1、概述 綜采工作面回采巷道的布置與支護綜采支架壓力檢測儀應用

安徽淮南潘一礦投產于 1983年12月26日 ，是淮南礦業集團公司第一座大型現代化礦井，多年來一直承擔著繁重的產量任務，屬于典型的高強度開采礦井，今年產量可達到400萬噸。

13-1煤層是潘一礦的主采煤層之一，煤厚4.8- 7.5米 。礦井投產初期，由于受技術條件的限制，全部采用分層開采工藝，形成了目前在采區階段內，實體煤區段和底分層區段并存的格局。2002年，隨著礦井第一個放頂煤工作面的成功回采，標志著采煤技術水平上升到了一個新的層次，這必將帶動礦井其它專業技術的發展。“采掘并舉，掘進先行”，掘進技術必須迎頭趕上。

2、問題的提出

潘一礦是高瓦斯突出礦井，13-1煤層的瓦斯含量更是達到了 15m3 /t左右，且為高突煤層。在掘進過程中，由于必須嚴格執行“四位一體”防突措施，每月實際進尺時間僅占全月的1/3不到，嚴重制約了掘進的單進水平，平均月進僅 90米 左右。而工作面推進，由于在回采前采取了全面的瓦斯消突措施，回采進度大大提高，平均每月可以達到 120米 左右，采掘進度比例嚴重失調。

潘一礦13-1煤層的頂板為復合頂板，直接頂為2.2- 4.2米 厚的泥巖和砂質泥巖，中間發育0.2- 0.8米 的13-2煤層，向上為粉細砂巖老頂。加之綜放面的回采巷道跨度較大，一般在 4.6米 以上，所以采用錨桿支護時，頂板的控制難度較大。若要跟煤層底板掘進，則要丟頂煤，而該煤層的f值只有1.5左右，采用錨桿支護基本上不可能成功。但若要采用架棚支護，增加了上、下風巷改棚和回棚工序，將嚴重制約放頂工作面的高產高效。

綜上所述，潘一礦的綜采放頂煤工藝要得以健康、持續地發展，就必須解決掘進的進度問題以確保采面接替、解決巷道的支護問題以確保高效回采。通過近年來的不懈努力，礦井逐漸探索出從調整巷道的布置方式和改進支護工藝兩個方面來解決上述問題。

3、問題的分析與解決  綜采工作面回采巷道的布置與支護綜采支架壓力檢測儀應用

3.1  關于進度問題。 

在高突煤層中掘進巷道，如果沒有條件預先進行區域性消突，那么在施工過程中采取“四位一體”防突措施是必須的，對掘進進度的影響是不可避免的。能不能通過科學的布置巷道解決這一問題，是礦井多年來積極探索的課題，并于去年取得了成功。通過在相鄰工作面采空區內的底分層中外錯式布置綜放面的上風巷----即將待掘工作面的上風巷布置在上階段采空區內，既避開了瓦斯的影響和礦山應力集中帶，又有效地解決了沿空送巷的煤質問題，取得了明顯的經濟效益和社會效益。

3.2  關于支護問題。

煤巷錨桿支護以其積極主動的特點正在全煤行業推廣應用，而在綜采放頂煤工作面的回采巷道，采用錨桿支護代替架棚支護，可以免去采煤過程中的上、下風巷回棚工序，這對于實現高產高效意義重大。因此近年來，潘一礦掘進專業一直與合肥煤研所緊密合作，致力于大斷面復合頂板條件下錨梁網支護技術的研究，取得了實質性的突破，現已在全礦推廣使用。

4、技術應用實例

4.1錯層位沿空送巷

4.1.1 工作面概況

2322（3）工作面是潘一礦13-1煤層的一個綜采放頂煤工作面，東起東二13-1西煤下山，西至開切眼。上鄰2312（3）采空區，下方為實體煤。該面設計走向長 933m ，傾斜寬 180m ，采深 600m 。2322（3）面13-1煤層賦存較穩定，煤厚5.8～ 6.7m ，傾角7°～9°，煤層瓦斯自然含量14～ 15m3 /t，具有煤與瓦斯突出危險性。

上鄰2312（3）綜采工作面于1995年5月采畢，至今已有8年。跟13-1頂板回采，采高 3.0m ，底分層剩余煤厚約2.0～2 .5m ，頂板活動已經穩定，再生頂板也膠結形成。

4.1.2 技術方案  綜采工作面回采巷道的布置與支護綜采支架壓力檢測儀應用

根據殘余支承壓力分布情況，在煤體側可將采區沿傾斜方向分為5個不同的地帶，其中1為卸載帶，2、3、4為支承壓力影響帶，5為原巖應力帶。在采空區，支承壓力小于原巖應力。根據我礦底區綜采實踐，一般將底區工作面巷道內錯原頂分層巷道3~ 4m ，這時的頂板壓力較小。所以我們將2322（3）上風巷外錯2312（3）下順槽 3m ，并在底分層中掘進巷道，如圖（1）所示。

為保障2322（3）綜放面的安全回采，該技術方案配套采取了探放2312（3）采空區積水和防止采空區自燃發火等一系列安全技術措施。

2322（3）上風巷在掘進過程中實現了“兩小一快”，即瓦斯小、地壓小、進度快，平均月進 400米 ，確保了回采接替。為淮南礦業集團公司同類礦井的回采巷道布置開拓了新的思路，積累了寶貴經驗，具有深遠的社會意義。

4.2大斷面復合頂板條件下錨梁網支護技術

4.2.1   巷道概況

2622（3）綜放面下風巷位于礦井西三采區，東起13—1煤層回風下山，西至2622（3）切眼。巷道設計全長為 1083米 ，寬 4.6米 ，高 2.6米 。13-1煤層傾角平均7°，煤厚平均 4.48m 。

頂板自下向上為：泥巖（厚 0.78m ）、13—2煤層（厚 0.67m ）、泥巖及砂質泥巖（厚 1.58m ）、粉細砂巖（厚 10.62m ）;直接底為泥巖，厚度0.72～1 .42m / 0.94m 。

結合以上地質資料，考慮到綜采放頂煤工作面上、下端頭 20米 范圍內不放頂的情況，為便于提高錨梁網支護的效果，決定2622（3）下順槽跟13—1煤層頂板掘進。

     4.2.2   巷道支護設計

頂板支護結構采用：錨桿+錨索+12#槽鋼梁+金屬網的聯合支護方式，巷幫支護結構采用：錨桿+鋼筋梯子梁+金屬網的支護方式。

根據地質資料和錨桿支護的作用原理計算，支護材料及支護參數確定為：

錨索選用高強度、低松馳級，每根錨索采用7根￠ 5mm 鋼絞線粘結組成，直徑￠ 15.24mm ，強度為1860Mpa，最低破斷載荷260KN。錨索長度 4.5m 。

錨桿選用直徑為￠ 20mm 的普通螺紋鋼錨桿，抗拉強度為490Mpa，桿體伸長率≥15%，桿體屈服強度為335Mpa。錨桿長度 2.5m ，錨桿安裝預應力不低于15KN，錨桿螺絲扭矩不低于100Nm。最終抗撥力不小于100KN。

采用12#槽鋼梁作為錨（桿）索托梁，長度為 4.4米 。托板為采用A3鋼加工制作的金屬平托板，規格為140× 90mm 。8#鐵絲編制的菱形金屬網腰幫背頂，金屬網抗拉強度為：300～500Mpa,伸長率:(標距 100 mm )不小于12%。

錨索錨固長度： 1200mm ，每孔采用3卷Z2355型錨固劑。錨桿錨固長度： 800mm ，每孔采用2卷Z2355型錨固劑。

頂部支護采用4根錨索、2根錨桿配合12#槽鋼梁、8#鐵絲編制的金屬網聯合支護，錨桿（索）間排距850× 800mm 。巷幫支護：布置4根錨桿配合鋼筋梯子梁、8#鐵絲編制的金屬網支護，錨桿間排距為800× 800mm 。

4.2.3   工藝流程：  綜采工作面回采巷道的布置與支護綜采支架壓力檢測儀應用

安全檢查→綜掘機切割進尺→進行臨時支護→找平頂板，打頂部錨桿（索）眼→鋪頂板金屬網→架頂板槽鋼梁→安裝錨（桿）索→裁幫→打幫部錨桿眼→鋪設巷幫金屬網、鋼筋梯子梁→安裝錨桿。

4.2.4   礦壓監測

巷道每隔50～100米安設一組觀測裝置，其監測內容為：頂板離層情況、頂板及兩幫載荷、頂底板位移量、兩幫位移量、錨桿錨固力、錨索預緊力，全巷不少于2個全斷面的支護載荷觀測，對于支護變更地段，交岔占、地質異常帶、頂板破碎段適當增加。

觀測的原始數據保持連續完整，并及時整理分析，以便及時優化完善支護設計參數。

該工作面于2004年8月回采完畢，下風巷經受住了掘進動壓和回采動壓的雙重考驗，最大變形量為：頂底移近量平均為 0.78米 ，兩幫移近量平均為 1.17米 ，未發生離層及掉頂現象。不僅滿足了安全生產的需要，同時為工作面實現高產高效創造了有利條件。

4、結論

綜采放頂煤回采工藝是目前國內先進的采煤技術，如何促使其發揮最大優勢并確保穩產高產，是礦井關注的課題。潘一礦作為一個投產近二十年的老礦，要借助新技術得以第二次大發展，就必須進行全面的技術攻關。近年來，礦井掘進專業技術人員在巷道布置和支護方式等方面作了初步的探索，并取得了一定的成效，值得進一步完善并推廣。