現場實測首采面兩巷礦壓顯現規律研究

摘 要：通過現場實測兩巷表面位移，兩巷深部位移，超前單體壓力；掌握首采面兩巷礦壓顯現規律，為后續類似條件下安全高效回采提供保障。

關鍵詞：首采面；兩巷；顯現規律

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A

1地質概況

丁集礦13-1煤首采面巷道采用U型通風布置，包括運輸順槽、軌道順槽和切眼。運輸順槽與軌道順槽采用平行布置方式，沿13-1煤層施工。其中運輸順槽為機軌合一，用于進風、運煤及輔助運輸。軌道順槽與東部13-1采區回風大巷溝通，用于首采面回風及輔助運輸。該首采面兩巷采用矩形斷面，錨梁網支護，圍巖破碎地段采用架棚支護。錨網支護，斷面凈寬×凈高=5.0m×3.0m，特殊地段采用架棚、增設點柱等辦法加強支護。架棚支護：為半圓拱斷面，采用架29U鋼棚，棚距600mm，寬×高=5.2m×4.05m。

2 實測兩巷礦壓顯現規律研究

2.1 巷道表面位移

開采初期在軌道巷距切眼106m-123m之間布置5個表面位移測點，記為Ⅲ測站；軌道巷距切眼173m-194m之間布置5個表面位移測點，記為Ⅳ測站。

在運輸機巷距切眼80m-96m之間布置5個表面位移測點，記為Ⅱ測站；運輸機巷距切眼210m-227m之間布置5個表面位移測點，記為Ⅱ測站Ⅰ測站。由于機巷皮帶機影響，只對頂板下沉進行了連續觀測。

2.1.1 機巷表面位移變化分析

從統計結果處理我們可以看出：Ⅰ測站距工作面150～200m巷道變形很小，呈現無規律的隨機變動，說明其不受支承壓力影響；而Ⅱ測站距工作面23.5m時，變形量突增，變形速度達29mm/d。說明從此刻開始為強烈影響區，對機巷的表面位移結果處理如下圖1～圖2所示。

圖2 Ⅰ測站巷道變形速度統計圖

機巷表面位移觀測結果表明：1） 當工作面回采至測站時，機巷頂底累計移近量達488mm；2） 機巷圍巖移動可劃分為三個階段，第一階段為無采動影響階段，即遠離煤壁約70.4m，在此期間巷道圍巖移動速度小，巷道維護狀況良好；第二階段為采動明顯影響階段，在40.5m～70.4m范圍內，該區段內由于巷道受到工作面超前支承壓力作用，巷道變形速度增加；第三階段為采動影響劇烈階段，隨著工作面的推進，由于受回采動壓影響，在距工作面煤壁前方40.5m內，巷道圍巖變形劇烈增加。

2.1.2 風巷表面位移變化分析

從統計結果我們可以看出：IV測站距工作面120～160m時，巷道變形很小，亦呈現無規律的隨機變動，說明其不受支承壓力影響；而Ⅲ測站距工作面64.4m時，變形量增大，變形速度達10mm/d。

風巷表面位移觀測結果表明：

1） 當工作面回采至測站時，頂底下沉量大于兩幫移近量，頂底移近730mm，兩幫移近492mm；2） 風巷圍巖移動也可劃分為三個階段，第一階段為無采動影響階段，即遠離煤壁約77.9m，在此期間巷道圍巖移動速度小，巷道維護狀況良好；第二階段為采動明顯影響階段，在47.2m～77.9m范圍內，該區段內由于巷道受到工作面超前支承壓力作用，巷道變形速度增加；第三階段為采動影響劇烈階段，隨著工作面的推進，由于受回采動壓影響，在距工作面煤壁前方47.2m內，巷道圍巖變形劇烈增加。

2.2 巷道深部位移

根據軌道巷多點位移計的位移速度曲線分析，以鉆孔內6測點同時連續2天出現大于2mm位移速度，作為受超前支承壓力影響開始的標志。

圖3 機風巷深部位移

從圖3可以看出，在遠離工作面時，巷道幫部位移很小；在距工作面45m時，巷道幫部位移加劇，說明巷道采動明顯影響范圍為45m。分析可得：巷道幫部強烈影響松動范圍為：1.5m～3m。

根據軌道巷、運輸機巷4測站表面位移速度曲線和巷道幫部位移綜合分析可得礦壓顯現劇烈影響范圍在煤壁前方45m，明顯影響范圍為煤壁前方70m。

結語

根據觀測可得：（1）機巷巷道表面位移統計結果表明：機巷圍巖移動可劃分為三個階段，第一階段為無采動影響階段，即遠離煤壁約70.4m，在此期間巷道圍巖移動速度小，巷道維護狀況良好；第二階段為采動明顯影響階段，在40.5m～70.4m范圍內，該區段內由于巷道受到工作面超前支承壓力作用，巷道變形速度增加；第三階段為采動影響劇烈階段，隨著工作面的推進，由于受回采動壓影響，在距工作面煤壁前方40.5m內，巷道圍巖變形劇烈增加；

（2）風巷表面位移觀測結果表明：當工作面回采至測站時，頂底下沉量大于兩幫移近量，頂底移近730mm，兩幫移近492mm；風巷圍巖移動也可劃分為三個階段，第一階段為無采動影響階段，即遠離煤壁約77.9m；第二階段為采動明顯影響階段，在47.2m～77.9m范圍內；第三階段為采動影響劇烈階段，隨著工作面的推進，由于受回采動壓影響，在距工作面煤壁前方47.2m內，巷道圍巖變形劇烈增加；

（3）巷道深部位移計統計結果表明：巷道幫部受支承壓力強烈影響范圍為：1.5m～3m，綜合表面位移速度曲線和巷道幫部位移綜合分析可得礦壓顯現劇烈影響范圍在煤壁前方45m，明顯影響范圍為煤壁前方70m。

參考文獻

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[2] 戴永浩， 陳衛忠， 劉泉聲， 等. 深部高地應力巷道斷面優化研究[J]. 巖土力學與工程學報， 2004， 23（ 增 2） ： 4960- 4965.