引言
随着矿井“跳采”方式的回采，孤岛面的形成是不可避免的。孤岛工作面对回采会造成各方面不利因素，施工技术复杂、难题较多，管理上更是难题，直接影响到安全生产和经济效益，所以科学、合理组织孤岛面施工是建设安全性矿井、实施精品孤岛的必然要求。现以成庄矿２３１８综放工作面为例分析孤岛工作面在回采过程中的支护技术。
１、２３１８工作面的概况
２３１８工作面井下位于成庄矿二盘区，北邻３１０２，南邻２１０４，西面为２３２０工作面，已回采完毕。东面为２３１６工作面，已回采完毕。２２３５为进风巷兼设备巷，２２３６为回风巷兼运输巷，２２３６副巷为专用排瓦斯巷（俗称：尾巷），走向长度为１１９７．３６５ｍ，倾斜长为１９３ｍ，煤层厚度为６．０１ｍ。煤层倾角平均为６°，该工作面开采程序为放顶煤一次采全高，开采煤层为３号煤层。
２、巷道支护技术
２．１地质情况
２２３５巷东邻２２３１巷，已回采完毕，２２３５巷与２２３１巷之间留设１５ｍ小煤柱，２２３６副巷是２３２０工作面留下来的原２２４０副巷，２２３６巷是２３２０工作面推进了７００ｍ之后开始掘进。２２３６副巷经受了２３２０工作面剧烈的回采动压的影响和２２３６巷掘进时掘进动压影响，巷道变形比较严重。导致２２３６副巷１７～１８横川之间出现冒顶，冒落高度为３ｍ左右，受此影响，２２３６巷对应区段巷道顶板出现不同程度的下沉，顶板中部和靠近２２３６副巷侧顶板出现顶板破碎，有网兜现象发生。为了保证２３１８工作面的正常回采，必须在２２３５巷、２２３６巷和２２３６副巷原有支护基础上进行加固。
２．２巷道原支护方式
１）顶部支护。顶部锚杆原设计为５根，锚杆间距为８０ｃｍ，锚杆排距为１００ｃｍ。顶部锚索为单体锚索，每隔一排施工两根锚索，间距为１７２ｃｍ，排距为２００ｃｍ。２）巷道两帮支护。巷帮锚杆为４根，间距为８０ｃｍ，锚杆排距为１００ｃｍ。巷帮锚索每隔一排施工一根，排距为２００ｃｍ。
２．３巷道加固支护方式
１）顶板补打锚索。在２２３５巷补强顶锚索，锚索位置布置在巷道顶板原有相邻锚索之间，按“３－３－３”方式布置，保证每排钢筋梯中间有三根锚索支护顶板。在２２３６巷补强顶锚索，锚索位置布置在巷道顶板原有相邻锚索之间，按“２－２－２”方式布置，保证每排钢筋梯中间有两根锚索支护顶板。２）巷道注水泥浆加固。注水泥浆的目的是充填受回采影响后，巷道围岩发生离层、开裂而形成的破碎裂隙，将破碎的巷道围岩进行重新组合，尽量恢复并构成较为完整的岩体结构，从而有利于已有锚杆锚索联合支护加固时力的传递，大幅度提高锚网支护加固质量和效果。因此，注水泥浆加固是对巷道进行整个加固的基础，也是保证巷道加固质量的基本条件。注浆材料采用水泥浆技术进行加固。水泥浆填塞１ｍｍ以上缝隙，同时阻断化学浆沿巷道表层渗流通道；化学浆充填微裂隙并改善水泥浆充填裂隙后对破碎围岩的黏接效果。水泥浆：２２３５巷、２２３６巷、２２３６副巷正常注浆使用５２５号普通硅酸盐水泥配合ＸＰＭ添加剂配制水泥浆，大范围漏浆进行注浆堵漏时，采用压注水泥＋水玻璃双液浆进行堵漏。水泥浆中水灰比为０．５∶１．０～０．８∶１．０。为保证加固效果，在采用注水泥浆加固技术后，对巷道局部锚杆和锚索支护失效的巷道区段，在巷道围岩进行水泥注浆后重新进行注浆锚索补强加固。注浆锚索补强加固的目的是在巷道围岩恢复完整的岩体结构性后，对巷道围岩周边加上较强的边界条件，使其具有高强的围岩承载能力，充分发挥连续岩体自身的主动承载能力，进而抵抗应力重新分布过程中巷道围岩的变形位移，确保巷道在受采动影响后断面满足生产需求。注浆锚索支护材料主要包括Φ２２ｍｍ强力锚索及其配套的构件，注浆锚索距底板１０００ｍｍ，每隔一排施工一根，排距为２０００ｍｍ。３）巷道架设铁梁支护。进、回风顺槽采用在两排钢带中间套设工字钢梁进行支护，进、回风顺槽超前支护２０ｍ以内保证“一梁四柱”、２０～１００ｍ保证“一梁三柱”的支护方法。单体液压支柱根据工作面顺槽巷道高度使用ＤＷ３１．５—２００／１００或ＤＷ３５—２００／１００型单体液压支柱，支护距离从工作面煤壁算起保证三个生产班超前支护距离班班不少于１００ｍ，所以单体液压支柱要用小链联接好，单体液压支柱初撑力不小于９０ｋＮ。并且在底板松软处单体液压支柱全部穿柱鞋，防止单体液压支柱钻底。
３、工作面顶板管理技术
３．１工作面及上下端头三角区留小煤皮护顶
工作面割煤时，工作面及上、下端头三角区一般留０．２～０．４ｍ厚顶煤护顶，减少对顶板震动，保持顶板的整体性，同时能有效防止支架将顶网推破，造成漏矸。过机头、机尾时，顶煤可适当留厚，采高和巷道保持１０～１５ｍ平缓过渡。
３．２液压支架主动控制顶板
１）工作面回采过程中必须保持支架前梁接顶严密，并具有足够的初撑力。采高发生变化时要及时调整液压支架前后立柱加长段。严禁空顶作业，严禁前梁上有浮矸。２）保证支架有合理的支护阻力。加强液化系统的检修和维护，保证系统供液压力达规定值（达到３０ＭＰａ以上）。支架工操作液压支架要持证上岗，规范操作，在升起液压支架时，要保证初撑力符合要求，初撑力不小于２４ＭＰａ。３）工作面生产过程中要尽可能缩小端面距。必须坚持追机拉架和超前拉架，减少端面空顶距离和空顶时间，端面空顶距离不大于０．３ｍ。４）拉超前架时，由经验丰富的支架工操作，要坚持采取“擦顶带压拉架、少降快拉”，降低顶板下沉量，保持顶板完整。
３．３工作面基础工程质量管理
采煤机司机要控制好工作面采高，采高控制在２．７～２．８ｍ，严禁超高割煤，顶底板割平，严格按“三直二平”的要求执行，特别工作面顶、底板要割平、割直，确保液压支架有良好的受力状态。１）适当降低采高，采高可控制在２．６～２．８ｍ之间，片帮现象能有所减少。２）工作面煤壁发生片帮时，如片帮深度不超过１ｍ时，可及时把支架护帮板伸出，维护顶板，必要时及时超前拉架支护顶板；如煤壁片帮深度较宽，液压支架本身无法有效支护顶板时，易造成冒顶，可在支架前梁与煤壁架设走向板梁，每架两根长度１．５～２．０ｍ的红松板梁，片帮深度超过２ｍ时，要在工作面煤壁打贴帮单体液压支柱，用于超前支护，上方用板皮、道木等材料接实顶板。
４、孤岛工作面的矿压观测
根据２３１８孤岛面的回采实践，片帮、冒顶现象多出现在工作面周期来压，所以就必须摸清顶板运动发展变化规律。为此，在工作面安设１０块电脑圆图仪（１号～１２７号支架，每隔１２架安设一块）来对工作面顶板进行矿压观测，通过矿压观测，不仅可以掌握工作面顶板运动变化规律，而且可以及时优化支护参数，找出最合理的支护方式。对于特殊地段进行矿压观测，可以在工作面顶板动态发生异常时，进行提前报警，在工作面来压前期和工作面前方即将出现构造或顶板破碎时，进行预警，及时采取有效支护措施，确保回采顺利进行。
５、结语
通过对成庄矿２３１８孤岛工作面在复杂条件下回采，在巷道支护和工作面顶板管理技术方面进行了分析及研究，取得了很好的经验，为以后孤岛工作面的顺利回采和矿井现代化建设奠定了一定的基础。
作者：郝记鹏 单位：晋城煤业集团调度指挥中心
