1、1跨巷回采下覆巷道围岩稳定摘要鹤岗分公司兴山矿二水平二石门布置在 27 层留设石门保护煤柱下,293 层对五石门实施跨巷回采,两组石门同时进行了 140 天矿压观测。测试数据显示:布置在煤柱下巷道变形大,不易维护。矿压显现剧烈、维护费用高、严重时不能正常运输、巷道报废;布置在免压带下的巷道变形小,矿压显现缓和、巷道维修量少、运输顺畅。 关键词跨巷回采 矿压显现 石门 保护煤柱 中图分类号:TD163 文献标识码: A 文章编号: 1.概述 鹤岗分公司兴山矿是开采多年的老矿井,煤层以厚和层群状态赋存,巷道受矿压影响,围岩破坏严重,支架变形厉害,虽重复维修,也难保持巷道断面形状。为此 293 煤层
2、对五石门采用跨巷回采 ,实践证明跨巷回采可减轻矿压对巷道的影响,围岩稳定,巷道维修量少,巷道处于良好状态。 2.两组石门围岩、支护及石门与回采工作面层位关系 1)二水平二石门 二水平二石门顶底板为褐色粉砂岩,顶板岩层厚 10m,底板岩层厚2.5m。粉砂岩抗压强度 45.4MPa。巷道采用锚网支护,规格为宽 3.8m,高 2.8m。二石门顶板上方为 27 层留设石门保护煤柱。27 层回采工作布置在石门左右两侧,分别向石门推进,工作面保护煤柱受两侧支撑矿压2影响,形成叠加支撑应力区。 2)二水平五石门 二水平五石门顶底板为灰白色细砂岩,顶板厚度 10m,底板厚2.5m,细砂岩抗压强度 110.5M
3、Pa。巷道采用锚索,锚网及“U”形可缩式金属棚联合支护,巷道断面宽 3.8m,高 2.8m。石门距 293 层间距415m。为便于石门维护,293 层回采工作面对石门实施跨巷回采,让石门处于免压内。 3.二石门和五石门矿压观测 二石门和五石门的矿压观测站布局方式,采用“十字布点法” ,先在巷道顶板钻一个 32400500mm 钻孔,在孔内打入木塞,在木塞上打一个铁钉作为测量基准点,再在顶板基准点的铅垂方向,用同样方法设底板基准点,巷道两帮观测点的安装方法与上述方法相同,为便于观测,4 个测点应设在同一平面内,用红油漆标明,在两组石门运输巷上分别布置 5 组观测站,同时观测 140 天。 1)二
4、石门观测数据 二石门观测站,即 ,到石门口距离分别为186m、166m、150m、120m、100m。用钢卷尺每隔 10 天测量一次位移量,按围岩活动规律又分成几段时间,按累加值和平均速度值分别填入表内见表 1,并绘制五个观测站围岩位移曲线图。 表 1 二 石 门 运 输 巷 观 测 数 据 表 2 五 32)五石门观测数据 五石门观测站,即 ,到石门口的距离分别为74m、84m、94m、104m、114m。293 层回采工作面跨越五石门回采,受采动影响五石门运输巷顶底板及两帮位移数据见表 2,并绘制五个观测站围岩位移曲线。 3)两条石门矿压显现比较 处在保护煤柱下方的二石门,采场未到达停采线
5、时(140 天)围岩移动相对显得稳定,位移量和移动速度较小。当石门右翼 27 层工作面到达停采线时(3050 天),保护煤柱右侧形成支撑应力集中区,从 5 个观测站量取数据看,巷道围岩均出现了第一次移动高峰,两帮和顶底最大移动速度达 9mm/d 和 7.7mm/d,当石门左翼工作面到达停采线时(3590 天)保护煤柱左侧支撑应力升高区形成,在煤柱两侧应力共同作用下,形成叠加支撑应力区,在矿压应力作用下,巷道围岩出现第二次移动高峰,两帮及顶底板最大移动速度达 12.4mm/d、8.9mm/d。140 天两帮及顶底板累积最大移近量 1120mm、880mm。 4.锚杆拉力监测 二石门两侧回采工作面
6、未接近停采线时(020 天),顶板和两帮锚杆拉力在 3MPa 以下,处于稳定状态,当右翼工作面接近停采线时,顶板锚杆拉应力急剧上升到 7MPa,当左翼工作面接近停采线时,保护煤柱形成叠加支撑应力区,顶板锚杆拉应力再度升高至 9.3MPa,顶板岩层逐渐被压出裂缝、破碎,锚杆拉应力迅速下降。顶板压力逐渐转移到巷道两帮,4两帮锚杆拉应力逐渐上升。由于两帮压力升高,引起两帮煤壁片帮,两帮锚杆拉应力又逐渐降低。 5.结论 从二石门和五石门 10 个观测站 140 天上千个观测数据看,在煤柱下方布置巷道,尤其叠加支撑应力区,巷道受压大,两帮及顶底板围岩变形严重,位移速度快、支架受力变化幅度大、巷道需重复维修、费用高,经常影响生产,围岩破坏严重时巷道报废。 实施跨巷回采,让巷道处于免压带内,围岩变形量小,支架不易损坏,维护费用低,可保证生产正常运行。跨向回采有利于下覆巷道维护,在条件适宜的时候,应大力地推广。 对跨巷回采的巷道应加强支护,以适应采场超前移动支撑应力影响,确保围岩稳定。 参考文献 1张先尘采煤学煤炭工业出版社 1979 年 P259