程 杰

（潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西 長(zhǎng)治 047100）

底鼓在煤礦巷道中經(jīng)常發(fā)生，巷道底鼓使巷道斷面縮小，阻礙運(yùn)輸、通風(fēng)和人員行走，影響生產(chǎn)和威脅生產(chǎn)安全，而隨著煤礦現(xiàn)代化水平的不斷提高以及開(kāi)采環(huán)境和超前支撐壓力的復(fù)雜化，回采巷道底鼓現(xiàn)象越來(lái)越突出[1-2]。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)于雙采動(dòng)影響造成的回采巷道的底鼓機(jī)理與控制的專(zhuān)門(mén)研究比較少。高河煤礦核定生產(chǎn)能力為750萬(wàn)t/a，由于對(duì)巷道底鼓機(jī)理上的模糊，可能會(huì)造成大量資金浪費(fèi)、巷道報(bào)廢等現(xiàn)象的發(fā)生，所以對(duì)受雙采動(dòng)影響的回采巷道底鼓機(jī)理進(jìn)一步研究，對(duì)高河煤礦的安全高效生產(chǎn)具有重要意義。

1 概況

E2305工作面位于高河礦東二盤(pán)區(qū)，東部為E2303綜采工作面，工作面主采二疊系3#煤層，煤層埋深394～453m，煤層平均厚度為6.5m，煤層傾角為1～7°。該工作面位于高河背斜軸心區(qū)域，整體向西傾斜，該背斜軸部平緩，根據(jù)掘進(jìn)揭露情況，軸部地應(yīng)力集中，會(huì)出現(xiàn)底鼓、嚴(yán)重片幫現(xiàn)象和裂隙發(fā)育。E2305工作面按兩進(jìn)一回布置，即膠帶順槽、進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)巷回風(fēng)，見(jiàn)圖1。工作面采用走向長(zhǎng)壁、后退式低位放頂煤一次采全高，工作面采高3.5±0.1m，放煤高度3.0m，采放比1:0.86。E2305膠帶巷設(shè)計(jì)斷面大小為5.5×3.75m，巷道至掘進(jìn)完成后，E2303工作面才開(kāi)始回采，所以膠帶巷先后經(jīng)歷E2303工作面和E2305工作面兩次采動(dòng)影響，在E2305工作面超前支承壓力和E2303側(cè)向支承壓力的共同作用下，煤體較為破碎，承載能力較差。

2 礦壓觀測(cè)方案設(shè)計(jì)

為了研究E2305膠帶巷底鼓規(guī)律，將測(cè)站布置在E2305膠帶巷中。E2305膠帶巷屬于比較特殊的回采巷道，巷道從開(kāi)掘到報(bào)廢，由于采動(dòng)影響和應(yīng)力重新分布，E2305膠帶巷圍巖變形經(jīng)歷了三個(gè)階段：階段一，在煤體內(nèi)掘進(jìn)E2305膠帶巷引起的圍巖變形；階段二，E2303工作面開(kāi)采時(shí)引起的圍巖變形；階段三，E2305工作面開(kāi)采時(shí)引起E2305膠帶巷圍巖變形。礦壓觀測(cè)主要觀測(cè)巷道表面的宏觀變形情況，著重觀測(cè)巷道底板的變形情況，記錄底鼓的變化量及變化速度，為了便于分析，將圍巖變形的階段Ⅰ和階段Ⅱ稱(chēng)為單采動(dòng)影響，階段Ⅲ稱(chēng)為雙采動(dòng)影響。

圖1 E2305工作面膠帶順槽布置示意圖

在E2305膠帶巷共布置有2個(gè)測(cè)站，在距離工作面228m和382m處分別布置一個(gè)測(cè)站1#和2#。每個(gè)測(cè)站安裝錨桿測(cè)力計(jì)、深部位移計(jì)、表面位移標(biāo)定點(diǎn)。在所選位置，采用“十字測(cè)量”法布置測(cè)站，在兩幫距離底板1.5m設(shè)置固定點(diǎn)，設(shè)置工程線，從頂板中間向下垂直設(shè)置工程線，兩線垂注相交，用普通鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量并記錄讀數(shù)，巷道表面測(cè)量的物理量包括：OA、OB、AB、OC、OD、CD的測(cè)量，見(jiàn)圖2。

圖2 表面位移測(cè)點(diǎn)示意圖

3 單采動(dòng)與雙采動(dòng)影響下巷道底鼓變形對(duì)比分析

E2305膠帶巷經(jīng)歷了兩次采動(dòng)影響期，第一次采動(dòng)影響期為E2305膠帶巷掘進(jìn)期和E2303工作面回采影響期，第二次采動(dòng)影響期為E2305工作面回采影響期，按照E2305膠帶巷在不同時(shí)期受到的采動(dòng)影響程度，將第一次采動(dòng)影響期稱(chēng)為單采動(dòng)影響，在E2305工作面回采期間，E2305膠帶巷在第一次采動(dòng)影響結(jié)果基礎(chǔ)上再次受到影響，稱(chēng)為雙采動(dòng)影響。當(dāng)E2303工作面回采完成后，工作面即刻搬家，進(jìn)行E2305工作面回采，E2305膠帶巷進(jìn)入E2305工作面采動(dòng)影響期，在此期間不考慮巖石蠕變引起的底鼓量。

對(duì)兩次影響期結(jié)束后所測(cè)巷道底鼓量進(jìn)行對(duì)比分析，觀察E2303工作面采動(dòng)及E2305工作面采動(dòng)對(duì)巷道底板巖層的影響程度，底鼓量及底鼓速率，見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 E2303工作面回采期間底鼓量及底板變形速率

圖4 E2305工作面回采期間底鼓量及底板變形速率

（1）E2303工作面回采期間，E2305膠帶巷處于第一次采動(dòng)影響期，影響范圍從E2303工作面距測(cè)站120m到工作面推過(guò)測(cè)站150m。在此期間，巷道底鼓量逐漸增大，由于E2305膠帶巷與E2303進(jìn)風(fēng)巷之間存在35m煤柱，E2303工作面推過(guò)測(cè)站之前所受到的超前支承壓力影響要小于工作面推過(guò)測(cè)站之后采空區(qū)方向形成的側(cè)向支承壓力的影響，最大變形速率出現(xiàn)在工作面推過(guò)測(cè)站25m處，最大變形速率為25mm/d，在第一次采動(dòng)影響結(jié)束下，巷道底鼓量增加了338mm。

（2）E2305工作面回采期間，E2305膠帶巷一直受到E2303工作面回采引起的側(cè)向支承壓力作用，巷道底板存在一定變形速率，巷道底鼓量逐漸增加，當(dāng)E2305工作面推進(jìn)距離測(cè)站150m時(shí)，巷道變形速率逐漸增大，巷道底鼓變形量明顯變大，最大變形速率為31mm/d，當(dāng)工作面推過(guò)測(cè)站時(shí)，巷道底鼓量增大了511mm，達(dá)到920m，巷道底鼓量增加量占巷道使用周期總底鼓量的55.5%。

（3）從兩個(gè)時(shí)期巷道底鼓量大小對(duì)比可知，在E2303工作面采動(dòng)影響下，巷道淺部圍巖已經(jīng)產(chǎn)生破壞，且塑性區(qū)逐漸向圍巖深部延伸。當(dāng)回采巷道受到E2305工作面采動(dòng)影響時(shí)，已經(jīng)較為破碎的巷道底板破壞更加嚴(yán)重，圍巖中的塑性區(qū)受到E2305工作面采動(dòng)產(chǎn)生的支承壓力的影響，遭到破壞變形，相較于圍巖由原巖應(yīng)力到破壞，處于塑性區(qū)的圍巖更易變形破碎，底板圍巖的穩(wěn)定性較小，巷道底板產(chǎn)生較大的底鼓量。

4 結(jié) 論

E2303工作面膠帶巷受到E2303工作面和E2305工作面的雙采動(dòng)影響，其中E2303工作面采動(dòng)影響期間，膠帶巷底鼓量增加了338mm，最大變形速率為25mm/d，巷道底鼓量占巷道使用周期總底鼓量的36.7%。E2305工作面采動(dòng)影響期間，巷道底鼓量增加了511mm，最大變形速率為31mm/d，巷道底鼓量占巷道使用周期總底鼓量的55.5%。所以，巷道使用周期的底鼓量主要由E2305工作面采動(dòng)引起，巷道圍巖變形量很大，難以滿足E2305工作面回采期間的正常使用，需要起底、補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)等措施控制巷道底鼓變形。