跨采巷道矿压显现规律及原因分析.pdf

第 4卷第 3期 2 0 0 6年 6， 】 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i n e e r i ng 27 跨采巷道矿压显现规律及原因分析 姚 向荣 韩 玉友 1 ．淮南职业技术学院；2 ．淮南谢一矿 ，安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 摘要针对谢一矿 5 1 1 2 C ． 工作面开采的实际情况 ，对跨采巷道矿压观测 、显现的 规律 及原 因进行 了 分析 ，为合理安排矿井生产 ，特别对煤层群联合 布置开采 的矿 井提供可靠的理论依据 。 关键词跨采巷道；矿压显现；围岩变形 中图分类号 T D 3 1 1 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 O 2 0 0 6 0 3 0 0 2 7 0 2 0 引言 在 以煤 层联 合 布 置 开采 为主 的 大 型 矿井 中，其普遍采用阶段石 门煤层 小联合 的开拓方 式 如淮南谢 一矿 ，水 平 阶段 间利 用底 板巷 、底板下 山构成矿井 回风 、轨道 和运输分 巷系统，这样以来工作面回采必然跨越构成系 统 的底板下 山和底板巷 。因此 ，掌握 被跨采巷 道 的矿压 显现 规律 ，对 合理 选择 支护形式 、组 织安排生产 、降低维护 成本 、搞好安 全生产具 有十分重要 的意义。 在 5 l 1 2 C 】 j 工 作 面 跨 越 ～6 6 0 7 2 0 mC 1 底 板 轨 道 下 山、一6 4 7 ～ 一7 2 0 mC l 。 底板进风下 山及一7 2 0 mC ， 底板 巷 回采 ，这种 布置是该矿 跨 采的典 型。5 l 1 2 C ‘ 回采工 作 面 布置平 面图见图 1 。 l 地 质条件 ∞ R 66 60 一矾7 新中 一7 2 1 l攥 f r ⋯ 一 L ． r 6-- 6 0-- 一 L J7 2 --0 -- c IL J底 -- 板 -- 、 二 上风 咎 l l 1 ． 1 5 1 1 2 C 3 一 工作 面概 况 5 1 1 2 C 为谢一 矿 5水 平一 阶段 工 作 面 ，其 上限 标高 一 6 5 8 ． 0 m，下 限 标 高 一7 1 5 ． 0 m。走 向长 5 8 5 m，煤层 平 均厚 6 ． 5 m，倾 角 2 2 。 ，呈单 斜构 造 ，赋存稳 定 ，工作 面采 高定 为2 m，围岩状况 见图 3 。 采用倾斜 分层 走向长壁采煤法 。自然垮落法管 理顶板 ， 工作面采用放炮落煤，跨越～6 4 7 7 2 0 m C t 。 底板进风 下山 、一6 6 O ～7 2 0 m 【 l 底板 轨道 下 山和 一7 2 0 m C1 底 板巷回采 ，以上3条巷道分别布置在距 c ” 煤层顶板l 3 、3 4 和2 2 IT I 的岩层 中见图 2 。 形状为半 圆 拱形 锚 梁 网喷 支 护 ，规 格 3 ． 4 IT I 3 ． 0 IT I 净 ，锚杆 采用 L l 6 0 0 mm， l 6 mm伞锚 ，锚杆 间排距 7 0 0 mm7 0 0 mm布 置 ，锚 梁 采 用 D 1 2 mm圆 钢 焊 成 的 “ 梯子型 ”双钢 筋锚 条 ，长 宽为 2 6 0 mmx 6 O mm；采用 ∞ 6 mm圆钢 点 焊 成 1 5 0 mm1 5 O mm，长 宽 为2 0 0 0 mm 9 0 0 mm的钢筋 网，喷射混凝土厚 1 0 0 mm 1 2 观测点的设置 为了摸清开采对下伏巷道的影响，在两条下山按照与 工作面上 、下顺槽同标 高处各 设一个 点 ，在 工作面倾 斜 面 收稿 日期；2 0 0 5 l l 2 l 作者简介姚 向荣 1 9 5 8 一 ，男 汉族 ，安徽霍邱人 ．淮南职业 技术学院高级讲 师，从事煤矿采掘技术教学与研究 。 图 1 5 1 1 2 0 1 3 一 回采工作面 布置图 长 中点布 置一个测 点 ，然后 在均分 巷道 测点 中点处 各 布置 一 测 点 ，另 在 一6 4 7～ 一7 2 0 IT I F fl l口 布 置 ⋯ 测 点 ， 7 2 0 C ． 底板巷中l O 0 m布 置一 个测 点 ，在 5 1 1 2 c 回采 的 8个月 2 0 0 2 ． 3 ～1 1 及 后期 观察 共两 年 ，将测 点 资料 汇集在一起 。 2 巷道 矿压显现规律及原 因分析 2 ， 1 底板巷矿压显现规律 一 位于不同岩层中围 岩变形 量不 同 巷道 I 巷道 巾 巷道 1 I ，离煤层底板愈远变 形愈小 ； 位于 同一 层位的 巷道 围岩变 形量 各 自亦不 同 。巷 道 I 上 口最小 ，中间较 大 ，下 部较 小 巷 道 Ⅱ、 Ⅲ除 交叉 点 、变坡点外 其它地 方围岩变形较均 匀 ； 回采面 在 推 进 过 程 中 ，超 前压 力影 响 范 罔 町达 4 8 m，采后 滞后 影 响 范 围 可 达2 6 m，整 个 影 响 范 围 n 『 达 1 【 ～1 5 O m，影响范 围在 回采上作面峰 值前 2 1 ～2 6 m，回 采_T作面后 9 ～1 5 m为动压影响峰值 区； 巷道 Ⅲ沿煤层底板法线方 向变形严重 。 2 ， 2矿压显现机理分析 按照多孔 应力分 析巷 道距煤 层 底板 越远 ，压力越 小 ，结 合巷道 所处的岩性 性质 町知 ，底 板 巷至煤 层底 饭合 理垂距 为 1 5 ～2 0 m，而巷 道 I 距 底 板 距 离 1 3 m， 1 5 ～2 O m合理距 离 ，故其 变形较 小 ，其变 形量 主 要是由于巷道开掘后应力重新分 布造 成岩石蠕变形 成压力 引起巷道变形 ； 维普资讯 2 8 矿 业 工 程 第4 卷 第3 期 船 图 2 跨 采工作面与被跨采各巷道位置关 系剖面 示意图 巷道 Ⅱ、Ⅲ相 比较 ，Ⅲ的变 形量 比 I 1 大 。 比较 其 巷道所处 的位置 Ⅱ 丁 知虽 然 Ⅱ所 处 的距离 比 Ⅲ近 ，但 Ⅲ岩性 较差 ，由此 可知 底板 巷 道的 变形 和 围岩 性 质有 重 要关 系， 这充分说 明了理想 的岩性 比距煤层 法距更重要 ； 厚度 ／ m 综合柱状 岩性描述 4 ．O 灰白色中砂岩 4 ．O 灰白色细砂岩 Ct 煤层 ， 半亮 一半暗型煤褐 6 ．5 黑色 、 块状， 节理较发育 1 ． 2 深灰色砂质页岩 ． 性 脆 O． 5 ． ， 悍层 ． 半 辱 悝 1 ． 5 溟 灰 白 砷 膪 混 岩 1 ．0 0 ． 僳 灰 细 砂 岩 5 ． 5 灰一 深灰色砂质泥岩 r 一 - 、 1 ． 8 ． i- l 1 ． 灰 一深灰色巾砂岩 4 ． 0 深灰色细砂岩、 泥质胶结 ． |_ ． ‘ ． _ 1 二 一 4 ． 2 灰色巾砂岩 r 一 、 。 ． 6 ． I 深灰色厚层状细砂岩 一 一 ． 0 ． 4 B1 1 J旱 1 ． 9 深灰色中厚层状泥质砂岩 。’一一 ． 寸厂、 2 0 ．8 ； I 111 l 三 灰一 深 灰 色 厚 层 砂 质 泥 岩 亡 j j S - 图 3 综合柱状 图 l、 Ⅱ、 Ⅲ被跨 采巷道所在层位 巷道 I变形量可 以认为采面对底板下 山的 影响最大处位于采面 中点处 ，上部压力大 主要是 凼 巷道 离煤 柱边缘距离不够 ，使其处于上 、下阶段煤 垛处 ，由于形成的超前及残余支撑压力通过煤垛传 递形 成应力集 中而致 ； ⋯ 部分地段发生漏顶 ，从暴露 出来 的断 面来 看 ，主要 由丁施工质量较差 ，特别是锚杆安装角度 误 差较大 ，钢筋网压茬联 网不合格等造成漏顶 ； 一一 对跨采巷道的支护参数设计 ，要充分考虑 到跨 采造成的 围岩松动圈扩大 ，必须满足 LP d △ I P d I ． p o 式 中 I P d 跨采巷道 没计围岩 松动 圈；△I P d 跨采 巷道最大围岩松动幽增加蕈；I ． p o 跨采后围岩松动圈 3 结语 随 着开 采深 度 的不断 加大 ，巷 道变 形量越 来 越大 ，合 理选择 巷道 他置 与岩性 ，对减小 矿压 显现 十分重 要。具体 实施 底板巷道 布置应 尽量 避开 上下 阶段 煤柱 ，实在无 法避开时 ，应在 其影 响范 围内采 用合 理 的支护方 式 ，以减 少 围岩变形量 ； 一一 开采动压不 仅影 响上覆 煤 岩层 和本煤 层 ，缸影响 下覆岩层 ，并对影 响范 围 内的井 巷起到 不 同程 度 的破 坏作 用 ，在煤层底板 法线 方 向上，其影 响及破 坏程度 随着 与采 面距离 的增大而 减弱 ，在 沿煤 层倾 向方 向上工 作 面中间点 在下覆煤岩层 中的投 影位 置影响 和损 坏程 度最大 ，两 端头 其次 ，在端头与 中 点之 间最小 ； 随着采场推进 速度应 提 前对 影响 范嗣 内未损 坏巷 道进行加 固，避 免 同岩松 动圈扩 大 ，工作 面推 进 后 ，修复 巷道鹰根据 采 面 的合理 位置确 定 ，只有 在巷 道 围岩变形 稳定后 ，方 可组织 巷修 ，以保 证使 用 ； ___一 按照松动 圈理论 ，臆 在 巷道两侧 底 板 中各安 设一 根2 ． 5 m长锚杆 ，以提高组合 拱作用 ，控制底鼓 。针对现场 巷道损坏情况 ．采用 “ U”型棚锚梁 网修 复巷道 ．效果较 为 明显，加强了 【程质量，避免因施工质量问题造成巷道损 坏 失修 。 参考文献 [ 1 ] 康红普 ．高强度锚杆 支护技术的发展与应用[ J ]， 煤炭科 学技术 ，2 0 0 0 2 ． [ 2 ] 陆家梁 ．软 岩 巷道支护 技术 [ M]．吉 林科学技 术 出版社 ， l 9 95 ． [ 3 j 张震 ，邹 宏 ．复 合顶板煤层分析及 支护探 索 r J ]． 安 徽煤炭科技 ，2 0 0 0 1 ． [ 4 ] 钱呜 高，刘听成 ．矿 山压力 及其控制[ M]．北京 煤 炭工 、 出版社 ．J 9 9 1 ． Re g u l a r i t y a n d r e a s o n o f g e o s t a t i c pr e s s u r e d e mo n s t r a t i o n i n c r o s s o v e r h e a d i ng s YAO Xi a ng - r o ng ‘ ． HAN Yu y o u 1 ． Hu a i n a n Pr o f e s s i o n a l S k i l l s Co l l e g e；2 ． Hu a i n a n Xi e y i Co a l mi n e ． Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o a c t u a l c o n d i t i o n o f s t o p e 5 1 l g Cj {o f Xi e y i C o a l m i n e， t h e r e g u l a r i t y a n d r e a s o n s o f g e o s t a t i c p r e s s u r e d e mo n s t r a t ion i n c r o s s o v e r h e a d i n g s a r e a n a l y z e d ．Re s u l t o f a n a l y s i s i s t h e o r e t i c a l b a s i s f o r r e a s o n a b l e p l a n n i n g o f mi n i n g o p e r a t i o n ， e s p e c i a l l y f o r u n i t i z e d m i n i n g o f c o a l l a y e r s ． Ke y wo r d s c r o s s o v e r h e a d i n g ； d e mo n s t r a t i o n o f g e o s t a t i c p r e s s u r e ；d e f o r ma t i o n o f wa l l r o c k 维普资讯