活雞兔井12317工作面末采前回撤通道補強必要性分析

喬大良

(神東煤炭集團大柳塔煤礦，陜西 神木 719315)

0 引言

綜采工作面的回撤是煤礦生產(chǎn)的一項重要內(nèi)容，怎樣才能順利、安全、高效地貫通歷來是采煤工作者不斷實踐和研究的方向。大柳塔煤礦作為一個“高產(chǎn)、高效”礦井，在這方面更是走在了全國煤礦的前列，生產(chǎn)過程中，高度重視礦壓步距的計算、回撤通道的支護、垛架工作阻力選型等方面，成功地貫通一個又一個工作面。活雞兔井1-2煤層作為大柳塔煤礦首要的開采煤層，壓力不穩(wěn)，煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，采空區(qū)極易自燃等客觀條件造成傳統(tǒng)的回撤通道支護方法已經(jīng)滿足不了煤礦安全生產(chǎn)的需要，要求我們在支護方法上、設(shè)備選型上、支護參數(shù)上大膽創(chuàng)新。大柳塔煤礦活雞兔井12317工作面位于1-2煤集中輔運大巷延伸段東側(cè)，南側(cè)為12316工作面采空區(qū)，東側(cè)為12311工作面采空區(qū)，北側(cè)為f31斷層，工作面正上方為1-2上315面采空區(qū)。由于受f31斷層的影響，分為12317-1面和12317-2面，采用傳統(tǒng)的“刀把子”形式布置工作面。12317-2工作面寬度308.2 m，走向長度2 932 m，回撤通道寬度為5.4 m，巷高3.8～4 m范圍(施工混凝土底板后)。回撤通道與輔巷在順槽正常段開口布置，因斷層影響，斷層與回撤通道之間安排旺采以回收煤柱。在這種條件下，作出了對12317工作面回撤通道變更，擴大回撤通道副幫網(wǎng)片覆蓋面積，重視回撤通道聯(lián)巷口及內(nèi)部支護、加強回撤通道頂板錨索支護等等，以便能夠確保12317工作面順利、安全、高效地貫通。

1 12317工作面回撤通道支護變更

1.1 原12316回撤通道支護方式及存在問題

12316回撤通道正幫采用玻璃鋼錨桿、塑料網(wǎng)聯(lián)合支護；副幫采用金屬網(wǎng)片加螺紋鋼錨桿支護；聯(lián)巷內(nèi)部及通道頂板靠近副幫一側(cè)鋪雙層網(wǎng)，每米網(wǎng)片覆蓋面積為2.2 m2；輔助通道頂板不掛網(wǎng)片，通道副幫采用豎型鋼帶加錨桿支護；通道頂板采用每排1根4.6 mW鋼帶加4根φ17.8 mm×8 000 mm錨索聯(lián)合支護，排距1.2 m；輔巷頂板采用每排1根4.2 mW鋼帶加3根φ17.8 mm×8 000 mm錨索聯(lián)合支護，排距3.0 m，如圖1在末采掛網(wǎng)前一個月礦方安排施工垛架支護，通道內(nèi)部放置兩排垛架，垛架間距500 mm。

圖1 回撤通道頂板錨索支護平面圖

12316工作面貫通后，通道煤幫片幫嚴重，網(wǎng)兜狀片幫煤多，多個錨桿托盤崩出，存在極大的安全隱患，如圖2所示。副幫沒有支護和網(wǎng)片覆蓋的地方煤柱均遭破壞，垮落；支護網(wǎng)片鐵絲變形嚴重，部分網(wǎng)片搭接處已經(jīng)受片幫煤撐破，錨桿頭及托盤已經(jīng)深深埋藏在網(wǎng)片凹陷處，部分錨桿的托盤已受壓力劇烈增大而崩出且嚴重變形，部分幫錨桿從螺母處被拉斷，距離貫通5 m左右，人能清楚聽到托盤崩出后打在垛架架身的啪啪聲。貫通將至，通道壓力劇烈增大，垛架承受壓力也相應(yīng)增加，垛架安全閥泄液嚴重，貫通后開始回撤支架，回撤期間頂板整體下沉，回撤通道幫及頂板支護破壞嚴重，回撤期間人身安全面臨極大的威脅。為避免再次出現(xiàn)12316工作面回撤通道在貫通期間出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，12317工作面支護方式需要變更。

圖2 回撤通道副幫片幫狀況示意圖

1.2 12317工作面回撤通道支護變更的因素

設(shè)備因素：12317工作面面長，運輸機故障多，采煤機、支架、泵站等設(shè)備老化嚴重，設(shè)備檢修時間長，導(dǎo)致工作面生產(chǎn)不規(guī)律，推進速度慢，來壓顯現(xiàn)強烈。

斷層分割：工作面靠近回撤通道區(qū)域老頂受3個斷層分割，導(dǎo)致工作面老頂不完整，打破了原有的周期來壓規(guī)律。

頂板破碎：工作面頂板破碎不完整，工作面煤壁支撐作用減小，支架支撐力增加。

工作面甩壓困難：工作面面長308.2 m，布置180臺支架，比一般工作面長，工作面各段來壓不能同步，工作面甩壓困難。

壓力顯現(xiàn)劇烈：12317工作面走向長度長，長約3 300 m，回采過程中推進度慢，工作面壓力顯現(xiàn)規(guī)律難以掌握；12317工作面頂板老頂不易形成穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu)，往往形成懸臂梁結(jié)構(gòu)形式破裂，懸臂梁破裂致使工作面礦壓顯現(xiàn)影響巨大。

1.3 12317工作面回撤通道支護方式變更情況

改變以往支護錨索、網(wǎng)片的參數(shù)：回撤通道原來使用φ17.8 mm×8 000 mm錨索，變更后采用φ18 mm×8 000 mm錨索，加大錨索的抗拉強度，并在排距1.2 m兩排錨索之間施工散錨索，并與原錨索保持在一條直線上，加大頂板支護強度，避免在貫通時因壓力增大，導(dǎo)致頂板過度下沉。

加大回撤通道副幫的支護強度：聯(lián)巷口之間副幫采用縱向鋼帶加縱向錨索施工，聯(lián)巷口內(nèi)部靠近通道兩側(cè)兩幫各施工5排縱向錨索(φ18 mm×4 600 mm)加縱向鋼帶聯(lián)合支護，后三排排距1 m，中間煤柱采用2排橫向錨索加W鋼帶(4.6 m，3眼)，錨索排距2 m×2 m。每個聯(lián)巷口兩側(cè)分別用3排W鋼帶(4.6 m，4 m)加錨索包角支護，錨索排距為1 m，如圖3所示。

圖3 回撤通道聯(lián)巷口補強平面圖

加大通道頂板、兩幫網(wǎng)片支護：通道頂板采用金屬網(wǎng)全覆蓋，雙層鋪蓋，每米網(wǎng)片覆蓋面積增加到3.2 m2。12316工作面貫通時，因為回撤通道兩幫未進行網(wǎng)片全覆蓋支護，壓力增大時，片幫煤飛出，存在很大的安全隱患?；谝陨辖逃?xùn)，12317回撤通道兩幫加大網(wǎng)片鋪蓋面積，支護后，網(wǎng)片與底板鄰接。

2 對綜采工作面回撤工作實踐經(jīng)驗

2.1 加強支護的必要性

12316工作面搬家回撤中，發(fā)生了幫錨桿托盤彈出的現(xiàn)象，說明對通道副幫加強支護是很有必要的。①回撤通道副幫支護可以有效地提高煤柱承受壓力的性能；②對聯(lián)巷、輔助通道內(nèi)煤幫掛網(wǎng)，可以提高煤柱的整體穩(wěn)定性，保證安全通道的回撤環(huán)境；③對通道頂板的加強支護，使通道狀況保持穩(wěn)定，可以保證工作面的掛網(wǎng)的安全和質(zhì)量，快速推采，高質(zhì)量貫通；④采用工作阻力大的垛架支護通道，在預(yù)防回撤過程中發(fā)生突發(fā)事件有很大的必要性。

2.2 必須重視的工作

為了進一步完善回撤通道的支護，保證生產(chǎn)、回撤工作能夠安全、高效，建議重視如下工作：①通道支護要保證質(zhì)量，支護參數(shù)(錨桿、錨索、網(wǎng)片)、形式要和工作面整體壓力情況相適應(yīng)；②輔巷與通道聯(lián)巷內(nèi)部及聯(lián)巷后要加強支護；③控制幫錨桿托盤的崩出，增加網(wǎng)片覆蓋層數(shù)很有必要；④回撤前在加大支架的檢修力度的同時，保證來壓步距等數(shù)據(jù)準確無誤。

3 結(jié)語

基于12316工作面在末采貫通時出現(xiàn)的異常情況，活雞兔煤礦在12317工作面貫通前經(jīng)過分析、推理，果斷作出對12317工作面回撤通道支護方式變更的決定，打破了以往常規(guī)支護方法，重點在支護參數(shù)、方式上作出改變，加大了錨索抗壓強度、擴大了網(wǎng)片幫部覆蓋面積、重視聯(lián)巷口及內(nèi)部的支護，從多方面對回撤通道進行補強，從而保證了工作面回撤取得良好的效果，這對其它工作面回撤通道維護提供了借鑒實例。