李志平

(山西陽煤寺家莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉中 045300)

1 工作面概況

某礦8204-2工作面位于井田的東南部、二盤區(qū)的東北部，東鄰8202采空區(qū)，西南為8204采空區(qū)，為孤島工作面，西北部為F13810斷層，東南部為二盤區(qū)回風(fēng)巷，蓋山厚度492～541m，平均517m。8204-2工作面為“刀把子”工作面，工作面可采走向長度1600m，傾向長度于采位1178m處，工作面加寬63m，傾向長146/209m，工作面主采煤層為3—5號煤層，傾角范圍在1°～3°，煤層厚度在11.88～22.26m之間，平均為15.05m，為近水平煤層。工作面采用綜采放頂煤工藝進(jìn)行回采，回采巷道為三巷布置，其中2204-2巷是皮帶巷，5204-2巷是回風(fēng)巷，8204-2巷是高抽巷。

2 巷道圍巖控制技術(shù)

巷道圍巖控制的技術(shù)途徑有巷道布置、巷道支護(hù)、巷道保護(hù)和巷道卸壓等多種形式。為了主動減弱支承壓力對巷道的影響，決定將2204-2巷布置在8202采空區(qū)邊緣，采用小煤柱沿空掘巷技術(shù)控制巷道圍巖。

2.1 小煤柱寬度確定

采空區(qū)側(cè)向支承壓力分布是確定小煤柱寬度的重要條件，而工作面端部結(jié)構(gòu)又是決定側(cè)向支承應(yīng)力分布的關(guān)鍵性因素。因此，提出“三角形滑移區(qū)”端部結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 工作面端部結(jié)構(gòu)及側(cè)向支承壓力分布

由于采空區(qū)不規(guī)則垮落帶巖石碎脹系數(shù)的改變使“三角形滑移區(qū)”向采空區(qū)側(cè)回轉(zhuǎn)下沉，其垂直載荷由采空區(qū)的力與下方煤巖體共同承擔(dān)，進(jìn)而使煤柱上方的應(yīng)力變小，為沿空掘巷提供低應(yīng)力環(huán)境。

科研團(tuán)隊(duì)在塔山礦通過微震手段監(jiān)測回采工作面?zhèn)认蛑С袎毫Ψ植肌Ｎ⒄鹗录O(jiān)測說明：工作面?zhèn)认蛑С袎毫Ψ植贾袘?yīng)力降低區(qū)的范圍為10m。為了將巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)范圍內(nèi)，結(jié)合礦井生產(chǎn)條件，確定煤柱寬度為8m。

2.2 沿空巷道支護(hù)方案

2.2.1 掘進(jìn)期間巷道支護(hù)

2204-2巷斷面為矩形，凈寬度為5300mm，凈高度為3500mm，采用“錨桿+錨索+W鋼帶+JW鋼帶+組合錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)，其中金屬網(wǎng)由8號鉛絲制作，網(wǎng)格為100mm×100mm。巷道底板采用混凝土鋪底，鋪底厚度200mm，支護(hù)斷面如圖2所示。

圖2 2204-2巷支護(hù)斷面圖(單位：mm)

2.2.2 回采期間超前支護(hù)

工作面超前300m范圍內(nèi)支護(hù)選用DW45-250/110X型號單體支柱、DJB800/420型頂梁，2204-2巷采用“三梁三柱”的支護(hù)方式，人行側(cè)支護(hù)二排，轉(zhuǎn)載機(jī)下幫支護(hù)一排，支護(hù)參數(shù)為柱距1.2m，排距0.6m。

工作面兩端頭出現(xiàn)頂板破碎，采取在頂板破碎處預(yù)注粘結(jié)材料加固頂板，確保工作面推進(jìn)到此處時頂板完整。具體工藝為：在采煤幫距頂板1.5m處，斜向上與頂板夾角45°用風(fēng)鉆打注漿孔，注孔深4～5m，孔距3～5m。

3 沿空巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

巷道圍巖位移量是衡量巷道礦壓顯現(xiàn)程度的重要指標(biāo)之一。為了全面掌握和了解特厚煤層孤島綜放工作面沿空巷道在采掘期間巷道變形發(fā)生、發(fā)展、穩(wěn)定的規(guī)律，采用“十字交叉”法對巷道表面位移進(jìn)行觀測，同時進(jìn)一步分析、驗(yàn)證、評價小煤柱寬度留設(shè)及巷道支護(hù)的效果。

3.1 掘進(jìn)期間圍巖變形規(guī)律

掘進(jìn)期間巷道圍巖變形情況如圖3所示：開挖初期巷道變形速度快，后期逐步變小，10～15d后位移量趨于穩(wěn)定；巷道兩幫位移量為21mm，頂?shù)装逦灰屏繛?7mm，兩幫位移量略大于頂?shù)装逦灰屏?。掘進(jìn)期間采用的錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)對策可以控制巷道圍巖變形，其支護(hù)參數(shù)和支護(hù)要求也能夠滿足沿空巷道圍巖控制要求。

D1—D5分別為5個不同的測點(diǎn)斷面

3.2 回采期間圍巖變形規(guī)律

回采期間巷道圍巖位移量如圖4所示。現(xiàn)場巷道位移量觀測結(jié)果表明：受采動影響，兩幫位移量為329mm，頂?shù)装逦灰屏繛?88mm?？傮w來看，頂?shù)装逦灰屏看笥趦蓭臀灰屏俊?/p>

D1—D5分別為5個不同的測點(diǎn)斷面

工作面推進(jìn)期間，受到超前支承壓力以及斷層構(gòu)造雙重作用影響，超前工作面80m范圍巷道發(fā)生明顯底鼓，造成皮帶輸送機(jī)傾斜，工作面推進(jìn)速度緩慢，嚴(yán)重影響工作面安全高效生產(chǎn)。為了解決底鼓，礦方?jīng)Q定在巷道底板施工卸壓槽釋放圍巖集中壓力，卸壓槽參數(shù)為500mm(寬)×500mm(深)。實(shí)施卸壓槽后，部分區(qū)域卸壓槽發(fā)生閉合，一定程度上緩解了2204-2巷的底鼓，卸壓效果明顯。

4 結(jié)論

1)2204-2巷采用小煤柱沿空掘巷技術(shù)，“三角形滑移區(qū)”端部結(jié)構(gòu)和微震監(jiān)測得出采空區(qū)側(cè)向支承應(yīng)力降低區(qū)范圍并確定小煤柱寬度為8m。

2)2204-2巷掘進(jìn)期間采用“錨桿+錨索+W鋼帶+JW鋼帶+組合錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)對策，回采期間又采取卸壓措施，支護(hù)形式和參數(shù)能夠控制巷道圍巖變形。

3)巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律為：掘進(jìn)期間，兩幫位移量為21mm，頂?shù)装逦灰屏繛?7mm；回采期間，巷道兩幫圍巖量為329mm，頂?shù)装逦灰屏繛?88mm；回采期間巷道變形大于掘進(jìn)期間巷道變形，但圍巖變形量均在可控范圍之內(nèi)。