综采工作面末采回撤工艺应用探究

刘成乡

摘要：现阶段，在综采工作面末采阶段，采动会影响回撤通道顶板稳定性，回撤通道帮部及顶板位移将显著增大，巷道断面内易发生变形，甚至造成煤帮片煤严重、顶板局部冒落、液压支架压死等问题。因此，研究综采工作面末采回撤工艺应用具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。

关键词：综采工作面；末采；回撤工艺；应用；

1综采工作面末采回撤技术发展现状

随着煤炭开采大型化，煤炭企业对综采工作面接续速度有了更高的要求，目前，我国综采工作面回撤通道布置主要分为三种。第1种为预掘双回撤通道方式；第2种为预掘单回撤通道方式；第3种为自割回撤通道方式：在综采工作面推进至距停采线距离为回撤通道宽度时，利用采煤机割煤，并对空顶部分及时进行顶板支护、帮部支护，形成一条与综采工作面回采空间组合的辅助巷道。预掘双回撤通道方式可通过双通道联络巷多处同时回撤，有效加快了工作面设备的回撤效率，但预掘双回撤通道方式需要在主、辅回撤通道间留设安全煤柱，降低了综采工作面回采率，增加了煤矿回采煤柱损失，对煤矿经济效益造成一定影响。预掘单回撤通道方式利用工作面回撤通道与工作面组合回撤空间，回撤空间充足，可以有效缩减工作面的设备回撤时间，但预掘的单回撤通道因其服务期较长，且未留设承压煤柱，受工作面收尾回采动压影响强烈，顶板变形量较大，通道顶板控制较繁琐。自割回撤通道方式利用工作面回撤通道及工作面空间形成搬家回撤系统，工艺较以上两种方式简单，在末采阶段回撤通道未形成，降低了因采动对回撤通道的影响，且未留设安全煤柱，有效提高了煤矿回采率，创造了一定的经济效益，但该回撤方式适用于埋藏条件较好，顶、底板较稳定的煤层。目前某矿区正在积极推广使用该种回撤技术，以代替原预掘双回撤通道方式，提高煤矿经济效益。很多国内研究表明，我国煤矿不同地质条件下采用不同回撤通道布置方式可有效保障矿井安全生产，而采用自割回撤通道方式进行工作面设备回撤，在回撤通道服务期间通过锚杆（索）、梁组合支护、液压支架、单体支柱、木垛等防治回撤通道片帮及顶底板变形。

2工程概况

5302工作面相应地面位置位于济渔公路以东，京杭运河以西，龙拱河以南；地面多为鱼塘及田地，附近有大魏、小魏、北张庄等村庄。5302综采工作面位于五采区，地面标高为+34.0～+36.0m，工作面标高为-1206～-1292m，工作面回采长度为485m（平距），工作面宽度为150m（平距）,开采面积为72664m2，采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。工作面开采3上煤层，煤层赋存较为稳定，煤层平均厚度为2.5m。该工作面共安装支架106架，采煤机、刮板输送机一部；皮顺安装超前支架4组8架，转载机、破碎机和胶带输送机各一部等。

3工作面末采铺网工艺

3.1准备工作

工作面通过每台支架手动绞盘、钢丝绳进行挂网作业。推采至距停采线13m位置处开始铺设聚酯纤维柔性网（柔性网），在铺设柔性网前施工固网压茬锚杆，固网压茬锚杆在支架顶梁之间距顶梁端部100mm处施工。为保证钢丝绳起到吊网作用，挂网时将钢丝绳连接环绕过柔性网并留设不少于6m的富余长度。

3.2工作面铺网工艺

工作面按照：收网→割煤→放网→拉架→推溜的次序依次进行，铺网的同时在支架顶梁与柔性网间架设半圆木或木板梁，每根半圆木须架设在相邻两个支架上。

4工作面回撤通道支护工艺

4.1回撤通道

顶部支护工作面距停采线3.6m时支架停止前移，采用煤机割煤、单体辅助推溜等方式拓宽通道，回撤通道宽3.6m、高3.4m。工作面顶板为复合顶板，伪顶存在1m厚的泥岩，强度差；向上为粉砂岩，具有较高稳定性。顶板采用“锚、网、索”联合支护，利用锚网索联合支护将顶板固定为一个整体，同时利用柔性网防止破碎岩石的掉落，如图1。

图1末采支护施工剖面示意图（mm）

4.2回撤通道帮部支护

帮部煤体采用“锚、网”支护，利用富余的柔性网配合锚杆、木托板进行支护（当纤维网长度不够时，须补联菱形铁丝网），每排打设3根Φ22mm×1600mm锚杆，间排距为1400mm×1200mm。详见图1。

4.3工作面回顺后端头抹角支护

工作面支架回撤前，需确保回撤通道与回顺交叉出口过渡平滑，保留足够空间回撤支架，根据支架装载机尺寸及型号规格，选取煤壁侧抹角半径5m。因端头巷道跨度大，支护面积广，对该处顶板采取超前锚索补强支护。

5工作面支架回撤工艺

工作面支架回撤采用前进式“多掩护支架回撤法”，掩护架3架。掩护式撤架法利用已撤出的中部架作为掩护支架全断面支撑回撤通道顶板，为待撤支架创造良好的顶板空间。

5.1调整掩护支架

选取4#、5#、6#架作为掩护支架，其中5#架作为老空侧掩护支架、4#架作为中间掩护架、6#架作为煤壁侧掩护架。具体掩护架转架工艺如下：（1）工作面机头1#、2#、3#架在顺槽巷道内利用绞车可直接回撤，回撤后在老空侧区域打设2.4m×2.4m木垛2个，维护顶板的完整性。（2）调整4#、5#支架。利用撤架绞车并选用巷帮施工的锚索作为导向点摆转4#支架，4#支架摆转后在撤架空间沿切顶线位置打设单体+铰接梁支护。利用撤架绞车将5#支架抽出2m后进行摆转，摆转过程重复4#支架摆转过程，使5#支架紧邻4#支架靠近老空侧区域放置。（3）调整4#、5#、6#支架。利用撤架绞车将6#支架正常抽出并向机尾方向转向60°，借助单体液压支柱对5#、4#架进行摆转，使其与回撤通道平行布置，选用巷帮锚索作为导向点摆转6#支架，使其与回撤通道方向平行布置，掩护架调整完毕，如图2。

图 2调整 6# 掩护架

5.2中部架回撤工艺

中部架回撤过程中，利用4#、5#、6#架作为掩护支架，抽出待撤支架。利用绞车牵引配合单体将被撤支架抽离至具备转向位置；拆除导向滑轮，利用绞车牵引将被撤支架转向调直并拉移至装车点；拉移掩护支架至下个待撤支架位置；重复该次操作，直到收尾架。

5.3收尾架回撤工艺

掩护架及最后2架撤除顺序为：倒数第三架撤出后打设“井”字型木垛→回撤老空侧掩护支架→回撤煤壁侧掩护支架→最后两台支架→中间掩护支架。

结论

（1）根据工作面支架尺寸及安全间隙从而确定回撤通道净宽度、掘进宽度及铺网长度。（2）末采挂网采用绞盘、滑轮和柔性网完成末采挂网工艺，代替原来人工配合支架前梁进行挂网，具有施工进度快、减轻劳动强度、安全系数高的优点。（3）末采回撤支架采用前进式“多掩护支架撤架法”，4#、5#、6#架作为掩护支架，有效减少了木垛施工量，节省支护材料。掩护支架法可有效控制顶板安全，特别是针对末采期间顶板破碎的情况，通过柔性网和支架有效配合，可确保回撤期间顶板可靠、安全。

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