.8 實(shí)施效果

2019年4 月至2019年5月掘進(jìn)施工12-2上117工作面回撤通道，12-2上117工作面于 2019年11月3 日停采，11月30日回撤完畢，不計(jì)礦井停產(chǎn)等時(shí)間影響，共用時(shí)21d，實(shí)現(xiàn)了安全快速回撤。根據(jù)密閉前主回撤通道頂?shù)装蹇s近量觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表顯示，最大頂?shù)装逡平繛?3mm，主要表現(xiàn)為頂板淺部相對離層、靜力拉伸作用下恒阻錨索拉伸變形、肩窩和兩幫肩窩、底角微破碎。

3 結(jié)論

（1）采用預(yù)掘主、輔雙回撤通道結(jié)合多聯(lián)絡(luò)巷的布置方式為實(shí)現(xiàn)長距離快速回撒提供了有力安全技術(shù)保障。

（2）12-2上117工作面回撤總用時(shí)21d，與常規(guī)相同條件回撤技術(shù)相比，減少約 14d 回撤時(shí)間，安全和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

（3）采用主輔雙回撤通道結(jié)合聯(lián)絡(luò)巷、調(diào)車硐室、探巷的布置方式實(shí)現(xiàn)了工作面設(shè)備安全高效回撤，工作面從巷道施工到設(shè)備回撤階段主、輔回撤通道頂板比較穩(wěn)定。結(jié)果表明，通過控制巷道長度，合理斷面尺寸，優(yōu)化掘進(jìn)巷道支護(hù)和施工工藝，不斷提高技術(shù)裝備水平，為陜蒙地區(qū)超大采高工作面回撤通道施工提供了技術(shù)支持與可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。