不連溝煤礦工作面巷道礦壓分析

楊寶石

摘 要：內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司不連溝煤礦現采6號煤層，該煤層直接頂以泥巖、炭質泥巖、粘土巖等軟巖為主，根據不連溝煤礦已回采的5個工作面對相鄰下區段煤柱和巷道的壓力顯現來看，采空區側煤柱和巷道受上區段回采工作面的采動影響，礦壓顯現，幫部移近量大，底鼓嚴重，巷道變形量較大，嚴重的影響了工作面的安全生產。

關鍵詞：煤柱；頂板管理；巷道；礦壓分析；治理

1 前言

根據不連溝煤礦已回采的5個工作面對相鄰下區段煤柱和巷道的壓力顯現來看，采空區側煤柱和巷道受上區段回采工作面的采動影響較大，礦壓顯現強烈，幫部移近量大，底鼓嚴重，巷道變形量較大，嚴重地影響了工作面的安全生產，針對以上情況提出了巷道受相鄰回采工作面采動影響幫部移近量大，頂板下沉、底鼓嚴重，巷道變形量大作為治理課題進行研究。

2 F6105綜放工作面與F6106輔運順槽的概況

2.1 F6105綜放工作面概況

F6105綜放工作面走向長度為1753m，工作面長度為239.5m，煤厚平均為15.6m，采4m，放11.6m，該工作面北鄰F6104綜放工作面采空區，南為F6106工作面輔運順槽相隔煤柱20m。

F6105工作面偽頂為灰黑色炭質泥巖，厚度0.3～0.8m，賦存不穩定，薄層狀結構。直接頂為泥巖、砂質泥巖，厚約3.8～12.3m，在Y0406孔附近6煤直接頂為粗砂巖厚約14.8m。老頂為粗砂巖厚4～22m，裂隙發育，其頂板屬于不穩定巖石。直接底為泥巖、砂質泥巖厚6～10m，由西向東逐漸增厚。

2.2 F6106輔運順槽概況

F6106工作面輔運順槽北臨F6105工作面，相隔20m煤柱，沿6號煤層底板布置。F6106工作面輔運順槽采用錨網支護，頂部加錨索支護，矩形斷面，凈寬5.5m，凈高3.7m。支護參數為：頂板布置規格為Φ18×2500mm 的等強桿體高強度無縱筋左旋螺紋鋼錨桿，間距1.0m，梅花形布置，頂部錨桿交替配合H型鋼梁和W鋼帶使用，頂部加設Φ17.8×8000mm的錨索，間距2.0m，梅花形布置；工作面兩幫各布置Φ18×2500mm的等強桿體高強度無縱筋右旋螺紋鋼錨桿，間距0.9m，梅花形布置，幫錨桿配合H型鋼梁使用，副幫（靠F6105工作面采空區側）。

3 工作面巷道礦壓顯現及應力分布分析

3.1 礦壓顯現分析

通過不連溝煤礦已回采的且受上區段工作面采動影響的5個工作面巷道的礦壓顯現規律分析，采空側巷道受上區段工作面回采及本工作面回采影響，礦壓顯現特別明顯，幫部移近量大，底鼓嚴重，嚴重影響工作面安全生產。下面就選取已回采中一個F6105工作面進行分析：

F6105綜放工作面輔運順槽北與F6104綜放工作面相鄰，區段煤柱為20m，輔運順槽受到F6104綜放工作面采動影響如下：

（1）2012年9月13日，F6104綜放工作面回采剩余600m位置時，F6105綜放工作面輔運順槽巷道變形嚴重，幫鼓、底鼓嚴重，巷道兩幫最大移近量為1m，頂底板最大移近量為0.5m，嚴重影響F6105綜放工作面的設備安裝及正常回采，為了確保F6105綜放工作面設備安裝及工作面的正常回采，采取了輔運順槽0～1500m范圍內巷道擴幫、起底及幫部加強支護。

（2）2013年2月15日，F6105綜放工作面輔運順槽100～140m范圍內巷道受F6104綜放工作面回采影響，出現嚴重底鼓，巷道頂底板最大移近量為500mm，影響了F6105工作面輔運順槽車輛的正常通行，為保證車輛的安全通行，對此段巷道進行起底施工，起底施工完成后進行砼底板施工。

3.2 應力分布分析

根據中國礦業大學錢鳴高教授提出的關鍵層理論，分析回采工作面關鍵層結構分析主要考慮結構塊之間的作用力、冒落矸石的支撐力及上覆軟巖層和關鍵層的自重。

采空區側巷道在受工作面回采影響階段，在超前支承壓力與側向支承壓力疊加的作用下，A巖塊下方的煤體直接頂壓縮下沉，C巖塊下方的矸石壓縮下沉，B巖塊發生旋轉下沉，其穩定性及位態發生變化。從圖中可以看出，采空側巷道位于關鍵塊B下方，由此可見塊B 對于綜放工作面采空側巷道覆巖結構的穩定是很重要的，見圖1所示。

圖1 綜放工作面機頭、機尾未放煤時采空側巷道頂板結構

4 結束語

通過計算確定L1即為基本頂周期來壓步距，而基本頂的側向斷裂跨度與基本頂周期來壓步距近似相等，因此，基本頂的周期來壓步距L1在一定程度上決定了基本頂的側向斷裂跨度。側向斷裂跨度越大，對采空側巷道的變形影響越大。采空區側煤柱和巷道受上區段回采工作面的采動影響，礦壓顯現，幫部移近量大，底鼓嚴重，巷道變形量較大，嚴重的了工作面的安全生產。

參考文獻

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（作者單位：內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司）