特厚煤层综放面回撤通道布置位置探讨

杨晓强

(华电煤业集团有限公司，北京 100035)

特厚煤层综放面回撤通道布置位置探讨

杨晓强

(华电煤业集团有限公司，北京 100035)

采用预掘主、辅回撤通道多通道多点回撤工艺时，回撤通道是否合理直接关系末采贯通后回撤通道质量。内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司尝试将回撤通道布置在邻近采空区影响范围内，出现顶板下沉、台阶等矿压显现现象，增加了工作面设备回撤难度。通过分析，提出了回撤通道布置位置的建议，为工作面实现安全、快速回撤奠定基础。

特厚煤层；综放面；双回撤通道；采空区；末采

0 引言

缩短综放工作面设备搬家倒面时间[1]，保障矿井有更多的生产时间，是煤炭企业提质增效的有力举措。能否实现综放工作面设备快速搬家与回撤，关键取决于停采位置的条件，如果主、辅回撤通道布置位置选得好、支护到位，则末采过程中顶板破碎概率相对较低，主辅回撤通道顶底板移近量相对较小，末采作业时间也相对较短，能为工作面设备顺利回撤搬家创造有利条件，缩短搬家倒面时间；反之，则可能出现工作面设备回撤困难，末采及设备回撤时间延长，甚至导致采空区遗煤自燃及顶板事故。

1 工作面概况

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司F6205综放工作面所采煤层为石炭系上统太原组#6煤层，埋深267.7～417.5 m，第四系上更新统马兰组黄土层0～150 m，煤层外生和内生裂隙不发育，脆性差，煤层较稳定，煤层平均厚度为15.8 m，煤层倾角0°～12°，平均6°。该工作面走向长度为1 747.0 m，倾向长度为240.3 m，属典型的厚松散层特厚煤层综放工作面。

图1 F6205综放面巷道布置

2 末采回撤技术简介

F6205综放面采用辅巷多通道回撤技术，在工作面停采线位置布置主、辅回撤通道，作为工作面设备搬运通道，主、辅回撤通道中心距约为35 m，2条回撤通道间根据工作面长度每间隔60～65 m布置1条联络巷。F6205综放面巷道布置如图1所示[2]。

当综放工作面回采至距主回撤通道剩余35 m左右时停止放顶煤，并开始进一步加强工作面及2条回撤通道的矿压观测与分析工作；当距主回撤通道18 m左右时开始铺设柔性聚酯纤维网，一边末采一边对比调整工作面与主回撤通道高程，直至整个工作面与主回撤通道按规程要求顺利贯通；组织挑梁清煤作业并检查回撤通道支护状况，最后利用主、辅回撤通道间联巷进行设备拆除回撤[3]。

3 回撤通道布置及补强支护

3.1 回撤通道位置的选取

结合F6205综放工作面设计及矿井回采经验，F6205辅回撤通道原设计位置距离6煤回风大巷约120 m，主、辅回撤通道巷道中心距为30 m。

通过6煤辅运大巷掘进F6205运输顺槽开口，巷道以-6.8°坡度掘进，当运输顺槽过6煤辅运大巷继续掘进150 m位置时揭露2条落差分别为2.3 m与3.0 m的正、逆断层，掘进面全岩掘进，经分析，调整掘进坡度为-10.0°，继续掘进140 m时进入煤层，并逐渐调整为沿煤层底板掘进。F6205综放面回撤通道位置剖面如图2所示。

揭露断层位置恰巧为原主、辅回撤通道设计位置，若继续沿用原设计将导致末采时工作面揭露全岩回采，不利于工作面末采及设备回撤。经综合分析、权衡利弊，决定将主、辅回撤通道向切眼方向调整60 m，选取顶板较稳定位置作为回撤通道新设计位置，如图1所示。

3.2 回撤通道补强支护设计

F6205回撤通道补强支护采用在锚吊梁和其他支护的基础上打设单体支柱以及布置垛式支架的方式，共使用工作阻力为15 000 kN的垛式支架89台,工作阻力为18 000 kN的垛式支架15台(在主回撤通道内靠辅运顺槽侧布置)。除以上支护形式外，对主回撤通道副帮、联络巷使用补打锚索配合H型钢梁及喷浆、注浆的方式联合加强支护，确保回撤通道支护强度足够大，以降低末采过程中矿压显现现象，为工作面设备回撤提供足够有效的空间。

4 回撤通道位置调整后末采回撤特点

4.1 回采阶段特点

此次主、辅回撤通位置较F6204面位置向工作面切眼方向调整了60 m，该位置位于相邻F6204面相对采空区侧。F6205面末采时距相邻F6204面回采结束已18个月，根据矿压理论，此时F6204面采空区基本顶垮落回转断裂，已形成较稳定的砌体梁结构，当F6205综放面回采时，除了要承受本面基本顶垮落形成的矿山压力外，还须承受打破F6204面稳定砌体梁结构而形成的压力，导致F6205面区段煤柱与工作面三角区域形成相对“承压带”(如图1所示)，该承压带伴随工作面整个回采过程。

4.2 末采阶段特点

进入末采阶段后，由于铺网等工序制约了工作面推进速度，从而使“三角承压区域”受力状态进一步恶化，现场观测也表明，末采阶段顶板下沉、底板及帮部鼓出等矿压显现现象也更为明显，主回撤通道、辅回撤通道及辅运顺槽三角区域变形严重，甚至发生过小范围冒顶、单体推倒现象。在工作面与主回撤通道贯通时，由于顶底板移近量较大(最大2.5 m)，导致贯通挑梁困难，工作面与主回撤通道贯通后出现大台阶(局部1.5 m)等[4]。

同时，由于主、辅回撤通道相对位于煤层顶板位置，末采过程中由煤层相对底板位置逐渐回采至停采线煤层顶板位置，属工作面“穿层位”末采，造成工作面局部顶板破碎，末采铺网困难。

4.3 工作面停采后特点

以往当工作面至停采位置后，伴随末采的进行，“三角承压区域”逐渐减小直至基本消失；而F6205综放面与主回撤通道贯通后，该“三角承压区域”并未消失，反而由于工作面抵达停采线，工作面、回撤通道受力状态加剧恶化。

4.4 设备回撤特点

由于回撤通道及辅运顺槽“三角承压区域”出现严重变形，局部出现较大台阶，需采取妥善措施处理较大范围台阶，保护设备行人安全并保持通风空间，为工作面设备安全回撤创造有利条件。

受矿压显现现象制约，不能采取多通道多点设备回撤方案，只能临时调整为单点顺序回撤，大大降低了设备回撤效率，导致设备回撤工期较原计划延长近1个月，给顶板安全及防灭火工作带来巨大压力[5]。

图2 F6205综放面回撤通道位置剖面

5 取得的经验及后续建议

(1)采用预掘主、辅回撤通道多通道多点回撤工艺时，回撤通道位置应避免选在受邻近采空区影响的范围内，从源头上杜绝压力集中对末采回撤的影响。

(2)由于地质等条件制约，回撤通道必须设在邻近采空区影响范围时，建议借鉴“恒阻大变形锚索支护+爆破切顶卸压”新工艺，采用恒阻锚索补强支护并对回撤通道采用切顶卸压施工技术，在增加支护的同时破断基本顶悬臂，改善工作面及回撤通道受力条件。

(3)建议结合钻孔等分析手段，避免回撤通道设置在顶板及煤层小裂隙发育层，杜绝末采阶段工作面“穿层”回采。

(4)为预防末采、贯通期间因压力大而导致回撤通道顶板出现较大下沉，建议主回撤通道在掘进过程中预留一定高度。

[1]《综采技术手册》编委会.综采技术手册(下)[M].北京：煤炭工业出版社，2001.

[2]杨晓强.厚松散层特厚煤层综放末采贯通层位调节技术探索[J].内蒙古煤炭经济，2013(8)：118-119,124.

[3]王志强，张玉波，张俊文.错层位巷道布置矿山压力与围岩控制[M].北京：煤炭工业出版社，2015.

[4]李志强.综采工作面快速搬家设备及回撤工艺概述[J].内蒙古煤炭经济，2012(12)：81,85.

[5]鲁百川.国强煤业综放工作面快速安装技术应用[J].内蒙古煤炭经济，2014(11)：89-90.

(本文责编：刘芳)

杨晓强(1986—)，男，山东莒南人，工程师，工学硕士，从事煤炭生产技术管理工作(E-mail:15001256781@163.com)。

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