综采工作面回撤通道支护技术研究

综采工作面回撤通道支护技术研究

张伟

中煤平朔集团有限公司井工三矿 山西 朔州 036000

摘要：对于当前阶段的煤矿生产来说，在工作面的回采工作完成之后需要将施工所应用的设备转移到新的工作面进行安装，工作面的末采阶段，主回撤通道需要受到回采工作面超前支撑压力整个过程的影响，采动影响是比较严重的，会使得巷道受到较为严重的破坏和变形，进而一定程度延长工程的工期，回撤工作的开展也会因此受到相应的限制。本文主要对综采工作面回撤通道支护技术进行分析和探讨。

关键词：综合工作面；回撤通道；支护

引言：综采已经成为当前阶段我国井工煤炭开采发展的主要趋势，综采在许多方面的优势表现都较为突出，比如开采的效率高、产能大、不需要投入过多的人力，生产的安全性能够得到有效的保障等。综采工作面在当前阶段的应用较为广泛，其除了能够更进一步促进了矿井机械化开采的整体效率之外，还能够为矿井机械化开采的顺利进行提供有效的保障。就当前的总体情况来看，综采工作面工作开展过程中，所应用到的相关机械设备无论是在体积方面还是重量方面都很大，同时其在回撤通道方面也有着较为特殊的要求。

1. 工作面简述

34202工作面（Ⅲ段）区域位于二采区中西部，东邻二采区34203工作面（尚未回采）；南邻二采区4煤辅运大巷；西邻34201工作面采空区；北邻34202（Ⅱ段）采空区。工作面长211m，设计回采长度622m。本区对应地表为黄土丘陵，大部分被草地覆盖，沟谷发育，区域南部有榆平公路自西南向东北穿过。34202工作面（Ⅲ段）煤层总体赋存稳定，该煤层及围岩属于石炭系上统太原组上部含煤岩段，工作面煤层倾角为-3°-14°，平均为5.5°。34202工作面（Ⅲ段）煤层总体平均厚度为8m，其中4-1煤平均厚度2.68m，以半暗型煤为主，半亮型煤次之，块状，夹镜煤条带，沥青光泽，内生裂隙发育，含夹矸1～3层，煤层结构简单，夹矸为泥岩、碳质泥岩，其煤层结构为0.4（0.32）0.7（0.36）0.9；4-2煤平均厚度5.32m，以半暗型煤为主，半亮型煤次之，块状，粉末状，沥青光泽，夹镜煤条带，含少量黄铁矿结核，参差状断口，含夹矸3～4层，煤层结构复杂，夹矸为泥岩、碳质泥岩，煤层结构为2.82（0.40）0.60（0.60）1.9(0.4)0.40。

2. 综采工作面回撤过程中围岩变化的特征分析

在巷道的开挖工作完成之后，地下便会出现相应大小的空间，围岩最开始所表现的主要状态为挤压，在经过施工之后，其原本所受到的束缚作用力会得到很大程度地缓解，进而能够向四周的空间进行松胀，其原本的形状也会因此发生相应的变化。如果由于其所发生的松胀而产生的变形程度超出了一个合理的范围，那么便会发生相应的破坏，围岩便很容易会从母岩中发生分离以及脱落，之后便会导致出现滑动、坍塌以及岩爆的情况。对于综采工作面来说，其稳定性会受到多方面因素的限制，比如地应力大小、煤柱的尺寸以及所采用的支护方式等。对巷道围岩所发生的变形以及其破坏的形式进行相应的划分，可以大致分为三个种类，分别为脆性破坏、塑性破坏以及弱面剪切破坏。

（一）荷载分析

在回采巷道开挖工作完成之后，应力便会发生相应的变化。垂直应力通常在两帮表现较为明显，最终使得两帮煤体受到了相应的破坏；水平应力在顶底板岩层上的表现较为明显，会使得顶板离层以及底板发生一定程度的鼓起。在开采的过程中，侧向支撑压力和超前支承压力所表现的最高值都会大于最开始岩垂直应力的两倍到五倍左右，水平应力变大的主要原理就是：如果垂直应力获得了一定程度地增大，因为泊松效应的影响，岩层也会发生一定程度的变形，从而提高了水平应力，与此同时，在相邻岩层之间会在摩擦力较低的层面上发生相对滑动，进而会产生相应的附加水平应力，此水平应力便会作用在顶底板的岩层之上。

2. 综采工作面围岩变形破坏特征

顶板破坏的特征。由于水平应力的作用，顶板岩层会发生相应的剪切破坏，受到破坏的岩层，会由于剪切扩容而出现向侧向膨胀的情况，岩层发生相应的松动会一定程度降低巷道所能够承载水平应力方面的能力，水平应力会逐渐发生上移，进而能够在上方扩展相应的破坏区，在这种情况下，如果不及时地给予支护，那么所新形成的破坏区与自重膨胀压力结合的作用之下，便会出现冒落的情况。

底板破坏特征分析。工作面煤柱的开采会引起应力集中，水平应力以及垂直应力会获得很大程度地增加，如果集中应力从煤柱逐渐转移到巷道底板，所存在的相支撑压力作用于底板上，如果此力达到了或者是已经超出了临界值，那么底板岩层便会发生一定程度的塑性变形，进而也会出现相应的塑性区。

3. 综采工作面回撤通道支护技术

围岩稳定性方面所存在的问题具体来说就是围岩岩体自身所具备的强度和围岩应力之间所存在的矛盾，通常来说地质因素主要是由于围岩岩体自身的强度以及围岩应力所造成相应的影响，进而对围岩的稳定性方面起到了相应的控制作用。回采工作面支架会与其所支撑的围岩之间产生相应的应力，所存在的应力便会有效地促进两者矛盾统一体的形成。巷道支护工作开展的最终目标是为了能够一定程度减轻围岩所发生的移动，严格控制巷道断面的缩小程度，避免已经发生散离以及遭到破坏的围岩出现冒落的情况。其次，巷道支护还能够在围岩变形的调节以及控制方面发挥相应的作用，在支护材料进行结构和性能方面设计的过程中，一定要与围岩运动所表现出的规律互相迎合，在此基础上才能够保证所设计的支护结构更具经济性以及合理性。

综采工作面在实际开展回撤之前，要想能够为回撤整个过程的安全性提供有效的保障，便需要开展回撤通道支护方面的工作。接下来以回坡底煤矿34202工作面举例，对回撤通道工艺开展相应的叙述。

1. 铺网

需要在距停采线的倒数第20刀煤开展工作面的铺网工作，一直到停采位置。实际操作过程中的具体要求如以下：顶网应用最为广泛的为菱形状金属网，在铺网的过程中，除了需要在距停采线的倒数第20刀煤铺单层网之外，其余的第19刀一直到1刀煤都应用双层网展开铺设，在这个过程需要注意对相邻两道网的横向搭接部分控制两米到三米的距离。对于第一道网铺设应用打锚杆的方式来实现网边的有效固定，在进行金属网铺设的过程中，需要在网的边缘位置打一排顶锚杆来实现固定。

2. 铺钢丝绳

在实际开展钢丝绳铺设工作的过程中，一般来说都会选用21.5毫米的钢丝绳。从始至终一共需要进行九道钢丝绳的铺设，在离停采线的倒数15刀到7刀煤展开此项工作。需要在割煤完成之后拉架开展之前的机道内侧铺设一道钢丝绳，需要将钢丝绳的一侧固定于机尾顶锚杆，钢丝绳的另一端则需要固定于机头的顶锚杆。被固定之后的锚杆需要给予重新施工，不能够继续应用原锚杆，需要保证在固定钢丝绳的过程中所应用的绳卡子不能够低于三道，同时需要保证钢丝绳应用倒链拉近，在完成钢丝绳的铺设之后，需要每间隔0.2米应用铅丝和顶网联一道，并且不能够低于三圈双股拧紧。

3. 锚杆施工以及锚索施工

需要在距停采线的倒数第六刀开展锚杆的施工，从始至终一共需要开展6排的锚杆施工。在工作面距停采线的倒数第6到和倒数的第5刀之间、倒数第4刀和倒数第3刀之间、倒数的第2刀和倒数第1刀之间开展锚索施工。

结束语：总的来说，综采工作面回撤通道会应用锚杆、锚索以及钢丝绳的联合支护方式来实现支架回撤期间顶板的相应控制，采用此种方式便能够为支架安全以及回撤的顺利开展提供相应的保障。

参考文献：

[1]杨建海. 综采工作面回撤通道支护技术研究[J]. 当代化工研究,2020(01):52-53.

[2]史黎翔. 综采工作面回撤通道安全维护研究[J]. 山东煤炭科技,2018(10):3-5.

[3]韦安明. 综采工作面回撤通道支护技术研究[J]. 农家参谋,2019(13):193.