張躍豐

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)侯甲煤礦，山西晉城048105）

由于逐漸提升的煤炭開采技術(shù)與推廣使用先進(jìn)的綜采設(shè)備，就會(huì)提高煤炭的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的安全性。在煤炭生產(chǎn)期間，最主要的步驟就是回撤綜采設(shè)備，除小型、較輕綜采設(shè)備不困擾回撤外，別的綜采設(shè)備都會(huì)影響設(shè)備回撤。一些礦井經(jīng)過使用預(yù)掘回撤通道的手段來將回撤綜采設(shè)備的效率提高，可在支護(hù)回撤通道圍巖時(shí)，會(huì)有采動(dòng)擾動(dòng)對(duì)其支護(hù)有影響，就增大了圍巖的變形量，乃至有垮落出現(xiàn)在頂板，尤其是有破碎出現(xiàn)在回撤通道的頂板時(shí)，就會(huì)增加圍巖控制的困難程度。因此，不少學(xué)者開始研究回撤通道圍巖的控制技術(shù)，還將很多支護(hù)圍巖的措施給提出了，這些措施包括架棚支護(hù)、錨網(wǎng)索支護(hù)、圍巖注漿、等壓讓壓、弱化頂板等，并以此為依據(jù)來開展回撤通道的支護(hù)工作，在本文中，將山西某礦30903綜采工作面的回撤通道支護(hù)當(dāng)作工程背景，來分析回撤通道圍巖支護(hù)技術(shù)且圍巖是破碎的。

1 簡述工程狀況

在開采山西某礦時(shí)，所開采的煤層是9 號(hào)煤層，煤層的厚度是3.05m，具有比較穩(wěn)定的賦存，其埋深度是420m。在工作面中，其推進(jìn)、傾斜長度分別是420m、279.8m。綜采開采工藝使用到煤炭中，平均采高是2.9m。在9 號(hào)煤層的頂?shù)装逯校钪饕木褪悄鄮r、細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖，圖1 就是9 號(hào)煤層頂?shù)装宓膸r性圖。將支撐高度、工作阻力分別是2.5～5.0m、11000kN的ZY11000/25/50D 液壓支架使用到采面中，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)護(hù)頂，將規(guī)格是ZTY11000/25/50D的掩護(hù)式支架使用到采面的機(jī)尾與機(jī)頭處來護(hù)頂，將型號(hào)是ZYG11000/25/50D的過渡支架安排到采面的端頭，且數(shù)量是2臺(tái)。由于要將其回撤綜采設(shè)備的效率提高，將預(yù)掘回撤通道自停采線處開始給提出來了。

圖1 9號(hào)煤項(xiàng)底板巖性

由于該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)停采線處的影響，就會(huì)有裂隙發(fā)育到該煤層頂板的砂質(zhì)泥巖、泥巖中，一些地方的煤巖體發(fā)生破碎，降低了穩(wěn)定性，對(duì)控制預(yù)掘回撤通道圍巖有很大影響。

2 回撤通道圍巖支護(hù)的方式

2.1 永久支護(hù)的構(gòu)成

（1）錨網(wǎng)索支護(hù)。當(dāng)30903工作面距離停采線大于300m 時(shí)，EBZ260 綜掘機(jī)就可以對(duì)回撤通道進(jìn)行掘進(jìn)，在設(shè)計(jì)回撤通道時(shí)，其凈寬是為5000mm，凈高是2900mm，當(dāng)結(jié)束掘進(jìn)之后，可以使用錨網(wǎng)索來對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)。圖2就是錨網(wǎng)索布置斷面圖。在支護(hù)時(shí)，會(huì)使用D20mm×2400mm 錨桿與D17.8mm×6300mm 錨索。將錨桿布置到采面兩邊的巷幫上，且錨桿數(shù)量是8根，每邊各4根。將規(guī)格是800mm×800mm的玻璃鋼錨桿布置到采面幫，上錨索與下錨索距離底板與頂板250mm；煤柱幫一共有5 根錨桿，上部與下部分別是3根、2 根，對(duì)應(yīng)間距分別是900mm、600mm，相鄰排之間的距離是800mm。將螺紋鋼錨桿使用到頂板中，相鄰排之間的距離都是1100mm，將錨索布置到中部，且相鄰排之間的距離是2200mm×2200mm。將金屬網(wǎng)鋪設(shè)到全斷面上，這樣可以將支護(hù)回撤通道外表巖體的強(qiáng)度增強(qiáng)。

圖2 錨網(wǎng)索布置斷面圖(單位：mm)

（2）將漿注到頂板。因?yàn)閰^(qū)域構(gòu)造對(duì)回撤通道圍巖的影響，就會(huì)發(fā)育裂隙并且個(gè)別地方圍巖有破碎發(fā)生，由于將圍巖支護(hù)的成效增加與圍巖的變形量降低，就要注漿到回撤通道的頂板，且注漿是全斷面的。在對(duì)注漿的漿液進(jìn)行選擇時(shí)，可以選擇波雷因，將注漿鉆孔布置到巷道頂板中，且相鄰注漿鉆孔之間的距離是2000mm，數(shù)量是3根，且鉆孔孔深都是4000mm，在巷道的中線處布置中部鉆孔，中線和兩邊的注漿鉆孔的距離都是2000mm；且注漿壓力都是3～4MPa。經(jīng)過注漿到頂板破碎的巖體與裂隙發(fā)育，就可以促進(jìn)漿液的擴(kuò)展，使巖體所具有的整體性提高，與此同時(shí)，配合著之前巷道支護(hù)，就可以使頂板下沉得到控制。

2.2 加固補(bǔ)強(qiáng)回撤通道

當(dāng)30903工作面距離回撤通道在50m以下時(shí)，回撤通道圍巖會(huì)被超前支承壓力不斷作用，就會(huì)有巷幫收斂較嚴(yán)重、底鼓與頂板下沉等問題需要回撤通道所面對(duì)。因此，就提出將ZZ18000/25/50垛式液壓支架來加固回撤通道頂板，圖3就是具體布置圖。相鄰垛式液壓支架之間的距離是0.6m，與回撤通道距離最近的垛式支架和煤柱幫、采面幫的距離分別是0.6m、0.5m。與回撤通道軸的方向相同，和垛式支架有6.0m的距離。

圖3 垛式液壓支架布置斷面圖(單位：m)

3 回撤通道圍巖的支護(hù)效果

當(dāng)未采采面時(shí)，就具體狀況采取相應(yīng)的措施，防止采面和回撤通道有錯(cuò)臺(tái)出現(xiàn)，將綜采設(shè)備回撤效率與安全性提高。在采面與回撤通道的距離小于30m 時(shí)，在采面每向前推進(jìn)10m就要對(duì)采面高度與回撤通道進(jìn)行1次測定，并按照測定高度的結(jié)果來對(duì)開采高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，且所使用的方式是抬刀或臥刀；在開采采面時(shí)，要監(jiān)測來壓狀況，并使用等壓、讓壓等方法來防止回撤通道和采面交匯時(shí)有來壓出現(xiàn)，將回撤通道圍巖控制所受礦壓的影響降低。在對(duì)該工作面進(jìn)行開采時(shí)，周期性的來壓的步距一般在13～17m 范圍中，等采面一直回采到距離回撤通道12m時(shí)，將等壓使用到停采，還要將網(wǎng)掛在頂板上；等完成掛網(wǎng)并且有垮落出現(xiàn)在其頂板之后，就會(huì)迅速將采面推進(jìn)還要貫通回撤通道。

當(dāng)將垛式支架安裝到回撤通道之后，將測點(diǎn)布置到支架之后，且是3部相鄰的支架，監(jiān)測垛式支架的立柱高度，經(jīng)過對(duì)監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)垛式支架的立柱高度的差值進(jìn)行比較，就可以監(jiān)測頂板的下沉量。圖4就是回撤通道頂板下沉監(jiān)測結(jié)果。

圖4 回撤通道頂板下沉監(jiān)測結(jié)果

自圖4 能夠得知，其頂板下沉量一般被控制到200～400mm 范圍中，當(dāng)回撤通道和采面的距離小于2m時(shí)，其下沉量是5.5～7.8cm/d；在回撤通道和采面貫通之后，其下沉速度下降，最開始貫通與貫通后第6d的頂板下沉速度分別是3.1cm/d、0.7cm/d。

4 結(jié)束語

預(yù)掘回撤通道方式的應(yīng)用，可以提供更多的空間來回撤綜采設(shè)備，將回撤時(shí)的時(shí)間損耗降低。由于區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)該工作面的影響，就會(huì)有破碎出現(xiàn)在回撤通道頂板中，由于采動(dòng)所帶來的影響，就會(huì)有垮落、頂板下沉等問題出現(xiàn)。在本文中，將永久支護(hù)提出來了，且永久支護(hù)就是注漿+錨網(wǎng)索方式，可以在掘進(jìn)回撤通道之后對(duì)圍巖的變形量進(jìn)行控制；垛式液壓支架的應(yīng)用，可以補(bǔ)強(qiáng)回撤通道，這樣就可以使回撤通道的變形量降低。按照回撤通道實(shí)現(xiàn)狀況，就設(shè)計(jì)了垛式液壓支架、永久支護(hù)方案的布置。在實(shí)際使用之后，在采面和回撤通道貫通時(shí)，頂板下沉量一般被控制到200～400mm范圍中，整體的下沉量不大，使回撤綜采設(shè)備的效率提高。