大釆高工作面回撤通道内的矿压观测与研究

【摘 要】某矿一回撤通道要经历回采工作面超前支承压力影响的全过程，采动影响十分强烈，巷道变形破坏严重，极易发生冒顶事故，给回撤工作带来危险和困难，因此有必要进行相关的研究。文章对该煤矿大釆高综采工作面的回撤通道的矿压显现规律进行了观测，并对其显现规律进行了研究。最后，根据研究结果提出了应对回撤通道矿压显现剧烈的对策。

【关键词】矿压观测；矿压研究；大釆高综采；回撤通道

某煤矿是一座年产能达30Mt/a的特大型高产高效矿井。为了实现矿井的高产能，在一个盘区内同时开采上部22煤和下部42煤。该矿采用辅巷多通道的回撤方式进行综采面搬家倒面工作，42304-2主回撤通道要经历回采工作面超前支承压力影响的全过程，采动影响十分强烈，巷道变形破坏严重，极易发生冒顶事故，给回撤工作带来危险和困难。为防止回撤通道附近发生冒顶事故，该煤矿采取对42304-2主回撤通道顶板注马丽散和使用工作阻力大的垛式支架等措施对顶板进行加强支护，并对通道围岩运动和矿压规律进行了研究，为通道支护提供理论依据，确保工作面安全回撤。

1 工作面概况

42304-2工作面煤层埋藏深度为435.5m，上部为22304工作面采空区，煤层层间距为38～64m，煤层平均厚度5.68m，工作面长300m，推进长度2670m，煤层顶板岩性直接顶为砂质泥岩，平均厚度12.36m，老顶为细粒砂岩平均厚度18.73m。

主回撤通道宽6.0m，高4.3m，正帮（靠近工作面侧）支护使用（22mm×2000mm）玻璃钢锚杆加高强塑料网支护，顶板支护采用锚杆+钢筋网片+锚索+联合钢带支护，锚杆（22mm×2000mm）间排距为1000mm×1000mm，矩形布置，锚索（17.8mm×8000mm和22mm×8000mm）间排距为2000mm×1000mm，矩形布置，网片之间搭接200mm，被动支护采用120台ZZ18000/25/50垛式支架沿主回撤通道布置。

根据理论计算42304-2主回撤通道内主动与被动支护强度之和为1532.3kN/m2，是顶板压力的1.81倍；工作面支护强度的1.63倍。为保证回撤通道附近顶板不发生冒顶事故，待工作面推进距离回撤通道200m后，回撤通道附近顶板和煤层受超前压力影响产生裂隙后，在主回撤通道利用高分子材料进行支护，该措施有效的保证了回撤通道顶板安全，提高了回撤通道附近顶板的完整性。

2 矿压观测

2.1 观测方法

在主辅回撤3个联巷（1#、3#、5#联巷）附近设置3个测点。主回撤通道压力观测采用人工采测点处支护4台垛式支架立柱压力表数据，后取平均值，从工作面末采90m开始，每天现场跟班测量统计回撤通道测点垛式支架压力。回撤通道立柱下沉量采用人工测量，自制简易观测办法，每天及时记录靠近工作面侧60架垛架立柱下沉量数据。

2.2 观测结果

2.2.1 回撤通道内围岩破坏特征

（1）顶板下沉。自2011年9月29日17：00时开始观测顶板下沉。由观测可见，主回撤通道受回采工作面超前压力影响随着工作面贯通临近越来越大，巷道围岩变形严重，顶板下沉量迅速增加；

（2）顶板破坏。10月4日工作面距回撤通道8m时，作业人员正在溜槽内进行挂网，突然工作面煤壁发生片帮，有严重的炸帮现象，技术人员对工作面和回撤通道来压现象进行了现场实测。工作面内顶板支架平均工作阻力达到了9614kN，较以往平均工作阻力增加了1.34倍，支架立柱明显下沉100～400mm，支架大脚前底臌100～300mm。回撤通道存在明显顶板断裂响声，顶板掉渣，垛式支架活柱快速下沉，回撤通道正帮煤壁大量片出掩埋垛式支架。

2.2.2 主回撤通道内垛式支架工作阻力变化情况

（1）测点情况

1）由测点I观测结果可以看出，测点I（对应146#架）处工作面推进至距通道约36m前，垛式支架工作阻力一直变化不大，并保持在12271kN左右，此后支架工作状态阻力缓慢增长，至工作面距撤通道约13m时，支架工作阻力明显提高至16873kN，直至工作面贯通工作阻力增至17640kN；2）由测点II观测结果可以看出，测点II（对应86#架）处工作面推进至距通道约13m前，垛式支架工作阻力一直变化不大，平均工作阻力在12002kN左右，至工作面距主回撤通道约9m，支架工作阻力明显提高至15339kN，直至工作面贯通工作阻力增至17831kN；3）由测点III观测结果可以看出，测点III（对应30#架）处工作面推进至距通道约13m前，垛式支架工作阻力一直变化不大，平均工作阻力在11605kN左右，至工作面距主回撤通道约9m，支架工作阻力明显提高至14572kN，直至工作面贯通工作阻力增至17256kN。

（2）测点压力规律

从以上几个测点压力统计结果可总结出以下规律：1）测点I靠近机尾，受临近采空区压力和工作面超前压力叠加影响，支架明显在36m承受压力开始增大，明显早于其余两个测点，且前期压力最大；2）测点II位于工作面中部，仅受工作面超前压力影响，于9m处压力明显增大，最后承压最大，这与其顶板下沉量最大也是相符合的；3）测点III靠近机头，所受压力最小，最终压力亦最小，其下沉量也最小。

3 根据矿压观测结果提出的应对建议

（1）工作面推采至距回撤通道56.6m处，回撤通道内开始受到超前压力影响，此时回撤通道内垛式支架压力开始增加，建议在60m前对回撤通道内垛式支架进行二次补液，保证垛式支架工作阻力。工作面回采至34m处由于超前压力较大，垛式支架立柱开始下沉，此时要再次对工作面垛式支架工作情况进行排查，发现自卸支架及时再次进行补液。

（2）根据回撤通道支护强度理论计算，回撤通道顶底板移近量应小于工作面，但回撤过程中，回撤通道顶底板下沉量远大于工作面，因此贯通前要对主动支护锚索重新检查，必要时对支护锚索锁具全部重新张拉，保证主动支护强度，减少顶板下沉量。

（3）贯通时煤壁片帮深度达3.0m，应对主回撤通道正帮进一步加强，建议改变巷道支护形式，选用支护强度大的锚杆或可以利用加长锚杆支护，尤其是工作面中部受超前压力影响最大的地段要确保支护密度，缓解煤壁严重片帮情况。

（4）工作面距回撤通道8m时，通道内垛式支架立柱下沉量突然增加，表明工作面超前压力对回撤通道影响突然增大，此后顶板下沉产生突变式的增大，通道煤壁片帮严重，有明显而猛烈的闷雷声，煤柱内煤体也有明显断裂声响，此时工作面应等压，待压力减小后组织继续生产。

（5）进一步优化主回撤通道几何尺寸，对于顶板下沉量大地段，可在掘进过程中适当增大其尺寸，确保在一定下沉量范围内，回撤通道尺寸仍满足设备回撤要求，避免增加起底等工作量。

参考文献：

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