續(xù)盛磊

（汾西礦業(yè)集團安全管理部，山西 介休 032000）

井巷設計作業(yè)會受到的地層地質情況，以及開礦布局情況的約束，而如果煤礦開采區(qū)域存在斷層，在實際斷層影響下周圍煤巖初始應力場將會遭受影響，與周圍常規(guī)應力場相比會存在一定差異，影響支護作業(yè)，而針對相關內容的研究有限，這會對煤礦開采作業(yè)造成不良影響，因此，要依據實際情況，做好相應研究作業(yè)，做好施工現(xiàn)場支護設計，保證開采順利進行。

1 煤礦工程概況

1.1 煤礦所在區(qū)域的地質情況

某煤礦的8284 工作面處于西七采區(qū)，通過對煤礦區(qū)域的煤層情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域煤層結構十分簡單，煤層的平均厚度約為4.85 m，最大厚度約為5.28 m，最小厚度為3.86 m，傾斜角度約為16.5°，工作面標平均值為462.5 m，最大標高值為-508.1 m，最小標高值為-414.5 m。本次研究的巷道為8284 工作面溜子道，通過對8284 工作面周圍情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，其上部為7204 工作面，該工作面是一個采空區(qū)，而且兩個工作面之間相互重疊。針對采煤工作面所在區(qū)域情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，在工作面北部段煤柱為不規(guī)則煤柱，煤柱寬度主要集中在18～104 m 之間。

1.2 8284 工作面巷道圍巖變形特點

8284 溜子道上部為7204 工作采空區(qū)，整個區(qū)域面積較大，煤礦資源豐富，整體開采難度大，因此，工作回采結束時間需要的時間較長，通過對該區(qū)域的覆巖運動情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，覆巖運動已經處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

8284 工作面巷道在進行掘進期間，受開采應力影響，礦壓較為緩和。但是，通過對煤礦開采的實際情況來看，受采動和斷層構造等各項因素影響，8284 溜子道掘進施工期間，局部巷道礦壓將會呈現(xiàn)出了各種異常情況，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）掘進期間局部巷道礦壓顯示顯著。

2）肩角部位遭受澡后破壞，在掘巷穩(wěn)定期后25 d，區(qū)域內仍然發(fā)生了多次礦震，區(qū)域內穩(wěn)定性將會遭受破壞，這會對后期煤礦開采作業(yè)造成不良影響。此外，巷道局部左肩側角擠壓情況十分嚴重，而且網片出現(xiàn)了撕裂情況，受礦震影響，會向巷內竄煤現(xiàn)象[1]。

3）支護時機選擇對于支護效果會造成較大影響。巷道掘進前期，具體掘進作業(yè)要依據原有參數(shù)開展。在煤礦具體開采期間，為了實現(xiàn)對圍巖變形情況的合理控制，應當在原設計基礎上，在近斷層側設置肩角短錨索和巷幫，同時，在原掘進支護巷幫處，采用相同錨索進行補打[2]。煤礦開采過程中，相關工作人員對煤礦開采現(xiàn)場具體情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然開采中涉及的各項支護參數(shù)都一致，但針對相同巷道來說，在相同時間掘出時間內，支護滯后巷幫短錨索在應用期間，取得的支護效果較為顯著。

2 8284工作面巷道變形破壞機制

2.1 斷層構造引起高靜壓力和承載不均勻

8284 工作面下段區(qū)煤柱與M217 斷層相互作用，形成了一個高靜壓區(qū)，對該壓力區(qū)8#—10#測點范圍內的段煤柱情況進行測量，區(qū)域內的煤寬度主要集中在10～26 m 之間，各個煤柱都為高應力煤柱。通過對煤礦區(qū)域情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然8284 溜子道與7204 溜子道在分布上呈現(xiàn)出了重疊方式，但是由于存在M217 斷層，這將會導致采煤區(qū)間內巖層失去重疊布置巷道的應力弱化作用。除此之外，開展采煤作業(yè)時，會引起斷層護面滑移和活化情況，這將會導致采礦區(qū)域內巷道近斷層側礦壓會顯現(xiàn)劇烈，該區(qū)域內存在高靜壓力。

2.2 動荷載造成的不良影響

通過對8284 工作面情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，覆巖變形一側為實體，另一側則相鄰工作面則為弧形三角板，將該結構被命名為E 覆巖空間結構，該結構采空區(qū)覆巖會對下一步工作面掘進作業(yè)造成不良影響。進行開展掘進過程中會對周圍巖石的應力情況造成影響，會重新分布應力，這會致使采空區(qū)內的圍巖結構由于受力問題而發(fā)生失穩(wěn)，最終會發(fā)生回轉變形，形成鉸接結構，而由于失穩(wěn)而形成的動荷載，將會反作用于與巷道，從而降低巷道在開采時的穩(wěn)定性，可能會引發(fā)事故[3]。此外，由于存在斷層，并且在斷層間交叉咬合，這提高了覆巖結構在后續(xù)掘進期間失穩(wěn)發(fā)生概率。

2.3 構造應力疊加采動應力

監(jiān)測礦壓情況，在8#前10 m 至10#點前25 m范圍內的M217 斷層遠離巷道，在原支護條件下斷層相距巷道12～14 m 范圍內，斷層附加應力場對于巷道支護會造成較大影響。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，引起該現(xiàn)象的原因就是小保護煤柱松散破碎，區(qū)域內出現(xiàn)了嚴重裂隙情況，難以形成具有較高的應力承載體。而對于留大區(qū)段保護煤柱，受采動和構造作用疊加影響，會導致煤柱應力會集中分布到煤柱兩側，而巷道兩側受到構造應力疊加的作用影響相對較小[4]。但是，區(qū)域內較大煤柱會導致構造應力和采動應力相互疊加，在煤柱上會形成更高應力峰值，受力的作用影響，會導致大量破碎煤體都進入到巷道內，形成網片撕裂，從而致使巷道內出現(xiàn)大量竄煤，這將會對后續(xù)開采作業(yè)開展造成不良影響，需要引起相關工作人員的重視。

3 控制8284 工作面回采巷道圍巖的合理措施

原有設計采取一體化方式進行支護，在實際設計期間并未充分由于斷層影響的特殊地質構造，以及采動下巷道出現(xiàn)的耦合支護和非對稱變形特點，這也就導致圍巖壓力和支護強度之間會呈現(xiàn)出相互不匹配現(xiàn)象，巷道在煤礦具體開采期間，巷道圍巖局部肩腳區(qū)域過去出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象和大收斂都會引起巷道整體結構發(fā)生失穩(wěn)問題，情況嚴重時會導致巷道發(fā)生坍塌，如圖1 所示。

因此，為了實現(xiàn)對巷道圍巖變形情況的合理控制，相關工作人員需要從實際情況入手，對巷道變形失穩(wěn)機制進行全面分析，在對原巷道情況進行全面分析基礎上，對巷道支護采取的方式進行適當改進，從而提出符合需求的煤層群開采方案，如果在工作面沿斷層出布置較大區(qū)段煤柱，為了保證后續(xù)開采作業(yè)順利進行，要在對巷道情況進行分析基礎上，完成相應支護作業(yè)，避免進行開采時發(fā)生安全事故。

3.1 控制巷道頂板圍巖

針對超前支撐影響范圍內，或者與工作煤壁相距較近時，通常會補充π 型梁或單體柱，針對回采巷道局部出現(xiàn)的冒頂情況，需要及時封頂，避免冒落區(qū)范圍擴大，通常針對回采巷道局部冒頂，可以通過錨噴方式完成支護。

3.2 巷幫短錨索

斷層面會限制煤礦開采中造成的短柱應力向下盤傳遞，從而轉向到近斷層巷幫煤柱，這會加大煤柱承受的靜載應力，煤柱的具體受力情況會受到斷層構造應力、采動應力的影響，導致局部受力復雜，針對這一現(xiàn)象，應當在原支護上提升近斷層巷幫煤柱承載性能，采取短錨索+煤柱整體方式，提高整個結構抵抗變形能力[5]。

3.3 補強薄弱部位支護

在原支護參數(shù)下，斷層影響區(qū)域內錨索、錨桿長度布置，這將會致使錨固端位于圍巖松動和穩(wěn)定區(qū)域的判定相對較為模糊，而且采用的錨桿軸力較大，處于極限承載狀態(tài)，對于肩腳區(qū)域進行分析可以確定，該區(qū)域為支護薄弱環(huán)節(jié)[6]。因此，應當在采用原錨索支護基礎上，適當延長采用的錨索、錨桿長度，同時，提高支護布置密度，通過上述處理方式，提高圍巖抵抗變形能力。

3.4 卸壓鉆孔

考慮到巷道在高應力區(qū)域，應對提高對洞圍巖自承載性能的重視，保證最終建設支護能夠滿足應用需求。采取鉆孔卸壓方式處理，可以在巷道內形成塌孔，而針對巷道深部區(qū)域來說，在處理上可以通過對影響較小原巖區(qū)域和支護小結構進行應用，在區(qū)域內形成強弱強結構，保證巷道整體穩(wěn)定性。

4 結語

煤礦開采過程中，要提高對煤層群沿斷層回采巷道破壞機理和控制的分析，確保巷道穩(wěn)定性，保證整個開采作業(yè)順利進行，以免由于巷道坍塌問題，而引發(fā)安全事故。