詹虎榮

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 15028 綜放工作面概況

15028 綜放工作面井下位于丈八一區(qū)東南部，東為礦界，南為15029 工作面（正掘），西隔采區(qū)巷道為15009 工作面（未掘），北為80204 工作面（已采）。工作面上方3 號(hào)煤大部已采、6 號(hào)煤局部已采，8 號(hào)煤、9號(hào)煤、12 號(hào)煤、13 號(hào)煤未采。

15028 綜放工作面走向長(zhǎng)1 030 m、傾斜長(zhǎng)196 m，面積201 880 m2。工作面所采15 號(hào)煤層賦存較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬中灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤，煤層以亮煤、鏡煤為主，內(nèi)生裂隙發(fā)育，含少量黃鐵礦結(jié)核。本工作面煤層總厚5.57～7.81 m，平均厚度6.66 m；煤層傾角3°～14°，平均傾角8°；可采指數(shù)1；變異系數(shù)11.98%；儲(chǔ)存穩(wěn)定。

15028 工作面老頂為10.07 m 的深灰色石灰?guī)r，夾2～3 層灰黑色泥巖，含腕足類動(dòng)物化石，裂隙內(nèi)充填方解石脈，俗稱四節(jié)石灰?guī)r；直接頂為2.78 m 的灰黑色泥巖，含植物化石，底部碳質(zhì)增多；直接底為4.93 m的灰黑色砂質(zhì)泥巖，含黃鐵礦結(jié)核和植物化石；老底為7.59 m 的灰白色中粒砂巖，含黑色礦物、云母，泥質(zhì)膠結(jié)，有時(shí)相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。

15028 工作面于2021 年8 月12 日施工到位，8 月15 日早班開(kāi)始施工回撤通道，回撤通道長(zhǎng)度為196 m、寬度為4.0 m、高度為3.5 m，回撤通道采用采煤機(jī)施工，截止8 月17 日早班回撤通道已施工1.5 m。

2 回撤通道施工現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

2.1 回撤通道施工現(xiàn)狀

2.1.1 支護(hù)現(xiàn)狀

15028 工作面回撤通道初步設(shè)計(jì)頂板采用回風(fēng)巷W 鋼帶+經(jīng)緯網(wǎng)+Φ20 mm×2 400 mm 螺紋鋼錨桿聯(lián)合支護(hù)，采用Φ21.6 mm×6 200 mm 錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。兩幫采用Φ20 mm×2 000 mm 麻花錨桿+菱形網(wǎng)+花式托板支護(hù)，采用Φ17.8 mm×5 200 mm 錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。具體支護(hù)方式如下：

1）W 型鋼帶長(zhǎng)度為4.8 m，鋼帶上布置5 個(gè)支護(hù)孔，孔間距為1.1 m，鋼帶寬度為0.25 m，W 型鋼帶與錨桿配合使用，錨桿長(zhǎng)度為2.0 m，錨桿采用反麻花式，每根錨桿采用一支MSK23/35 型錨固劑進(jìn)行錨固。W 型鋼帶布置排距為1.0 m，回撤通道頂板設(shè)計(jì)布置5 排，第一排施工在距之間前方0.3 m 處[1]。

2）頂板共計(jì)布置兩排單錨索，錨索長(zhǎng)度為5.2 m、直徑為17.8 mm，錨索布置在兩排鋼帶之間，單錨索布置間距為3.0 m，錨索采用一支MSK23/35 型和一支MSK23/60 型錨固劑錨固。

3）巷幫采用單錨桿支護(hù)，錨桿長(zhǎng)度為2.0 m、直徑為20 mm，共計(jì)布置3 排錨桿，錨桿布置排距為1.2 m、間距為1.5 m。

2.1.2 掘進(jìn)現(xiàn)狀

15028 工作面回撤通道在掘進(jìn)過(guò)程中位于回風(fēng)順槽側(cè)揭露一條F5 正斷層，斷層從75 號(hào)支架向回風(fēng)順槽側(cè)延伸，斷層與回撤通道布置夾角為47°，回撤通道在施工過(guò)程中受斷層等影響，頂板、煤壁出現(xiàn)嚴(yán)重應(yīng)力顯現(xiàn)現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在回撤通道頂板破碎嚴(yán)重，煤壁片幫等，導(dǎo)致原頂板支護(hù)失效嚴(yán)重。

2.2 回撤通道圍巖破碎機(jī)理

1）集中應(yīng)力影響：15028 工作面回撤通道北部為80204 工作面，回撤通道在施工期間受F5 正斷層以及鄰近采空區(qū)集中影響，圍巖破碎嚴(yán)重，出現(xiàn)卸壓破壞作用。

2）圍巖穩(wěn)定性差：15028 工作面回撤通道沿15號(hào)煤層底板進(jìn)行施工，預(yù)留頂煤厚度為2.9 m，煤層穩(wěn)定性差，頂煤在采動(dòng)影響下承載能力降低，頂煤出現(xiàn)裂隙發(fā)育。

3）支護(hù)強(qiáng)度低：原回撤通道頂板采用W 型鋼帶支護(hù)截面積小，且支護(hù)強(qiáng)度低易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，頂板錨桿長(zhǎng)度為2.5 m，錨桿錨固段位于頂煤裂隙帶內(nèi)，錨桿支護(hù)失效率高[2]。

3 回撤通道安全支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

3.1 錨桿鋼帶支護(hù)優(yōu)化

1）頂板錨桿優(yōu)化：為了保證頂板錨桿錨固在穩(wěn)定巖體內(nèi)，決定對(duì)原頂板錨桿進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的錨桿長(zhǎng)度為3.5 m、直徑為22 mm，錨桿桿體最大屈服強(qiáng)度為455 MPa，每根錨桿采用一支MSK23/35 型和一支MSK23/60 型錨固劑進(jìn)行錨固，錨固力為190 kN，預(yù)緊力400 N·m。

2）鋼帶優(yōu)化：為了提高鋼帶支護(hù)面積以及支護(hù)強(qiáng)度，將原來(lái)頂板采用的W 型鋼帶優(yōu)化為JW 型鋼帶，鋼帶寬度為0.28 m、厚度為4 mm，鋼帶橫截面呈JW型，鋼帶最大抗壓強(qiáng)度為380 MPa，與傳統(tǒng)W 型鋼帶相比，JW 型鋼帶在支護(hù)時(shí)不會(huì)對(duì)破碎頂板產(chǎn)生切頂破壞作用。

3.2 組合錨索支護(hù)

為了提高錨索支護(hù)質(zhì)量，解決傳統(tǒng)錨索支護(hù)時(shí)支護(hù)長(zhǎng)度有限、支護(hù)質(zhì)量差等技術(shù)難題，決定對(duì)原頂板單錨索支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，采用組合錨索支護(hù)[3]。

15028 工作面回撤通道施工的組合錨索主要由恒阻錨索以及組合托板組成，每組組合錨索由3 種不同規(guī)格的組合錨索，分別為長(zhǎng)度為6.3 m、直徑為21.8 mm 錨索，長(zhǎng)度為8.3 m、直徑為21.8 mm 錨索、以及長(zhǎng)度為10.3 m、直徑為21.8 mm 錨索；組合托板長(zhǎng)度及寬度為0.5 m，托板上布置3 個(gè)直徑為30 mm 錨索支護(hù)孔。

回撤通道頂板施工兩排組合錨索，第一排組合錨索施工在第一排與第二排JW 型鋼帶之間，組合錨索布置間距為3.0 m，相鄰兩排組合錨索布置間距為2.0 m，且兩排組合錨索交錯(cuò)布置，錯(cuò)距為1.5 m。

3.3 梯形棚支護(hù)

為了提高回撤通道鋼帶之間聯(lián)動(dòng)支護(hù)作用，在回撤通道頂板施工梯形棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

施工的梯形棚長(zhǎng)度為3.5 m、寬度為0.5 m，梯形棚主要由圓鋼梯形梁和恒阻錨索組成；每架梯形梁由5 根長(zhǎng)度為3.5 m 圓鋼焊制而成，梯形梁上預(yù)留兩個(gè)錨索支護(hù)孔，孔間距為2.0 m，錨索長(zhǎng)度為6.0 m、直徑為17.8 mm。

梯形棚回撤通道垂直布置，如圖1 所示，梯形棚布置間距為5.0 m，兩根錨索分別施工在相鄰兩排鋼帶之間。

圖1 優(yōu)化后15028 工作面回撤通道支護(hù)示意圖（單位：mm）

3.4 L 型鋼帶支護(hù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，回撤通道在施工過(guò)程中煤壁片幫主要原因之一是煤壁與頂板之間三角煤柱破碎、垮落，所以為了防止回撤通道施工完后回撤通道煤壁垮落，決定在煤壁與頂板之間施工L 型鋼帶進(jìn)行加固。

L 型鋼帶采用W 型鋼帶焊制而成，呈L 形，長(zhǎng)邊長(zhǎng)為1.0 m、短邊長(zhǎng)為1.5 m，鋼帶上布置3 個(gè)錨桿支護(hù)孔，分別布置在長(zhǎng)短邊以及角上，L 型鋼帶布置時(shí)短邊布置在頂板上，長(zhǎng)邊布置在巷幫上。L 型鋼帶布置排距為1.5 m，L 型鋼帶安裝時(shí)采用長(zhǎng)度為2.0 m、直徑為20 mm 的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿進(jìn)行固定。

4 結(jié)語(yǔ)

2021 年8 月29 日15028 工作面回撤通道已施工到位，通過(guò)對(duì)回撤通道支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化后，在后期施工過(guò)程中回撤通道圍巖未出現(xiàn)破碎變形現(xiàn)象，實(shí)踐證明：回撤通道支護(hù)優(yōu)化后能夠?qū)袘?yīng)力區(qū)圍巖進(jìn)行有效控制維護(hù)，達(dá)到了預(yù)期支護(hù)效果，取得了顯著應(yīng)用成效。