煤层综采面回撤通道支护范文

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《煤矿现代化杂志》2014年第四期

1综采面主回撤通道支护技术

伊泰集团公司自2007年技改完成后在纳林庙矿区的矿井全部采用目前世界上最先进的无轨胶轮车辅助运输方式，结合该矿区主采煤层的特点和煤矿的辅助运输方式，伊泰集团公司在该矿区的3个主力矿井综采搬家全部采用辅巷多通道模式。

1.1主回撤通道垛式支架支护强度工作面停采时回撤区顶板呈近似悬臂梁结构，上覆岩层重量主要由支架承担。考虑支架后可能悬跨一定长度的老顶岩梁，假设悬跨岩梁为一个来压步距的长度。此时，回撤区支架要承受两部分的岩重，一是控顶距上方顶板岩重，二是支架后方悬跨老顶岩重。按回撤区老顶和上覆岩层分离，顶板岩层整体下沉的最危险工况计算顶板压力及支架所需支护阻力，回撤通道轴向1m作为顶板压力的计算单位，简称压力集度，单位kN/m，由此可计算得出顶板压力（以下计算所取参数按采高6m所取，即工作面支架型号为ZY/13000/28/63D，回撤通道净宽6.5m）为。式中：P0为顶板压力，kN/m；γ为岩层容重，2.5×104N/m3；c为周期来压步距，取16.5m；MZ为直接顶厚度，取18.0m；ME为老顶厚度，取8.6m；LK1为沿工作面推进方向实际控顶距,11.52m；

1.2主回撤通道支护工艺（1）主回撤通道作为回撤工作面设备使用的主要通道，采高5.2m主回撤通道断面为矩形，净宽6.0m，净高3.8m；采高6.0m主回撤通道断面为矩形，净宽6.5m，净高4.2m。顶板一次支护采用锚杆、网片、锚索支护。（2）主回撤通道二次补强支护采用单体液压支柱、11号矿用工字钢梁、垛式液压支架等进行补强支护。金属网下按照间距865mm采用一梁两柱方式支设11号矿用工字钢，保证每台液压支架能够挑住两根工字钢梁，钢梁下支设两排1000kN垛式支架，成“品”字形布置，垛架间距0.5m，如图2。主回撤通道采用这种支护方式3个矿共搬家22次，统计数据见表1，正常搬家12次（全部为5.2m采高），平均搬家时间9.73天；8次搬家不正常（7次6.0m采高，1次为5.2m采高）,发生主回撤通道顶板严重下沉，出现压架现象，单体液压支柱折损严重，给回撤带来很大的困难、搬家进展缓慢，费用增加。通过对顶板压力和回撤通道垛架承受压力的估算，得出采高6.0m时用于加固支护主回撤通道顶板的液压支架的支护阻力应不小于10295.9kN。现场实际统计数据也说明10000kN垛式支架用于采高6.0m综采面回撤通道的二次支护易发生通道中部顶板下沉和支架压死现象。由此，可得出10000kN垛式支架无法满足采高6.0m综采面通道中部的二次支护强度。（3）由于上述支护方式不能满足采高6.0m综采面回撤通道的二次支护强度的需要，我们在采高6.0m综采面回撤通道的二次支护工艺应用中进行改进，目前通道支护采用一种更为简单快速的高强度支护方式，即在主回撤通道采用锚索吊钢梁及双排大阻力垛式支架的支护方式进行顶板支护。主回撤通道钢梁长度为6m，打设3根锚索吊挂钢梁，锚索打设沿采煤贯通帮与顶板垂直布置，每根钢梁排距865mm，锚索外露500mm。根据矿压显现规律，综采工作面回采时工作面中部压力显现往往比较强烈，因此工作面1号～3号联巷之间钢梁下支设阻力比较高（18000kN）的垛式支架；1号联巷到主运顺槽间和3和联巷到辅运顺槽间钢梁下支设阻力比较低（10000kN）的垛式支架，平面布置如图3。采用上述改进回撤通道支护工艺后，首先，回撤通道支护工艺变得相对简单。掘进主辅回撤通道时一次锚网支护到位后，待综采工作面推采到距离回撤通道300~500m时再进行锚索吊双工字钢梁+垛式支架支护。这种支护方式几乎不用单体液压支柱，可减少工作面作业人员，这样支护时既不需要太多的人力，又能够保证安全，大大降低工人的劳动强度。采用锚索吊钢梁加大阻力垛架支护方式后，统计数据见表2，三个矿共搬家8次，唯一一次不正常搬家是由于综采队末采联网质量差以及贯通时形成0.5m以上的台阶所致，非顶板事故。其他8次搬家都比较顺利，未出现严重压架现象；搬家速度比一梁两柱垛架支护方式平均快6天多，极大地提高了综采面回撤效率与安全性。“锚索吊工字钢梁+大阻力垛架”这种主动支护和被动支护相结合的支护方案是可行的,能有效控制围岩变形,可实现设备的快速安全回撤。

2结束语

（1）本文综合运用岩体力学和矿山压力关键层理论及现场施工数据统计研究，确定了鄂尔多斯纳林庙矿区6-2煤层采高6.0m时综采面主回撤通道合理有效的二次补强支护方式，且取得了很好的实践应用效果，可推广到有类似地质条件的矿区应用，进一步证明支护方式的可靠性和实用性；（2）采用辅巷多通道的工艺进行设备回撤时，主回撤通道二次补强支护是回撤能否顺利的关键环节，要根据不同的煤层、不同的开采区域、不同的地质特征，采用不同的通道支护方式，在实践中要不断的研究，有选择性的进行技术改进，这对综采搬家倒面及保持高产稳产是非常必要的。

作者：李文艺单位：内蒙古伊泰集团有限公司