關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

1.1大采高動(dòng)壓影響分析

      根據(jù)寺河礦2301、2302兩個(gè)工作面回采期間的觀測(cè)，大采高回采工作面由于采高增大、開采強(qiáng)度加強(qiáng)，動(dòng)壓影響較普通綜采尤為強(qiáng)烈，尤其是回采之后壓力尤為劇烈。一般回采動(dòng)壓滯后工作面300～500米后逐漸穩(wěn)定，動(dòng)壓影響表現(xiàn)形式主要為巷道頂板下沉、煤壁片幫、底板鼓起、錨索斷裂較多、幫錨桿托盤撕裂失效嚴(yán)重等。

1.1.1 2301、2302工作面順槽布置方式及煤柱留設(shè)情況

兩工作面均采用了五巷布置(一側(cè)兩巷,另一側(cè)三巷),一條切眼和尾巷,三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)的工作面布置方式。具體煤柱尺寸見下圖：

圖1： 2301、2302工作面順槽布置方式及煤柱留設(shè)尺寸

1.1.2 2301、2302工作面順槽巷道支護(hù)形式

圖2： 2301、2302工作面順槽巷道支護(hù)圖

2301、2302兩個(gè)工作面順槽斷面除皮帶順槽為5.5×3.5米，其余均為5.0×3.5米， 順槽支護(hù)采用錨桿支護(hù)錨索補(bǔ)強(qiáng)的方式，錨桿錨固設(shè)計(jì)為加長(zhǎng)錨固方式。

1.1.3 2301、2302工作面受回采動(dòng)壓影響情況

2301工作面開采期間動(dòng)壓影響波及較大，在工作面沿頂開采期間，15、12兩巷變形嚴(yán)重，頂、底板移近量最大1.5米。在工作面轉(zhuǎn)入沿底開采后15、12兩巷相繼冒落，最后對(duì)其實(shí)行密閉處理。由于23022巷在2301回采過后也受到2301的動(dòng)壓影響，巷道變形嚴(yán)重，其中22巷尾部50米地段因采動(dòng)影響發(fā)生冒落。后對(duì)23022巷進(jìn)行木垛維護(hù)，木垛間距3米。為保障23025、27兩巷能夠在2302回采結(jié)束后仍能滿足使用要求，在2302開采期間對(duì)25巷進(jìn)行了木垛維護(hù)，并對(duì)交叉口進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)，但在2302開采之后，巷道變形并沒有得到遏制，在對(duì)23025巷進(jìn)行的觀測(cè)中，發(fā)現(xiàn)巷道頂?shù)装逡平窟_(dá)1.5米，巷道兩幫移近量也達(dá)到1.5米。

1.1.4 2301、2302工作面回采動(dòng)壓的分析

      通過對(duì)2301、2302兩個(gè)工作面的動(dòng)壓觀測(cè)，我們總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：

1.1.4.1回采動(dòng)壓對(duì)煤體破壞的影響深度不超過5米。在留巷觀測(cè)中我們發(fā)現(xiàn)幫錨桿被整體擠出的較多，而在幫部試驗(yàn)補(bǔ)打的5.3米錨索沒有一根被整體擠出，現(xiàn)場(chǎng)只有一根錨索因鎖具破裂造成失效。這說明煤柱并沒有被整體壓裂，只是在巷道周邊兩幫的煤體被壓裂破碎。

1.1.4.2煤幫變形較頂板變形大。頂板下沉一般在300毫米左右，而煤幫變形一側(cè)就達(dá)到500毫米～800毫米左右。由于煤幫的破壞造成頂板失去支撐點(diǎn)，進(jìn)而造成頂板的進(jìn)一步破壞。

1.1.4.3動(dòng)壓影響后巷道底鼓嚴(yán)重。相對(duì)于頂板下沉，底鼓問題尤為突出，在承受動(dòng)壓影響之后，巷道底鼓最大1.5米，底鼓深度達(dá)到2米左右。在對(duì)幫部進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)后，底鼓得到控制，底鼓深度一般在500毫米以內(nèi)。這說明原有支護(hù)幫部強(qiáng)度不夠，尤其是起錨高度過高造成煤幫變形嚴(yán)重，進(jìn)而造成巷道底鼓。$Page_Split$

2 33022、24兩巷概況

      33022、24為3302面的兩條回風(fēng)巷，在3302回采完畢后，兩巷保留作為下一個(gè)工作面3301的兩條進(jìn)風(fēng)巷及輔助運(yùn)輸巷，兩巷的斷面為均為5.0×3.5米，兩巷的順槽支護(hù)方式同圖2所示的5.0×3.5米支護(hù)圖設(shè)計(jì)相同，22、24巷之間凈煤柱為20米，22巷和23巷的凈煤柱 35米。由于兩巷為連采掘進(jìn)工藝施工，每隔50米就要施工長(zhǎng)60米的橫川，橫川的數(shù)量增多，破壞了煤體的完整性，特別是橫川交叉口，斷面超寬更大，再加上連采施工循環(huán)進(jìn)度大的特點(diǎn)，在煤體破碎區(qū)頂板得不到及時(shí)支護(hù)，使得兩巷多處形成高冒區(qū)，給將來的留巷帶來較大的難度。

3 33022、24兩巷留巷設(shè)計(jì)

      根據(jù)北京天地科技開采股份有限公司為我礦提供的留巷維護(hù)方案，結(jié)合我礦的實(shí)際情況，分別對(duì)工作面兩條巷道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)如下：

圖3： 33022巷留巷支護(hù)圖

圖4： 33022巷留巷支護(hù)圖

圖5： 33022、24巷橫川及交叉口留巷支護(hù)圖

3.1 33022巷留巷設(shè)計(jì)

3.1.1在原巷道支護(hù)的基礎(chǔ)上,兩幫補(bǔ)加幫錨索(規(guī)格為Φ15.24-5300-1)，錨索為兩花布置，一排兩根，一排一根，排距3米，錨索托盤選用12#槽鋼（規(guī)格12#-500-1），兩錨索間距1.5米，起錨高度1.0米，施工角度均垂直于巷道兩幫，所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和一支Z2360（后放）。

3.1.2兩幫補(bǔ)打底角螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400）,并上底金屬網(wǎng)（規(guī)格5500-1100），角錨桿距巷道底板0.3米，施工角度與水平線成-15o夾角，新上的金屬網(wǎng)與原有網(wǎng)片用8#鉛絲連接牢固；所用錨固劑型號(hào)為Z2360，每根錨桿一支錨固劑。

3.1.3在巷道的交叉口頂板補(bǔ)加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），在原有錨索的基礎(chǔ)上每排施工兩根錨索，保證交叉點(diǎn)及附近3米范圍內(nèi)頂板每排都有兩根錨索；所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和兩支Z2360（后放）。

3.1.4由于該巷局部發(fā)育了一系列小型褶曲，在地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤質(zhì)疏松，巷道超寬0.1～0.5米，局部達(dá)到1米之多。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，巷道超寬大于0.5米的巷道有千余米，所以以上設(shè)計(jì)只在巷道超寬小于0.5米的地點(diǎn)應(yīng)用，在大于0.5米的巷道中參考以上設(shè)計(jì)加強(qiáng)支護(hù)，根據(jù)超寬的實(shí)際情況幫錨索排距改為2米和1米。

3.1.5該巷局部有超高段，巷道高度達(dá)到5.0-5.5米，在該段支護(hù)要加強(qiáng)，正巷頂板要補(bǔ)加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），每排2根，排距1米；根據(jù)超高的實(shí)際情況幫錨索布置改為三花布置，排距為2米和1米。

3.2 33024巷留巷設(shè)計(jì)

3.2.1靠22巷道的一幫補(bǔ)打底角螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400）并上底金屬網(wǎng)（規(guī)格5500-1100），角錨桿距巷道底板0.3米，施工角度與水平線成-10o夾角，新上的金屬網(wǎng)與原有網(wǎng)片用8#鉛絲連接牢固；所用錨固劑型號(hào)為Z2360，每根錨桿一支錨固劑。

3.2.2在巷道的交叉口頂板補(bǔ)加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），在原有錨索的基礎(chǔ)上每排施工兩根錨索，保證交叉點(diǎn)及附近3米范圍內(nèi)頂板至少每?jī)膳庞袃筛?/span>17.8的錨索；所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和兩支K2360（后放）。

3.2.3 該巷同33022巷一樣，也存在有約千余米的超寬段，所以以上設(shè)計(jì)只在巷道超寬小于0.5米的地點(diǎn)應(yīng)用，在大于0.5米的巷道中參考以上設(shè)計(jì)加強(qiáng)支護(hù)，根據(jù)超寬的實(shí)際情況左幫施工錨索，兩花布置，排距3米到4米。

3.2.4 該巷局部超高段巷道高度達(dá)到5.0-5.5米，在該段支護(hù)要加強(qiáng)，正巷頂板要補(bǔ)加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），每排2根，排距1米；根據(jù)超高的實(shí)際情況幫錨索布置改為三花布置，排距為3米到4米。

3.3 33022、24巷橫川及交叉口留巷設(shè)計(jì)

3.3.1 22巷兩側(cè)橫川口采用頂、幫錨索聯(lián)合支護(hù)：23巷側(cè)橫川口為連采進(jìn)刀端，跨度均在11米左右，頂板補(bǔ)加6根錨索（規(guī)格為Φ17.8-9300-1），其中2根鎖口錨索。24巷側(cè)橫川口為貫通端，跨度8米左右，頂板補(bǔ)加3根錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1）；兩橫川口往里4米及附近4米范圍內(nèi)的巷幫均補(bǔ)加幫錨索和底角錨桿，錨索為兩花布置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況排距2米和1米，錨桿為螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400），排距1米。

3.3.2 24巷左側(cè)橫川口采用頂、幫錨索聯(lián)合支護(hù)：24巷橫川口為連采進(jìn)刀端，跨度均在11米左右，頂板補(bǔ)加6根錨索（規(guī)格為Φ17.8-9300-1），其中2根鎖口錨索。橫川口往里4米及附近4米范圍內(nèi)的巷幫均補(bǔ)加幫錨索和底角錨桿，錨索為兩花布置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況排距2米到3米，錨桿為螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400），排距1米。

3.3.3 在33022與33024巷的橫川內(nèi)靠33022巷側(cè)打兩個(gè)井字形木垛，在33022與33024巷的橫川內(nèi)靠33022巷側(cè)打一個(gè)井字形木垛，木垛采用R200、長(zhǎng)度2000mm的板梁搭設(shè)。$Page_Split$

4 33022、24留巷礦壓觀測(cè)

4.1 測(cè)站布置：共布置兩個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)站，分別距切眼592米和624米，依次編號(hào)為1#測(cè)站、2#測(cè)站，每個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)站安設(shè)一個(gè)表面位移和一個(gè)頂板離層儀。

采用十字布點(diǎn)法安設(shè)表面位移監(jiān)測(cè)斷面，如圖6。在頂板中部垂直方向和兩幫水平方向鉆Φ28mm的孔，將Φ29mm、長(zhǎng)400mm的木樁打入孔中，頂板和上幫端部安設(shè)彎頭測(cè)釘，底板和下幫木樁端部安設(shè)平頭測(cè)釘。

圖6：巷道測(cè)點(diǎn)布置圖

      在每個(gè)表面位移測(cè)站附近一米左右安設(shè)一個(gè)頂板離層儀監(jiān)測(cè)頂板離層情況，深基點(diǎn)安裝在頂板7米深度，淺基點(diǎn)安裝在頂板2米深度內(nèi)。

4.2觀測(cè)數(shù)據(jù)及分析：

2004年5月19日安設(shè)好簡(jiǎn)易測(cè)站，并進(jìn)行了首次觀測(cè)，至2004年6月25日觀測(cè)結(jié)束，其間共觀測(cè)了5次。

4.3、觀測(cè)結(jié)論：

4.3.11#測(cè)站兩幫稱近量70毫米，其中左幫26毫米、右?guī)?/span>44毫米，頂?shù)装逡平?/span>91毫米，其中頂板下沉量46毫米、底鼓量39毫米。

2#測(cè)站兩幫移近量64毫米，其中左幫26毫米、右?guī)?/span>36毫米，頂?shù)装逡平?/span>15毫米，其中頂板下沉量3毫米、底鼓量12毫米。

由以上數(shù)據(jù)可知，頂?shù)装逡平窟h(yuǎn)遠(yuǎn)小于300毫米，在控制范圍之內(nèi)，說明巷道支護(hù)效果較好，留巷比較成功。

4.3.2工作面超前壓力對(duì)巷道支護(hù)影響較小，滯后壓力對(duì)巷道影響較大，一般在滯后工作面150～200米巷道斷面開始發(fā)生較大變化。

4.3.3結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，巷道應(yīng)力區(qū)域主要集中在超前工作面50米至滯后工作面340米共390米范圍內(nèi)，在滯后工作面340米以后巷道所受應(yīng)力漸漸達(dá)到平衡，巷道趨于穩(wěn)定，巷道斷面不再發(fā)生大的變化。

4.3.4通過對(duì)頂板離層指示儀觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，頂板離層儀外測(cè)筒讀數(shù)無(wú)變化，說明錨桿支護(hù)效果較好，在錨桿錨固范圍內(nèi)未發(fā)生顯著離層。1#測(cè)站頂板離層儀內(nèi)測(cè)筒主讀數(shù)由15到54，說明在錨桿錨固范圍外、頂板7米深度范圍內(nèi)，頂板離層39毫米，由表面位移測(cè)站頂板下沉量為46毫米，說明在頂板深度7米范圍外頂板發(fā)生離層，離層值為7毫米。

5結(jié)論

5.1 在33022、33024留巷成功之后，我礦又相繼進(jìn)行了33012、33014巷的留巷，除33012巷局部地段有小范圍底鼓以外，基本上達(dá)到了預(yù)期的效果，證明33022、22024巷的留巷設(shè)計(jì)方案是可行的。通過留巷，不僅緩解了我礦銜接緊張的局面，而且避免了大量煤炭資源的浪費(fèi)。例如，33022、24巷的留設(shè)成功，使3301工作面減少掘進(jìn)工程量6810米，多采出煤量110萬(wàn)噸。同時(shí)，可將留巷支護(hù)技術(shù)推廣應(yīng)用至其它盤區(qū)，大幅度提高盤區(qū)萬(wàn)噸掘進(jìn)率及回采率。以我礦規(guī)劃的東四盤區(qū)為例，該盤區(qū)共布置4個(gè)3400米的大采高工作面，通過留巷，整個(gè)盤區(qū)減少掘進(jìn)工程量21450米，多采出煤量402萬(wàn)噸。

5.2 動(dòng)壓區(qū)留巷應(yīng)緊密的同地質(zhì)條件相結(jié)合，尤其是隱性構(gòu)造區(qū)。在生產(chǎn)的過程中，往往在許多巷道掘進(jìn)中并沒有異常的變化，但由于該區(qū)域裂隙的發(fā)育度、周邊圍巖的強(qiáng)度等因素的變化造成巷道壓力較大，因此在整條巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)中要考慮到巷道各區(qū)段地質(zhì)條件的變化，分區(qū)段考慮支護(hù)強(qiáng)度的變化。

5.3 留巷要結(jié)合所留巷道的用途及其對(duì)巷道變形量的承受能力決定支護(hù)強(qiáng)度的大小，避免支護(hù)過剩及不必要的材料、人力浪費(fèi)。

5.4 加強(qiáng)留巷過程中的礦壓觀測(cè)，根據(jù)巷道壓力顯現(xiàn)情況適時(shí)調(diào)整巷道的支護(hù)強(qiáng)度。

5.5 如果有條件要提前完成地應(yīng)力、圍巖參數(shù)等測(cè)定工作，以便為設(shè)計(jì)方案的提出提供更有利的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第一作者簡(jiǎn)歷：

劉軍鋒，男，1978年12月，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，現(xiàn)在晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦從事采掘設(shè)計(jì)工作，助理工程師。電話：(0356)3698642；E-mail:liujunfeng1978@163.com。