合理布置和巷道支護技術在極近距離跨采工作面的運用

郭明亮+任永剛

【摘 要】在進行巷道支護技術的全面應用中，需要采用多種不同的方式對其跨采工作體系進行相應的優化。論文主要對巷道支護技術在極近距離跨采工作面的運用進行分析，并提出了相應的優化措施。

【Abstract】In the comprehensive application of roadway supporting technology， it is necessary to adopt different methods to optimize the system. This paper mainly analyzes the application of roadway supporting technology in the mining face with very close distance， and puts forward the corresponding optimization measures.

【關鍵詞】合理布置；巷道支護技術；極近距離；跨采工作面

【Keywords】reasonable layout ；roadway supporting technology； extremely close distance；cross mining face

【中圖分類號】TD82 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0062-02

1 引言

在實際的生產過程中，隨著不斷地對礦井進行持續的開采，工作面與巷高巷道的穩定性也會隨之提高。因此，需要考慮好跨采階段巷道之間的相對位置不斷變化，這樣會產生一系列的二次加強支護問題。為了盡可能對礦井進行連續開采，需要將工作面的搬家次數減少，此時需要采用跨巷開采技術。

2 合理布置和巷道支護技術在極近距離跨采工作面的內容

2.1 確定跨采工作面的支護加固

某礦新開的22103工作面中主要進行全高開采，需要將煤層的傾角保持在7°～8°之間，平均采高為3.5m。對于國內外學者普遍認為，水平軌道不同的大巷和膠帶運輸巷與22煤層相交，巷頂與煤水平大巷、圍巖性質與巷道位置平行布置，水平距離大約為58m，影響跨巷開采的重要因素就是原支護方層間的巖柱厚度。這種方式采用的是錨噴加W型鋼帶掛金屬網支護。在跨采期間，圍巖變工作面道交叉點M也會受到巷道自身的支護強度的影響。[1]對于目前的巷道加強支護技術多數采用的是二次錨道交噴支護形式加固。

2.2 合理安全巖柱厚度的確定

根據工作面的不斷推進，會對工作面的底板巖層產生一系列的破壞。根據不同的破壞特點以及安全巖柱，利用統一的標準“保證下方巷道穩定的巖柱高度”，對于底板的安全巖柱厚度H由上及下，可以將厚度分為下方巷道頂板破壞高度H1，可承載巖層最小厚度H2和工作面底板的塑性變形深度H3等3部分。

2.3 工作面底板塑性變形深度H3的確定

跨巷開采在引起回采空間周圍煤柱上應力集中的同時，還會在短期內迅速增大底板巷道圍巖應力，在底板巖層內傳播應力，這也是對工作面底板破壞的重要因素之一。對于底板巖層假定為均質單一的連續體，可以根據彈塑性理論，來進行。由于在采礦工程的問題中需要加大項目的精度，可以將底板所受支承壓力的最大影響范圍近似地認為就是底板的塑性破壞深度。

3 極近距離跨采工作面的合理布置

3.1 工作面布置技術的應用

根據之前的理論分析結果而言，可以將工作面與底板巷道之間的安全巖柱高度標為6m。工作面底板距離下方的大巷巖柱高度會持續不斷的增加，巖柱高度約為6.3m，所以，可以根據不同的走向確定保護煤柱邊界線，工作面的具體布置需要與巷道技術體系相互結合。保護煤柱的形狀大致為直角梯形，根據以往的經驗，對于順槽與底板大巷之間的預留水平寬度約為30m的保護距離，當巷道掘進距離約為30m時，需要垂直的對順槽向煤體方向進行掘進，掘進距離約為49m。[2]然后，在平行運輸的平巷掘進之間的距離約為l86m。

3.2 工作面對接與拆除

由于考慮到對預留安全巖柱的影響，在22103工作面的布置中需要選擇不等長的工作面。在2處不同工作面的長度分別為163m和118m，在運輸平巷的轉彎處需要安裝增加裝載機或轉彎裝置，在進行工作面的推進過程中，需要及時地拆除和對接工作面支架和運輸機。

3.3 跨采期間巷道支護方法

由于大巷距離工作面之間的距離較小，所以會受到較為嚴重的采動。為了能夠維護巷道的穩定性，需要在工作面進行正式跨采前，對大巷進行二次加固支護保護。

3.4 現場驗證

為了能夠對跨采方案的整體效果進行檢驗，需要根據前述的跨采影響范圍，分別在運輸大巷以及軌道大巷之間每隔10m，設置一個圍巖變形監測點。根據監測點中圍巖的變形規律能夠對22103工作面的開采對底板巷道造成的影響進行分析，最終能夠檢驗跨采方案的技術效果。

4 巷道支護技術在極近距離跨采工作面的運用

4.1 測站設置

根據礦壓觀測的特點以及實際情況，我們決定采用多斷面定點觀測法，筆者下面將具體展開說明一下。本次實驗我們將會將會設置兩個測站，根據實際調研情況，我們決定在iii51副暗串車斜井以及iii51副暗人行斜井兩處設置測站。相關工作人員做出分析之后一直認為應當在iii51副暗串車斜井處分別設置3處巷道表面收斂斷面以及液壓枕斷面，而在iii51副暗人行斜井處設置5處，此外還要設置4處深孔鉆孔窺視斷面。為了安全起見以及方便觀察，應當在各階段測站都要安裝支護以及平面分布。

4.2 巷道表面收斂規律

通過長期的觀察，我們對楊莊礦雙暗斜井的八個測試點做出了分析，并且從中找出了一些便會的規律。

①通過觀察分析我們發現，kd6以及kd1的變化比較大，kd6的兩幫累計最大移近量大約在3mm左右，而kd1的兩幫累計最大移近量大約在24mm左右；kd6的頂底板累計的最大移近量大約為8mm左右，而kd6的頂底板累計的最大移近量則要大許多，大約為46mm。此外，通過觀察我們發現kd7的兩幫累計移近量也相對較大，大約為7mm。

②而行人斜井各個測點則一直處于不穩定的狀態，難以分析找出規律。但是串車斜井個測點則比較穩定，變化幅度較小。

③Kd5各測點的變化則比較異常，通過變化的數據我們可以發現頂底板以及兩幫均出現了巷道擴容現象，專家學者們仍然在分析出現此種現象的具體原因。

4.3 巷道深部圍巖位移規律

在設置深部位移測點的時候，我們發現kd2處的鉆孔始終處于閉合的狀態，所以便沒有在kd2處設置深部位移測點。最終通過分析，認為在巷道左幫設置位移點比較合適。

4.4 巷道支護技術的全面應用

相對而言，國內煤礦支護的與國外還具有一定的差距。但從整體上，其煤礦支護體系的結構已經逐步得到了優化。所以，為了能夠讓煤礦支護體系的層次結構得到相應的優化，需要對其煤礦支護的現狀進行具體的分析。同時，還要確定其臨時支護點。可以采用多種分配工藝對其支護體系進行全面的優化。

5 結語

合理布置和巷道支護技術在極近距離跨采工作面的運用十分重要，其能夠讓巷道支護體系得到全面性的完善。在進行極近距離跨采工作面的運用過程中，其首先需要對跨采工作面的內容進行初步的確定，然后對其所需的厚度以及深度進行全面性的處理。與此同時還要不斷優化工作面的布置體系，做好現場驗證工作。最后，需要對巷道支護體系的變化進行規律性的分析，并對巷道支護技術進行全方位的應用。從而讓極近距離跨采工作面的運用得到合理的布置。

【參考文獻】

【1】張宏偉，韓軍，海立鑫，等.近距煤層群上行開采技術研究[J].采礦與安全工程學報，2013（01）：15-23.

【2】蔣升，孔杰，鐘宜濤，等.極近距離煤層下分層開采礦壓顯現規律[J].煤礦安全，2012（12）：112，115.