施工平臺(tái)在鉆孔定位中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

逯硯坤

(大同煤礦集團(tuán) 煤峪口礦，山西　大同　037041)

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施工平臺(tái)在鉆孔定位中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

逯硯坤

(大同煤礦集團(tuán) 煤峪口礦，山西大同037041)

摘要隨著同煤集團(tuán)煤峪口礦防治水工作的全面推進(jìn)，各層間放水孔及新舊盤區(qū)生產(chǎn)所需排水系統(tǒng)及溜煤眼施工所需鉆孔數(shù)量迅速上升。為了提高鉆孔成功率，分析了施工鉆孔期間的各類誤差來源，經(jīng)過排除鉆機(jī)方面可控制因素后，確定了傳統(tǒng)鉆孔施工的弊端是導(dǎo)致鉆孔施工不精準(zhǔn)的主要原因。該礦提出了施工一個(gè)高精度鉆機(jī)平臺(tái)的方法，解決施工中孔位偏差造成的廢孔或不通，導(dǎo)致大量人員浪費(fèi)和時(shí)間上接替困難等問題。以立眼、斜孔施工為例，介紹了施工方法和注意事項(xiàng)。運(yùn)用此方法，施工鉆孔可達(dá)到預(yù)期效果。 大同煤礦集團(tuán)同忻礦在開采時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到強(qiáng)烈的礦壓顯現(xiàn)，為確保煤礦安全生產(chǎn)，以5107巷作為研究對(duì)象，采用FLAC3D軟件進(jìn)行模擬與計(jì)算，分析了臨空巷道受工作面回采影響時(shí)的壓力分布規(guī)律。通過分析可知，在相鄰工作面未回采和已回采兩種情況下，巷道支撐壓力變化曲線形式基本一致，都是在工作面推進(jìn)100～200 m時(shí)，壓力增長(zhǎng)速度較快，在200 m以后逐漸趨于穩(wěn)定；壓力峰值出現(xiàn)在距離巷道10～20 m的位置，80 m以后逐漸趨于穩(wěn)定。但是，當(dāng)工作面已開采時(shí)的巷道支承壓力峰值比未開采時(shí)提高了3.5%～9.6%. 因此，當(dāng)工作面已回采時(shí)，臨空巷道前20 m的范圍內(nèi)應(yīng)力集中明顯，圍巖容易失穩(wěn)，產(chǎn)生片幫、底鼓、頂板下沉等現(xiàn)象。這一段距離要進(jìn)行必要的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，以確保支護(hù)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞鉆孔；定位；平臺(tái)；標(biāo)定 大采高；綜放開采；礦壓

同煤礦集團(tuán)煤峪口礦由于防治水工作的全面推進(jìn)，各層間放水孔及新舊盤區(qū)生產(chǎn)所需排水系統(tǒng)及溜煤眼施工所需鉆孔數(shù)量不斷增加。該礦為了提高打鉆孔成功率，分析了施工鉆孔期間的各類誤差來源。經(jīng)過排除鉆機(jī)方面可控制因素后，確定了傳統(tǒng)鉆孔施工的弊端是導(dǎo)致鉆孔施工不精準(zhǔn)的主要原因。該礦采取利用水準(zhǔn)抄平砌筑結(jié)實(shí)、穩(wěn)固、平整的高精度鉆機(jī)平臺(tái)，并在平臺(tái)上預(yù)留螺桿以確保鉆機(jī)的穩(wěn)固性，取用直、平且表面平滑的全新鉆桿。在鉆桿相對(duì)4個(gè)切面上，分別打上完整的墨線。在鉆桿上懸掛垂球，用水準(zhǔn)儀施測(cè)垂線，檢驗(yàn)鉆桿角度符合設(shè)計(jì)，以達(dá)到預(yù)期的鉆孔位置。

施工中常會(huì)產(chǎn)生孔位偏差，造成廢孔或不通，導(dǎo)致造成大量人員的浪費(fèi)和時(shí)間上接替困難。為了提高施工鉆孔的成功率及成孔質(zhì)量，對(duì)鉆機(jī)施工中產(chǎn)生偏差的原因進(jìn)行分析。

1鉆孔誤差來源分析

鉆孔按用途可分為放水孔、溜煤眼孔、啟封古塘注羅克休孔，其所需精度不同。

1.1測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)

一般情況下，由1人負(fù)責(zé)鉆孔的位置確定，進(jìn)行諸如位置坡度和夾角的計(jì)算，且計(jì)算通常至少要由2人進(jìn)行并審核。經(jīng)2人對(duì)算后的中腰線數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確無誤。外業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放中腰線的人員要由豐富工作經(jīng)驗(yàn)的技師及技術(shù)人員擔(dān)任。此操作使測(cè)量工作內(nèi)外業(yè)中的各種誤差已降到最低。

1.2鉆孔施工

鉆孔施工期間產(chǎn)生偏差有諸多因素，如：

1) 鉆機(jī)整體固定不牢。

2) 開孔偏離中心線仰角的不精確。

3) 和開孔鉆桿不直。

4) 操作人員給壓不均勻。

5) 鉆桿帶鉆頭下沉角度開孔造成的偏差。

以上因素都可以使施工鉆孔報(bào)廢或重復(fù)施工，造成工時(shí)浪費(fèi)和占用施工場(chǎng)地時(shí)間過長(zhǎng)，直接影響礦井正常運(yùn)輸。因此，鉆孔施工偏差的主要原因是在鉆孔施工期間造成的。

1.3傳統(tǒng)的鉆孔施工弊端

常規(guī)下，鉆機(jī)底座穩(wěn)在用道木蹬起的木垛上，再用2～3根木柱進(jìn)行背緊固牢。使用半圓儀進(jìn)行角度的標(biāo)定，方向線由鉆桿與中線相互平行檢校。但半圓儀最小刻度20′，往往與計(jì)算仰俯角值無法相符。因半圓儀刻度沒有所需角值，估讀值與設(shè)計(jì)值相差10′～20′，加上鉆機(jī)垛子不平造成仰俯角偏差±2°左右。對(duì)于一般探水孔和啟封注羅克休孔、放水孔，此偏差可以忽略不計(jì)，打通后即可使用。但對(duì)于長(zhǎng)度超過50 m，又要通到預(yù)設(shè)位置的鉆孔，此偏差將會(huì)使鉆孔成為廢孔或根本打不通。由以上所述可知，固定整個(gè)鉆機(jī)為一體是一個(gè)必須解決的問題。

2高精度鉆孔施工平臺(tái)

根據(jù)以上分析，針對(duì)精度要求高的重要鉆孔，該礦采取砌筑結(jié)實(shí)、穩(wěn)固、平整的鉆機(jī)平臺(tái)(圖1).平臺(tái)按鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行砌筑并預(yù)留4個(gè)十字螺絲孔，以便能夠與鉆機(jī)固定為一體，用螺母進(jìn)行壓緊。鉆孔平臺(tái)施工好，鉆機(jī)托架利用已有壓板壓條，并多備一些木楔子和鐵墊，各角必須大致墊平，將四角螺母壓緊。

圖1　鉆機(jī)施工平臺(tái)俯視圖

利用S3級(jí)水準(zhǔn)儀進(jìn)行4個(gè)角抄平。計(jì)算后四角高低進(jìn)行反復(fù)多次調(diào)整，直至4個(gè)角水平度相互不大于±2 mm，然后將所有螺母壓緊，再進(jìn)行1次精確抄平。不符合精度的利用螺母進(jìn)行反復(fù)多次調(diào)整直至符合精度為止。此時(shí)鉆機(jī)與平臺(tái)已為一體，并精確整平。

將鉆機(jī)上步固定好后上好立軸。由于上面負(fù)重，檢查底座是否因承重造成底架偏差再進(jìn)行1次水準(zhǔn)儀抄平。計(jì)算四角最大偏差是否在±2 mm之內(nèi)，若超限再進(jìn)行第二次抄平，直至調(diào)整符合要求為止。

利用1根全新鉆桿，鉆桿表面平直光滑無粗糙。在鉆桿相對(duì)4個(gè)切面上，分別利用墨盒打上1條完整的墨線,見圖2.

圖2鉆桿墨線示意圖

同時(shí)在4條墨線上利用卷尺均勻多次在各桌上量取1.5 m，以備穩(wěn)鉆立軸角度的確定并檢驗(yàn)。對(duì)于施工垂直孔來講，利用測(cè)量垂球線分別在4個(gè)方向檢驗(yàn)鉆桿垂直度，并且不斷調(diào)整，直至四面均與鉛垂線重合。對(duì)于斜孔來講，除利用所標(biāo)定的腰線外還應(yīng)進(jìn)行懸掛半圓儀的檢查，與設(shè)計(jì)計(jì)算角度是否相符合，這只是起到檢驗(yàn)立軸坡度的作用，檢驗(yàn)坡度是否正，上述鉆桿墨線長(zhǎng)度起到至關(guān)重要的作用，見圖3.

圖3　水準(zhǔn)儀測(cè)量高差示意圖

首先，在鉆桿切面1.5 m墨線的首尾2個(gè)位置上做好標(biāo)記。在墨線首尾位置拴2根垂線，利用水準(zhǔn)儀在兩點(diǎn)分別標(biāo)出其水平位置A、B兩點(diǎn)。利用兩組垂線，讀取SAB三次，三次讀數(shù)互差不大于±2 mm，取平均值做為最終值待用。

利用S3以上水準(zhǔn)儀，采用兩次儀高分別進(jìn)行讀數(shù)HA、HB.二次儀高讀數(shù)其互差不應(yīng)大于±2 mm，取兩次平均值做為其最終值。計(jì)算公式如下：

hAB=HB-HA

綜上所述，3個(gè)實(shí)際測(cè)量值反算應(yīng)設(shè)計(jì)坡度值，3個(gè)值計(jì)算與實(shí)測(cè)之差不大于±3 mm，方可進(jìn)行開鉆施工。待鉆機(jī)開孔至2～3 m時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行立軸坡度檢驗(yàn)，程序與前述相同，進(jìn)行計(jì)算與標(biāo)定時(shí)角度值不大于±5′，方可鉆進(jìn)，否則要重新開孔。鉆孔施工期間，立軸已定角度不得有松動(dòng)或偏移，發(fā)現(xiàn)有問題及時(shí)匯報(bào)并立即處理。

3算例

3.1立眼

巷道關(guān)系示意圖見圖4，該礦在2013年底施工11-12#900大巷309車場(chǎng)溜煤眼，深度86 m.下部車場(chǎng)度僅為2.4 m的單車道，設(shè)計(jì)要求立眼施工至307車場(chǎng)巷道中心，精度要求非常高。

圖4　巷道關(guān)系示意圖

為此進(jìn)行了高導(dǎo)布設(shè)，采用7″級(jí)高導(dǎo)，并且應(yīng)用同一起始點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，進(jìn)行全站儀導(dǎo)線測(cè)量。導(dǎo)線全長(zhǎng)5 060 m，高程利用三角高程測(cè)量方法。各限差見表1.

表1　各限差表

由900大巷5″級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)分別施測(cè)至900大巷307車場(chǎng)立眼設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置，并計(jì)算出坐標(biāo)高程，同理施測(cè)至11-12#410皮帶巷延伸溜煤眼附近，并算出其坐標(biāo)和高程。

下部車場(chǎng)立眼中心坐標(biāo)及高程:

X=4 436 258.547，Y=548 423.325，H=902.100

上部鉆孔十字中心坐標(biāo)：

X=4 436 258.549，Y=548 423.340，H=988.400

對(duì)照上部已標(biāo)十字中心線，把立軸中心口精確對(duì)準(zhǔn)十字中心位置，平臺(tái)如上所述，對(duì)應(yīng)其鉆機(jī)幾何關(guān)系，并用水準(zhǔn)儀精確抄平，用螺母將底托架全部固定，組裝鉆機(jī)，立軸豎直，裝鉆桿，并將四面用鉛垂線將鉆桿與鉛垂線完全重合，方可開孔。開孔后2～3 m應(yīng)用同樣方法，立軸固定不動(dòng)，將鉆桿四面用鉛垂線檢查，鉆桿與鉛垂線是否重合。重合后繼續(xù)施工，不重合應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在2013年3月7日19時(shí)順利打通，打通后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)△X=0.203 m，△Y=0.198 m，△H=0.3 m.

3.2斜孔

隨著14-2#406盤區(qū)向東部開采，回采工作面排水量加大，由于軌道巷受到采動(dòng)影響，原有水溝破壞嚴(yán)重，雖經(jīng)多次修復(fù)，均因受采動(dòng)影響再次破壞，造成排水系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。為了正常生產(chǎn)，工作面水排入軌道巷，造成軌道巷水無法下泄至900大巷進(jìn)入主水倉，整個(gè)軌道巷水滿為患。為了解決軌道巷水患，該礦決定在軌道巷施工泄水孔，以解決制約生產(chǎn)問題。通過研究圖紙資料，依據(jù)該礦要求，選擇恰當(dāng)位置。首先考慮距離必須短，泄水位置高程合理，綜合權(quán)衡在8602斜井口施工泄水孔，此處根據(jù)附近導(dǎo)線點(diǎn)及高程計(jì)算，水平距離估算56 m，垂距39 m，依此計(jì)算得，斜距68 m.由于打孔必須占用大巷和軌道巷，又不能直接影響生產(chǎn)，故選擇在2013年5月4日—5月6日檢修停產(chǎn)期間3天。檢修結(jié)束后必須完成斜孔施工，時(shí)間緊任務(wù)重。

設(shè)計(jì)中為了排水至水溝，將鉆孔通至幫及底板1.7 m處，見圖5.點(diǎn)位座標(biāo)表見表2.

圖5　 巷道關(guān)系示意圖

表2　點(diǎn)位座標(biāo)表

以上A點(diǎn)為立軸高程，B點(diǎn)為大巷貫通點(diǎn)高程，與軌道巷夾角為90°.

計(jì)算得：

SA-B=55.840hAB=39.217a=35°04′51″

參數(shù)已確定，平臺(tái)施工和開孔傾角確定同前。2天共施工68.235 m，在2013年5月5日順利貫通。貫通處較設(shè)計(jì)位置方向偏0.5 m的高精度。

4結(jié)束語

在分析差誤來源的基礎(chǔ)上，研究出施工方法。砌筑平臺(tái)是此法的主要依靠，平臺(tái)也是一個(gè)重要的設(shè)施。故對(duì)平臺(tái)的水平精度要求較高，施測(cè)時(shí)要保證儀器等級(jí)并創(chuàng)造合適的施測(cè)環(huán)境進(jìn)行作業(yè)。水準(zhǔn)抄平進(jìn)行螺母調(diào)節(jié)、標(biāo)定鉆孔傾角時(shí)都要在外業(yè)同時(shí)計(jì)算，要求確保計(jì)算正確無誤。利用此法，一次成功鉆孔均在設(shè)計(jì)限差內(nèi)，取得了令人滿意的成績(jī)。該方法避免了以前因諸多原因造成的返工，節(jié)約了人力物力以及占用巷道影響生產(chǎn)的時(shí)間，產(chǎn)生極大經(jīng)濟(jì)效益。故此法既能提高產(chǎn)能，也可增加工時(shí)利用率，提高工效，具有一定的借鑒價(jià)值。

Design and Application of Construction Platform in Drilling Positioning

LU Yankun

AbstractIn order to improve the success rate of drilling, analyzes the various error sources during construction drilling, controllable factors in drilling machine are excluded, determines that the disadvantages of traditional drilling construction is the main reason of inaccurate drilling construction. It presents the method of construction a high precision drilling platform, solves waste hole or impassability that caused by hole location deviation under construction, which leads to people waste and time replacing difficulty. Takes vertical borehole, the inclined hole construction for the examples, introduces the construction method and matters needing attention. By using the method, the construction drilling can achieve the desired effect. Strong mine pressure behavior often happens when mining in Datong coal mine group Tongxin coal mine, in order to ensure coal mine safety production, 5107 roadway is as the research object, adopts FLAC3D software to simulate and calculate, analyzes the pressure distribution law of the roadway near the mined-out area when affected by the face mining. Through analysis can get to know the curve change form of supporting pressure is basically consistent in both cases of nearby coal face no mining and already mined, both of the pressures grow faster when the working face advances 100～200 m, then gradually stabilized after advancing to 200 m. Pressure peaks appear on the position where is 10～20 m far away from the roadway, and then gradually stabilized after 80 m. However, the abutment pressure peak has increased by 3.5% to 9.6% when the working face mining than the working face no mining. Therefore, when the working face already is mined, the stress concentration within the scope of 20 m in front of the roadway near the mined-out area is obvious, the surounding rock is easy to instability, and the phenomena occur such as wall caving, heaving floor, roof setting and so on. The distance needs to be reinforced support to ensure the strength of support.

Key words·試驗(yàn)研究· Large mining height; Fully mechanized caving mining; Mine pressure

(E-mail)guanxinyu86@163.com

臨空巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究

關(guān)昕宇1,2

(1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原030024；2.大同煤礦集團(tuán)公司 同忻礦， 山西 大同037001)

煤炭開采時(shí)，如果工作面沒有推進(jìn)，那么工作面上覆巖層就處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)回采工作面開始推進(jìn)，破壞了上覆圍巖的應(yīng)力并造成應(yīng)力重新分布，該應(yīng)力在地下空間延伸直到達(dá)成新的平衡。但是，在應(yīng)力分配形成新的平衡時(shí)，圍巖會(huì)發(fā)生變形，甚至受到破壞，尤其是在大采高煤層開采中，采空區(qū)頂板垮落高度比較大，礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈。

大同煤礦集團(tuán)開采的是雙系煤田，其中淺部的侏羅系煤炭資源將近枯竭，而石炭二疊系煤炭的可采儲(chǔ)量高達(dá)300億t.由于雙系煤層的關(guān)系，導(dǎo)致深部煤炭開采時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的覆巖運(yùn)動(dòng)或者強(qiáng)烈的礦壓顯現(xiàn)。同忻礦是開采石炭二疊系煤層的千萬噸級(jí)礦井，在開采中經(jīng)常會(huì)遇到強(qiáng)烈的礦壓顯現(xiàn)，表現(xiàn)為：采空區(qū)頂板大面積垮落并伴有響聲、液壓支架和刮板輸送機(jī)等機(jī)械設(shè)備被破壞、巷道片幫、頂板下沉等。這些問題既影響了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也造成一定的安全隱患。

因此，有必要對(duì)開采過程中頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律與礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行研究，以確保煤礦安全生產(chǎn)，并創(chuàng)造良好的安全效益及可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還可以為類似生產(chǎn)條件的礦井提供借鑒與指導(dǎo)。

1概況

1.1大采高綜放開采技術(shù)

放頂煤開采是指通過頂板壓力或者人工施壓的方法讓工作面上部的頂煤垮落，從放頂煤液壓支架的放煤口放出的工藝。放頂煤開采工藝能夠更好地應(yīng)對(duì)井下多變的地質(zhì)條件，提高煤炭的采出率，減少資源的浪費(fèi)，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。綜放開采技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：增加了出煤點(diǎn)，既可以通過正常的采煤機(jī)作業(yè)進(jìn)行落煤，也可以利用頂板壓力或者人工放出頂煤；掘進(jìn)量減少，因?yàn)槌雒狐c(diǎn)增多，所以巷道掘進(jìn)和維護(hù)量降低；降低工人工作強(qiáng)度，同時(shí)減少了搬家的次數(shù)；能夠較好地適應(yīng)各類地址變化。

由于我國擁有豐富的特厚煤層儲(chǔ)量，很多大型特大型礦井選擇大采高綜放采煤法，以此增加煤炭采出率。這是開采特厚煤層方法的重要發(fā)展方向，前景非常廣闊。該方法加大了可開采煤層上限(割煤高度3.5～5.0 m)，使產(chǎn)量提高，而且由于采高增大，工作面通風(fēng)能力也進(jìn)一步增強(qiáng)。

1.2礦井介紹

同忻礦8106工作面位于北一盤區(qū)，南部是8105工作面及順槽煤柱，東部是X11號(hào)陷落柱，西部是3條盤區(qū)的主要大巷，北部是8107工作面。8106工作面井下標(biāo)高773.6～816.8 m，地面標(biāo)高1 205.3 ～1 303.5 m，走向長(zhǎng)度為1 734.8 m，傾斜長(zhǎng)度為200 m.該工作面煤層厚度為12.14 ～23.43 m，平均厚度為16.44 m，煤層傾角為1°～4°.煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有多層以炭質(zhì)和高嶺質(zhì)泥巖及粉砂巖等為主的夾石層，其平均厚度為0.28 m.工作面老頂是厚10.6 m的含礫粗砂巖；直接頂是厚4.1 m的細(xì)粉砂巖；直接底為炭質(zhì)泥巖和粉砂巖，厚度1.9 m.

8106工作面布置方式為一進(jìn)兩回，其平面示意圖見圖1.

圖1　8106工作面一進(jìn)兩回平面布置示意圖

圖1中，2100巷為進(jìn)風(fēng)、運(yùn)煤、兼做行人巷，巷道內(nèi)靠煤柱側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)載機(jī)和帶式輸送機(jī)，巷道為矩形斷面；5100巷為回風(fēng)、運(yùn)輸和兼做行人巷，巷道為矩形斷面。8106工作面由南東向西北方向推進(jìn)。8106工作面采煤方法為采放比1∶2.9的單一走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤開采。工作面初采時(shí)，前20 m不放頂煤；初期放頂煤時(shí)，采用多輪間隔折返放煤；初次來壓以后，按照常規(guī)循環(huán)放頂煤方法進(jìn)行作業(yè)；到達(dá)工作面停采線前40 m時(shí)，不再放煤而僅進(jìn)行割煤作業(yè)。該工作面機(jī)械設(shè)備清單見表1.

表1　8106工作面機(jī)械設(shè)備清單表

2方案設(shè)計(jì)

同忻礦在開采過程中發(fā)現(xiàn)工作面回采會(huì)對(duì)臨近巷道產(chǎn)生比較明顯的影響。8105與8106兩個(gè)工作面相鄰并留設(shè)45 m寬的保護(hù)煤柱。5105巷道是8105工作面的回風(fēng)巷，臨近8106工作面的采空區(qū)。8106工作面在回采時(shí)，工作面的超前支承壓力顯現(xiàn)并不明顯，但是5105巷道壓力顯現(xiàn)非常明顯，出現(xiàn)了頂板下沉、錨桿斷裂、底鼓等現(xiàn)象。因此，針對(duì)回采工作面對(duì)相鄰巷道礦壓顯現(xiàn)的影響進(jìn)行分析研究，找到礦壓顯現(xiàn)規(guī)律是具有實(shí)際意義的。

同忻礦8105與8106兩個(gè)工作面相鄰并留設(shè)45 m寬的保護(hù)煤柱。5107巷道是8107工作面的回風(fēng)巷，并且臨近8106工作面的采空區(qū)，其位置關(guān)系見圖2.

圖2　8106與8107工作面位置關(guān)系示意圖

因此，以5107巷道作為分析對(duì)象，研究其在相鄰工作面回采過程中的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，利用FLAC3D軟件進(jìn)行相關(guān)模擬和數(shù)值計(jì)算。首先根據(jù)實(shí)際情況建立模型，模型長(zhǎng)、寬、高分別為700 mm、557 mm、142 mm.模擬工作面推進(jìn)600 m，每步20 m.通過FLAC3D的模擬和計(jì)算，分別得到當(dāng)8106工作面回采和不回采時(shí)，5107巷道的應(yīng)力變化和分布與8107工作面推進(jìn)距離之間的關(guān)系。

3規(guī)律研究

3.1相鄰工作面未回采時(shí)

通過模擬與數(shù)值分析，得到了8106工作面未回采，8107工作面推進(jìn)不同距離時(shí)，5107巷道應(yīng)力分布變化圖，見圖3.

從圖3可以看出，8107工作面的推進(jìn)距離不斷增加，巷道支撐壓力的峰值也在不斷增加，即當(dāng)8107推進(jìn)距離達(dá)到500 m時(shí)，巷道承受的支撐壓力最大。8107工作面推進(jìn)距離從100 m增加到200 m時(shí)，巷道支撐壓力變化明顯，推進(jìn)距離超過200 m后，逐漸趨于穩(wěn)定。另外，從圖3曲線可以看出，在巷道的0～10 m處，壓力快速增大，在10～20 m處達(dá)到峰值，之后逐漸下降至80 m處趨于穩(wěn)定。8107工作面推進(jìn)500 m時(shí)，5107巷道支承壓力峰值區(qū)間為24.2～26.5 MPa.

圖3　8106工作面未回采時(shí)5107巷道壓力分布圖

3.2相鄰工作面已回采時(shí)

通過模擬與數(shù)值分析，得到了8106工作面已回采，8107工作面推進(jìn)不同距離時(shí)，5107巷道應(yīng)力分布變化圖，見圖4.

圖4　8106工作面已回采時(shí)5107巷道壓力分布圖

從圖4可以看出，巷道支撐力變化規(guī)律與8106工作面未回采時(shí)基本一致。但是，隨工作面不斷向前推進(jìn)，巷道所承受的支撐壓力都變大。8107工作面推進(jìn)距離為500 m時(shí)，5107巷道支承壓力峰值區(qū)間變大為25.1～29.3 MPa.

3.3 數(shù)據(jù)對(duì)比分析與總結(jié)

1) 在兩種情況下，5107巷道支撐壓力分布曲線形式基本一致：a) 8107工作面推進(jìn)100～200 m時(shí)，巷道支撐壓力變化非常明顯，增大比例達(dá)到16.7%，而推進(jìn)200 m以后，變化較小。b) 曲線形式都是在巷道的前10 m壓力快速增大，在10～20 m處達(dá)到峰值，之后逐漸下降，到80 m處趨于穩(wěn)定。因此，巷道10～20 m處應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)支護(hù)。

2) 在兩種情況下， 8107工作面推進(jìn)距離相同時(shí)，5107巷道所承受的支承壓力峰值發(fā)生了明顯變化。8106工作面未開采時(shí)，5107巷道所承受的支承壓力峰值區(qū)間為24.2～26.5 MPa；已開采時(shí)，區(qū)間變?yōu)?5.1～29.3 MPa，提高了3.5%～9.6%.

4總結(jié)

1) 本文主要分析臨空巷道受工作面回采影響時(shí)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。分析結(jié)果顯示，兩種情況下，巷道支撐壓力變化曲線形式基本一致，都是在工作面推進(jìn)100～200 m時(shí)，壓力增長(zhǎng)速度較快，在200 m以后逐漸趨于穩(wěn)定。同時(shí)，曲線變化均是在10 m內(nèi)壓力快速增大，10～20 m處達(dá)到峰值，80 m后趨于穩(wěn)定。因此，巷道支護(hù)重點(diǎn)應(yīng)放在前20 m.

2) 兩種情況下，8107工作面推進(jìn)距離相同時(shí)，5107巷道承受的支承壓力峰值發(fā)生了明顯變化。8106工作面未開采的時(shí)候，5107巷道所承受的支承壓力峰值區(qū)間為24.2～26.5 MPa；已開采時(shí)，區(qū)間變?yōu)?5.1～29.3 MPa，提高了3.5%～9.6%.

3) 通過分析，8106工作面已回采的情況下，隨工作面推進(jìn)距離不同，5107巷道應(yīng)力大小也不同，在巷道前20 m的范圍內(nèi)應(yīng)力集中明顯，圍巖容易失穩(wěn)，造成片幫、底鼓、頂板下沉等。這一段距離要進(jìn)行必要的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，以確保支護(hù)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

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·試驗(yàn)研究·

(E-mail)dtliane@163.com

Study on Mine Pressure Behavior of the

Roadway near the Mined-out Area

GUAN Xinyu

中圖分類號(hào)：TD175 TD32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B B

文章編號(hào)：1672-0652(2015)05-0010-03 1672-0652(2015)05-0013-04

作者簡(jiǎn)介：逯硯坤(1981—)，女，山西大同人，2012年畢業(yè)于山西煤炭管理干部學(xué)院，工程師，主要從事礦山測(cè)量工作 關(guān)昕宇(1986—)，男，山西大同人，2013級(jí)太原理工大學(xué)在讀工程碩士研究生，工程師，主要從事礦山壓力方面的工作

收稿日期：2015-03-25 2015-03-10