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孤岛工作面沿空巷道矿压显现规律研究

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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 孤岛工作面沿空巷道矿压显现规律研究 作者:舒建 来源:《科学与财富》2018 年第 36 期 摘 要:文章以 11416 矿综采工作面为研究对象,在分析了综采工作面的开采条件、支护 条件、地质条件的基础上对巷道围岩变形、工作面支架工作阻力进行了监测,最终得到了孤岛 工作面沿空巷道矿压显现规律。研究结果表明,孤岛工作面沿空巷道矿压增加明显,大大增加 了其支护难度,需要加大其支护强度。 关键词:孤岛工作面;沿空巷道;矿压显现 引言 伴随我国科学技术水*的不断提高,煤矿开采工作面回采情况日益复杂,相较于常规的开 采工作面,矿压显现明显的孤岛工作面在回采工作中日益增多。伴随孤岛工作面覆岩宏观结构 的改变以及运动规律的变化,工作面矿压显现规律也随之改变。由于孤岛工作面开采过程中应 力集中程度增加,从而加剧了回采巷道矿压显现程度,从而对巷道维护工作提出了更高要求。 1 工作面概况 1.1 工作面位置及四临采掘情况 11416 工作面为东一 B 组采区 6 煤层四阶段,西起东一 B 组采区下山,东至-720 东二轨道 石门。上顺槽煤层底板标高为-644.7~-657.1m,下顺槽煤层底板标高为-698.0~-708.9m。本面 为孤岛面,上阶段 11316 工作面已于 2013 年 12 月 25 日收作;下阶段 21116 工作面已于 2014 年 9 月 30 日收作;西边 11426 工作面已于 2013 年 10 月 10 日收作。上覆 8 煤、下伏 4-2 煤均 未采掘。本面上方布置有 11416 顶抽巷,内错上顺槽*面距离 64.7m,巷道底板与 6 煤层顶板 间距 10.7~18.3m。 1.2 工作面开采条件 工作面可采走向 1654m,倾向 232.6m,煤层倾角 12.7°,煤层呈黑色,块状,局部粉末 状,属半暗型煤。本面 6 煤层不稳定,沿顺槽方向煤层底板起伏大,煤层厚度为 0.1~4.8m, *均煤厚 2.4m,煤层结构 0.8(0.3)1.3,煤厚变化大,有增厚、变薄、分层、合并等现象。 1.3 巷道支护方案 上顺槽及下顺槽均采用锚梁网+锚索支护,5.5m×3.2m(净宽×中高);局部为 U 型棚加强 支护,U 型棚规格为宽×中高=5.7m×3.5m。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2 巷道矿压显现规律监测 使用测杆测试巷道相对变形量,判断巷道稳定性;利用煤体应力计监测煤体内部应力变 化,根据其变化情况采取相应的解决措施指导安全生产;使用多点位移计监测巷道内部位移 量,判定巷道稳定性。 2.1 巷道相对变形监测 在监测巷道变形情况时,可以在运输巷和轨道巷内设立位移观测站点来观测采动对巷道变 形的影响,具体可在异常区设立 4 个观测站,在正常区设立 4 个观测站,每个观测站分别设两 个观测断面,采用“十”字布点法进行布点,在测读时可采用测杆和钢卷尺进行。观测结果如图 1 和图 2 所示。 由上图可知,伴随孤岛工作面的位移变化,测站距离工作面越来越*,顶板的累计下沉量 也逐渐增大。采动的影响如下:第一,无采动影响阶段,该区域巷道受回采影响相对较小,巷 道顶底板累计移动量较小,巷道维护情况良好;第二,采动影响*缓阶段,伴随工作面的推 进,在 30~68 巷道受工作面矿压作用,下沉速度增加明显;第三,采动影响剧烈阶段,在 0~30m 范围内巷道受回采影响较大,变形剧烈。因此可以得出,机巷超前影响范围 68m 内应 超前加强支护。 2.2 煤体应力变化监测 将 1 号煤体应力计布置在风巷工作面侧,深度控制在九米左右,煤体应力计距离工作面 19.5 米,安装应力计第 10 天,观测应力计变化情况可知伴随工作面的推移,煤体应力计的应 力值一直在逐渐递增,而在监测的第 11 天晚上 23:06:00 分达到峰值 5.18MPa,之后工作面 *笤 6.6m,而 3 号煤体应力计应力发生了剧烈变化,应力值猛降 0.8MPa,这种现象充分 说明媒体应力计附*的岩石已经开裂松动,从而导致应力计所受压力出现极大改变,通过分析 可以得出应力曲线基本符合工作面前方超前支撑压力曲线,基本符合矿压观测规律。 通过观察监测结果并进行深入分析可以总结出采动影响如下:第一,无采动影响阶段,结 果表明距离工作面在 40m 以上的巷道受回采影响相对较小,巷道顶板下沉速度也相对较小, 而巷道维护情况良好;第二,采动影响*缓阶段,伴随工作面的* 21~40m 范围内, 受工作面超前支撑压力作用,巷道顶底板移动速度逐步加快;第三,采动影响剧烈阶段,伴随 工作面的*诰喙ぷ髅婷罕谇胺 21m 以内,由于受回采动压的强烈影响,巷道围岩变形 剧烈,变形速度明显加快。由此可以得出,在正常区域内上顺槽超前影响范围小于 40 米,应 提前加强巷道支护,这与巷道相对变形监测结果相符合。 2 号煤体应力计布置在风巷实体煤侧,深度为 7m,从煤体应力计距工作面距离 12.5~ 85.8m 期间,应力值变化很小,几乎是一条直线,这主要是因为所在风巷不是沿空巷道,而且 顶板条件比较好,所以巷道受采动影响较小,安装应力计第 10 天,观测应力计变化情况可知 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 伴随工作面的推移,煤体应力计的应力值一直在逐渐递增,而在监测的第 11 天晚上 23:37: 00 为止应力值快速降低且在第 11 天晚上 23:37:00 分达到最低值 3.44MPa,安装第 13 天夜 班煤体应力*氩煽涨笥捎诖τ诓煽涨α档颓杂α绦档椭钡 3.37MPa 煤体应力*氩煽涨 39m(第 17 天)左右,冒落研石压实,所以应力计处于应力增高 区,之后压力缓慢增加,当应力*氩煽涨 78m(第 19 天)处时进入原岩应力区,往后 应力值变的很稳定。通过观察可以看出,应力曲线基本符合工作面前后支撑压力



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