现场实测首采面两巷矿压显现规律研究

摘 要：通过现场实测两巷表面位移，两巷深部位移，超前单体压力；掌握首采面两巷矿压显现规律，为后续类似条件下安全高效回采提供保障。

关键词：首采面；两巷；显现规律

中图分类号：X752 文献标识码：A

1地质概况

丁集矿13-1煤首采面巷道采用U型通风布置，包括运输顺槽、轨道顺槽和切眼。运输顺槽与轨道顺槽采用平行布置方式，沿13-1煤层施工。其中运输顺槽为机轨合一，用于进风、运煤及辅助运输。轨道顺槽与东部13-1采区回风大巷沟通，用于首采面回风及辅助运输。该首采面两巷采用矩形断面，锚梁网支护，围岩破碎地段采用架棚支护。锚网支护，断面净宽×净高=5.0m×3.0m，特殊地段采用架棚、增设点柱等办法加强支护。架棚支护：为半圆拱断面，采用架29U钢棚，棚距600mm，宽×高=5.2m×4.05m。

2 实测两巷矿压显现规律研究

2.1 巷道表面位移

开采初期在轨道巷距切眼106m-123m之间布置5个表面位移测点，记为Ⅲ测站；轨道巷距切眼173m-194m之间布置5个表面位移测点，记为Ⅳ测站。

在运输机巷距切眼80m-96m之间布置5个表面位移测点，记为Ⅱ测站；运输机巷距切眼210m-227m之间布置5个表面位移测点，记为Ⅱ测站Ⅰ测站。由于机巷皮带机影响，只对顶板下沉进行了连续观测。

2.1.1 机巷表面位移变化分析

从统计结果处理我们可以看出：Ⅰ测站距工作面150～200m巷道变形很小，呈现无规律的随机变动，说明其不受支承压力影响；而Ⅱ测站距工作面23.5m时，变形量突增，变形速度达29mm/d。说明从此刻开始为强烈影响区，对机巷的表面位移结果处理如下图1～图2所示。

图2 Ⅰ测站巷道变形速度统计图

机巷表面位移观测结果表明：1） 当工作面回采至测站时，机巷顶底累计移近量达488mm；2） 机巷围岩移动可划分为三个阶段，第一阶段为无采动影响阶段，即远离煤壁约70.4m，在此期间巷道围岩移动速度小，巷道维护状况良好；第二阶段为采动明显影响阶段，在40.5m～70.4m范围内，该区段内由于巷道受到工作面超前支承压力作用，巷道变形速度增加；第三阶段为采动影响剧烈阶段，随着工作面的推进，由于受回采动压影响，在距工作面煤壁前方40.5m内，巷道围岩变形剧烈增加。

2.1.2 风巷表面位移变化分析

从统计结果我们可以看出：IV测站距工作面120～160m时，巷道变形很小，亦呈现无规律的随机变动，说明其不受支承压力影响；而Ⅲ测站距工作面64.4m时，变形量增大，变形速度达10mm/d。

风巷表面位移观测结果表明：

1） 当工作面回采至测站时，顶底下沉量大于两帮移近量，顶底移近730mm，两帮移近492mm；2） 风巷围岩移动也可划分为三个阶段，第一阶段为无采动影响阶段，即远离煤壁约77.9m，在此期间巷道围岩移动速度小，巷道维护状况良好；第二阶段为采动明显影响阶段，在47.2m～77.9m范围内，该区段内由于巷道受到工作面超前支承压力作用，巷道变形速度增加；第三阶段为采动影响剧烈阶段，随着工作面的推进，由于受回采动压影响，在距工作面煤壁前方47.2m内，巷道围岩变形剧烈增加。

2.2 巷道深部位移

根据轨道巷多点位移计的位移速度曲线分析，以钻孔内6测点同时连续2天出现大于2mm位移速度，作为受超前支承压力影响开始的标志。

图3 机风巷深部位移

从图3可以看出，在远离工作面时，巷道帮部位移很小；在距工作面45m时，巷道帮部位移加剧，说明巷道采动明显影响范围为45m。分析可得：巷道帮部强烈影响松动范围为：1.5m～3m。

根据轨道巷、运输机巷4测站表面位移速度曲线和巷道帮部位移综合分析可得矿压显现剧烈影响范围在煤壁前方45m，明显影响范围为煤壁前方70m。

结语

根据观测可得：（1）机巷巷道表面位移统计结果表明：机巷围岩移动可划分为三个阶段，第一阶段为无采动影响阶段，即远离煤壁约70.4m，在此期间巷道围岩移动速度小，巷道维护状况良好；第二阶段为采动明显影响阶段，在40.5m～70.4m范围内，该区段内由于巷道受到工作面超前支承压力作用，巷道变形速度增加；第三阶段为采动影响剧烈阶段，随着工作面的推进，由于受回采动压影响，在距工作面煤壁前方40.5m内，巷道围岩变形剧烈增加；

（2）风巷表面位移观测结果表明：当工作面回采至测站时，顶底下沉量大于两帮移近量，顶底移近730mm，两帮移近492mm；风巷围岩移动也可划分为三个阶段，第一阶段为无采动影响阶段，即远离煤壁约77.9m；第二阶段为采动明显影响阶段，在47.2m～77.9m范围内；第三阶段为采动影响剧烈阶段，随着工作面的推进，由于受回采动压影响，在距工作面煤壁前方47.2m内，巷道围岩变形剧烈增加；

（3）巷道深部位移计统计结果表明：巷道帮部受支承压力强烈影响范围为：1.5m～3m，综合表面位移速度曲线和巷道帮部位移综合分析可得矿压显现剧烈影响范围在煤壁前方45m，明显影响范围为煤壁前方70m。

参考文献

[1] 袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术[M].北京：煤炭工业出版社.1997：157—192.

[2] 戴永浩， 陈卫忠， 刘泉声， 等. 深部高地应力巷道断面优化研究[J]. 岩土力学与工程学报， 2004， 23（ 增 2） ： 4960- 4965.