劉國利

摘要：針對動壓區(qū)影響下的巷道變形嚴(yán)重問題，通過分析巷道的不同支護條件，提出與之相適應(yīng)的加固方案，在柴里煤礦233集皮進(jìn)行了工業(yè)性試驗，通過巷道變形監(jiān)測，得出動壓區(qū)巷道變形規(guī)律。

Abstract： Aiming at the serious problem of roadway deformation under the influence of dynamic pressure area， through analyzing the different supporting conditions of roadway， the corresponding reinforcement scheme is put forward. Industrial test is carried out in 233 gathering bark of Chaili Coal Mine， and the roadway deformation law in dynamic pressure area is obtained through roadway deformation monitoring.

關(guān)鍵詞：動壓區(qū);巷道;加固;變形規(guī)律

Key words： dynamic pressure zone;roadway;reinforcement;deformation law

中圖分類號：TD353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0149-02

0? 引言

柴里煤礦是我國第一對厚沖擊含水層下開采特厚煤層的試驗礦井，經(jīng)過54年的開采，柴里煤礦資源逐漸枯竭，生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，生產(chǎn)接續(xù)緊張，動壓區(qū)開采、工作面跨采、老火區(qū)開采活動頻繁，受到采動影響，主要巷道變形較大，變形難以控制，對正常安全生產(chǎn)造成了一定的影響，本文以柴里煤礦233集皮為研究對象，對采動影響下的巷道變形規(guī)律和控制技術(shù)進(jìn)行了探索，給出了巷道支護加固方案。

1? 工程概況

柴里煤礦233集皮是233采區(qū)、236東部采區(qū)的主運通道，該巷道位于23下306工作面的北部，距運輸巷13米，距煤層底板20米，在23下306工作面開采時，巖層移動形成的應(yīng)力集中區(qū)正好處于233集皮上方，容易造成該巷道的變形，巷道維護困難，增加巷道維護費用，或?qū)⒂绊懻麄€礦井的安全及高產(chǎn)高效生產(chǎn)，如何采取有效合理的途徑加以控制，對保證礦井的正常生產(chǎn)、減少經(jīng)濟投入具有十分重要的意義。

2? 巷道支護現(xiàn)狀分析

233集皮為我礦南翼六采區(qū)的重要通風(fēng)和運輸大巷，由于23下306工作面距233集皮巖柱僅有16-33米，再加上233集皮修復(fù)時，對原U型棚沒有更換，原棚腐朽較為嚴(yán)重，23下306開采期間將對233集皮運輸行人構(gòu)成較大威脅。分析了233集皮巷道的原有支護方式與支護現(xiàn)狀。

2.1 工字鋼棚支護

該段主要位于233集皮聯(lián)絡(luò)巷上平巷，自修復(fù)以來，受基本未受動壓影響，工字鋼棚支護狀態(tài)良好。

2.2 錨噴支護

該支護主要位于233集皮聯(lián)絡(luò)巷從下變坡點至上平巷、233集皮錨噴段、233集皮通道上平巷至上變坡點及2335溜三聯(lián)下平巷至下變坡點等多處地點，由于錨噴支護為主動支護巷道，至巷道修復(fù)以來，基本未有多大變化，且支護狀況良好，但是修復(fù)時，使用錨桿直徑較小，強度較低，且經(jīng)過多年腐蝕，抵抗變形能力減弱。

2.3 U型棚支護

該支護主要位于233集皮內(nèi)，存在多段，且支護狀況不同，部分U型棚在修復(fù)時更換了新棚，該段U型鋼腐蝕較小，強度較高，而部分區(qū)段未更換新棚。U型棚損壞嚴(yán)重，強度較低，同時所有U型棚支護的巷道還存在棚后接頂腰幫不實，圍巖破碎的情況。

3? 加固方案確定

①錨網(wǎng)噴巷道采取補打錨桿-錨索-噴漿聯(lián)合加固技術(shù)。錨網(wǎng)噴支護屬于主動型支護，巷道本身能夠承受一定的動壓影響，一般只有在錨桿失效的情況下才會造成巷道失穩(wěn)破壞，考慮到233集皮使用時間較長，錨桿可能存在失效情況，造成巷道抵御動壓影響的強度不足，故采用補打錨桿-錨索-噴漿加固技術(shù)，強化錨網(wǎng)噴巷道的整體抗變形能力。

②U型鋼棚巷道補打錨梁形成U型鋼-錨梁耦合支護體系，配合使用錨桿、噴漿，再錨注，補打點柱的綜合加固技術(shù)。

U型鋼棚支護屬于被動型支護，只有在巷道發(fā)生變形后U型棚才起到支撐支護作用，而此時對巷道圍巖控制是非常不利的。鑒于此提出了補打錨梁形成U型鋼-錨梁耦合支護體系，改被動支護為主動支護，配合使用錨桿、噴漿支護，同時錨注加固，改善圍巖結(jié)構(gòu)，提高巷道抵抗圍巖變形的能力，對薄弱段再補打點柱，形成整體合力的綜合加固技術(shù)。

③工字鋼棚段采用復(fù)棚加固的措施，以加大被動支護的強度。

④對變形嚴(yán)重區(qū)段，采取臥底擴幫漿底的手段，保證巷道運輸系統(tǒng)安全。

233集皮加固施工位置示意圖如圖1所示。

4? 變形監(jiān)測

4.1 測點布置

233集皮加固效果通過對巷道頂?shù)装逦灰屏康谋O(jiān)測來分析，233集皮從集皮聯(lián)巷與233集皮三岔門開始布置（1#監(jiān)測點），該點基本與23下306工作面切眼平行，共布置測點四個，分別距1#監(jiān)測點30米、52米和82米，測點6月26日安設(shè)，每隔兩天記錄一次監(jiān)測數(shù)據(jù)，233集皮頂?shù)装逦灰屏勘O(jiān)測布置圖如圖2所示。

4.2 監(jiān)測結(jié)果分析

1#測點巷道頂?shù)装遄冃瘟侩S時間逐漸增加，說明巷道受工作面壓力影響后，巷道以蠕變?yōu)橹?，對工作面開采的周期性壓力顯現(xiàn)不明顯。

2#測點巷道頂?shù)装遄冃瘟侩S時間的增加呈現(xiàn)先穩(wěn)定后減小再增加的規(guī)律，說明隨工作面開采后方采空區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力集降低區(qū)，造成巷道變形反彈，隨著采空區(qū)的穩(wěn)定，巷道逐漸以蠕變?yōu)橹鳌?/p>

3#測點巷道頂?shù)装遄冃瘟侩S時間的增加呈現(xiàn)先急速增加再減小再逐漸增加的規(guī)律，說明工作面開采前出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)，造成巷道變形急劇增加，工作面開采過后采空區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力集降低區(qū)，造成巷道變形反彈，隨著采空區(qū)的穩(wěn)定，巷道逐漸以蠕變?yōu)橹鳌?/p>

4#測點巷道頂?shù)装遄冃瘟侩S時間的增加呈現(xiàn)先緩慢增加后急速增加再穩(wěn)定增加的規(guī)律，說明工作面距4#監(jiān)測點較遠(yuǎn)時，該處巷道圍巖應(yīng)力未出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)，巷道變形以蠕變?yōu)橹?，而隨著工作面推進(jìn)，工作面集中區(qū)影響到4#測點時，巷道變形急劇增加，隨著應(yīng)力集中的前移，采空區(qū)的穩(wěn)定，巷道逐漸恢復(fù)至蠕變變形。

結(jié)合巷道推采位置距工作面的位置，得出工作面超前應(yīng)力集中區(qū)在15米左右，此時4#測點位移量開始急劇增加，同時該處正處于周期來壓階段，巷道急劇變形幅度較其他測點大，當(dāng)工作面采過4#測點20米后，巷道變形開始減小，呈蠕變變形。故得出工作面后15米至工作面前20米范圍為巷道急劇變形區(qū)，應(yīng)臨時加強支護，以減少巷道變形。

通過對2#、3#、4#監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)、工作面推進(jìn)距離及工作面礦壓規(guī)律的聯(lián)合分析，得出工作面在周期來壓時，工作面后方采空區(qū)會出現(xiàn)應(yīng)力降低，出現(xiàn)巷道變形反彈。

通過變形量監(jiān)測，得出動壓影響下的巷道會經(jīng)歷蠕變-突變-反彈-蠕變的變形規(guī)律，且巷道突變范圍為工作面后15米至工作面前20米。工作面的周期來壓，對巷道變形量影響較大，工作面來壓時的巷道突變區(qū)更加明顯，且工作面后方易出現(xiàn)巷道反彈區(qū)。1#-4#監(jiān)測點頂?shù)装遄冃瘟侩S時間變化如圖3所示。

5? 結(jié)論

①基于工作面及周邊開采及巷道不同支護狀況的分析，對233集皮進(jìn)行了分析，將233集皮分治理為三大類。1）錨網(wǎng)噴支護巷道;2）U型鋼棚支護巷道;3）工字鋼棚支護巷道。②根據(jù)支護分類提出了不同支護條件相適應(yīng)的圍巖控制方法。錨網(wǎng)噴巷道補打錨桿-錨索-噴漿加固技術(shù)。U型鋼棚巷道補打錨梁形成U型鋼-錨梁耦合支護體系，配合使用錨桿、噴漿，再錨注，補打點柱的綜合加固技術(shù)。工字鋼棚段采用復(fù)棚加固的措施。對變形嚴(yán)重區(qū)段，采取臥底擴幫的手段。③動壓影響下的巷道“蠕變-突變-反彈-蠕變”變形規(guī)律。且巷道突變范圍為工作面后15米至工作面前20米。工作面的周期來壓，對巷道變形量影響較大，工作面來壓時的巷道突變區(qū)更加明顯，且工作面后方易出現(xiàn)巷道反彈區(qū)。

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