综采工作面回撤通道安全维护研究

史黎翔

（山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司，山西 吕梁 033300）

由于综采工作面回撤通道断面积大，且在后期搬家回撤时间长，在此期间受采动压力、构造应力以及上覆岩层自身重力影响，回撤通道顶板压力加大出现破碎现象，受超前支承压力影响，工作面煤壁出现严重片帮现象，煤壁与顶板之间的三角煤柱无法预留，加大了回撤通道空顶距，威胁着工作面后期搬家回撤施工安全。以山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司5207工作面为例，对工作面回撤通道顶板及煤壁采取了合理有效控制维护措施，确保工作面安全高效回撤。

1 概况

山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司位于柳林县贾家垣村南侧，井田面积5.649 km2，矿井设计生产能力为1.5 Mt/a。井田主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，可采4、5、8、10号煤层。5207工作面位于井田西翼，设计走向长度1700 m，倾向长度180 m。工作面回采煤层为5#煤层，煤层平均厚度3.0 m，5207综采工作面已接近停采线，正处于工作面回撤通道形成阶段。

5207回撤通道设计断面规格为宽×高=4.0×3.0m，回撤通道长度为180 m，回撤通道传统支护设计中，顶板采用锚杆、钢带进行维护，工作面煤壁采用单锚杆进行维护。但是由于回撤通道断面较大，回撤通道形成后持续时间长，受采动集中压力、构造应力等外界作用力影响，回撤通道很可能出现顶板破碎、煤壁片帮现象，通过对5202回撤通道观察发现，传统支护设计对回撤通道顶板及煤壁维护效果相对较差，5202回撤通道顶板变形严重，顶板下沉量达0.5 m，煤壁片帮深度达1.1 m，严重威胁着工作面后期搬家回撤施工。因此，为提高回撤通道安全稳定性，保证搬家回撤工作安全高效开展，必须对5207回撤通道顶板、煤壁采取合理有效的维护措施。

2 回撤通道维护措施

2.1 回撤通道顶板维护措施

对传统顶板支护进行优化，决定采用“JW型钢带+锚索+锚索梁”联合支护方式对其进行维护。

（1）5207回撤通道顶板共计施工四排钢带，钢带长度为4.8 m，每根钢带配套5根锚杆，钢带排距为1.0 m，钢带平行工作面布置，第一根钢带距液压支架前探梁间距为0.8 m，相邻两根钢带首尾锚杆叠加布置。

（2）由于5207回撤通道直接顶主要以炭质泥岩为主，顶板破碎时普通锚杆支护效果差，会出现锚固失效现象，决定5207回撤通道顶板采用长度为3.0 m、直径为24 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间距为1.1 m，每根锚杆配套使用两支锚固剂，一支矿用快速型MSK23/60，一支矿用超快型MSK23/35。

（3）顶板钢带及锚杆施工完后，在顶板施工两排单锚索，第一排单锚索施工在第一排与第二排钢带之间，第二排锚索施工在第三排与第四排钢带之间，锚索采用长度为6.5 m、直径为21.6 mm预应力钢绞线，锚索间距为3.0 m，每根锚索配套使用三支锚固剂，两支矿用快速型MSK23/60，一支矿用超快型MSK23/35。

（4）为了防止工作面在回撤支架期间支架前探梁处顶板出现压力切割断裂现象，在前探梁前方0.3 m处施工一排纵向锚索吊棚，吊棚长度为3.5 m，每架锚索吊棚采用三根长度为5.0 m锚索将其与顶板锚固，锚索吊棚与工作面平行布置。

（5）为提高回撤通道顶板稳定性，在回撤通道顶板施工迈步式横向锚索吊棚，锚索吊棚长度为3.5 m，吊棚垂直工作面布置，锚索吊棚间距为3.0 m，相邻两架锚索吊棚成迈步式布置，如图1所示。

图1 5207工作面回撤通道顶板联合支护平面示意图（mm）

2.2 回撤通道煤壁维护措施

对5207回撤通道煤壁采取“L型钢带+圆钢托架”进行联合维护。

（1）5207回撤通道煤壁采用的“L”型钢带长度为4.2m，短边长度为1.2m，长边长度为3.0m，钢带上焊制5个圆孔，圆孔孔径为25mm，间距为0.9m，钢带间距为1.5m。

（2）“L”型钢带短边采用长度为2.0 m左旋无纵筋螺纹钢锚杆与顶板锚固，顶板与煤壁之间施工一个角锚杆进行固定，钢带长边采用三根锚杆与煤壁进行锚固，每根锚杆配套使用两支锚固剂，一支矿用快速型MSK23/60，一支矿用超快型MSK23/35。

（3）为了提高相邻两根“L”型钢带之间联锁保护作用，钢带施工完后在相邻两根钢带长边处施工两根圆钢托架，圆钢托架成“×”字型布置；圆钢托架长度为2.0 m，直径为30 mm，圆钢托架两端各焊制一个直径为25 mm圆孔，如图2所示。

图2 5207回撤通道煤壁支护平面示意图（单位：mm）

3 实际效果

（1）5207回撤通道顶板采用“JW型钢带+锚索+锚索梁”联合支护方式后，提高回撤通道顶板整体稳定性，减少了顶板破碎、下沉现象，5207回撤通道形成且维护后，在顶板处共计安装三个顶板离层仪，并安排专人对其进行五周观察，发现回撤通道顶板维护后的第一周内顶板下沉量为0.12 m，第二周顶板下沉量为0.07 m，第三周至第五周顶板下沉量趋于稳定，且在后期工作面搬家回撤过程中，回撤通道顶板未出现破碎现象。

（2）5207回撤通道煤壁采用L型钢带，解决了顶板与煤壁之间三角煤柱难以预留的难题，减小了顶板空顶距，采用圆钢托架对相邻两根钢带进行联锁保护，有效避免了煤壁大面积片帮现象。

（3）5207回撤通道顶板及煤壁采用联合支护效果好，取消了单体支柱支护，降低了劳动强度，为工作面后期提供了足够的设备搬家回撤空间。