合理布置和巷道支護(hù)技術(shù)在極近距離跨采工作面的運(yùn)用

郭明亮+任永剛

【摘 要】在進(jìn)行巷道支護(hù)技術(shù)的全面應(yīng)用中，需要采用多種不同的方式對其跨采工作體系進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。論文主要對巷道支護(hù)技術(shù)在極近距離跨采工作面的運(yùn)用進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的優(yōu)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(guān)鍵詞】合理布置；巷道支護(hù)技術(shù)；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(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0062-02

1 引言

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，隨著不斷地對礦井進(jìn)行持續(xù)的開采，工作面與巷高巷道的穩(wěn)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(chǎn)生一系列的二次加強(qiáng)支護(hù)問題。為了盡可能對礦井進(jìn)行連續(xù)開采，需要將工作面的搬家次數(shù)減少，此時(shí)需要采用跨巷開采技術(shù)。

2 合理布置和巷道支護(hù)技術(shù)在極近距離跨采工作面的內(nèi)容

2.1 確定跨采工作面的支護(hù)加固

某礦新開的22103工作面中主要進(jìn)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(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，水平軌道不同的大巷和膠帶運(yùn)輸巷與22煤層相交，巷頂與煤水平大巷、圍巖性質(zhì)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(hù)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(wǎng)支護(hù)。在跨采期間，圍巖變工作面道交叉點(diǎn)M也會受到巷道自身的支護(hù)強(qiáng)度的影響。[1]對于目前的巷道加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)多數(shù)采用的是二次錨道交噴支護(hù)形式加固。

2.2 合理安全巖柱厚度的確定

根據(jù)工作面的不斷推進(jìn)，會對工作面的底板巖層產(chǎn)生一系列的破壞。根據(jù)不同的破壞特點(diǎn)以及安全巖柱，利用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)“保證下方巷道穩(wěn)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(yīng)力集中的同時(shí)，還會在短期內(nèi)迅速增大底板巷道圍巖應(yīng)力，在底板巖層內(nèi)傳播應(yīng)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(zhì)單一的連續(xù)體，可以根據(jù)彈塑性理論，來進(jìn)行。由于在采礦工程的問題中需要加大項(xiàng)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(rèn)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(shù)的應(yīng)用

根據(jù)之前的理論分析結(jié)果而言，可以將工作面與底板巷道之間的安全巖柱高度標(biāo)為6m。工作面底板距離下方的大巷巖柱高度會持續(xù)不斷的增加，巖柱高度約為6.3m，所以，可以根據(jù)不同的走向確定保護(hù)煤柱邊界線，工作面的具體布置需要與巷道技術(shù)體系相互結(jié)合。保護(hù)煤柱的形狀大致為直角梯形，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對于順槽與底板大巷之間的預(yù)留水平寬度約為30m的保護(hù)距離，當(dāng)巷道掘進(jìn)距離約為30m時(shí)，需要垂直的對順槽向煤體方向進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)距離約為49m。[2]然后，在平行運(yùn)輸?shù)钠较锞蜻M(jìn)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(yù)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(yùn)輸平巷的轉(zhuǎn)彎處需要安裝增加裝載機(jī)或轉(zhuǎn)彎裝置，在進(jìn)行工作面的推進(jìn)過程中，需要及時(shí)地拆除和對接工作面支架和運(yùn)輸機(jī)。

3.3 跨采期間巷道支護(hù)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(yán)重的采動(dòng)。為了能夠維護(hù)巷道的穩(wěn)定性，需要在工作面進(jìn)行正式跨采前，對大巷進(jìn)行二次加固支護(hù)保護(hù)。

3.4 現(xiàn)場驗(yàn)證

為了能夠?qū)绮煞桨傅恼w效果進(jìn)行檢驗(yàn)，需要根據(jù)前述的跨采影響范圍，分別在運(yùn)輸大巷以及軌道大巷之間每隔10m，設(shè)置一個(gè)圍巖變形監(jiān)測點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)中圍巖的變形規(guī)律能夠?qū)?2103工作面的開采對底板巷道造成的影響進(jìn)行分析，最終能夠檢驗(yàn)跨采方案的技術(shù)效果。

4 巷道支護(hù)技術(shù)在極近距離跨采工作面的運(yùn)用

4.1 測站設(shè)置

根據(jù)礦壓觀測的特點(diǎn)以及實(shí)際情況，我們決定采用多斷面定點(diǎn)觀測法，筆者下面將具體展開說明一下。本次實(shí)驗(yàn)我們將會將會設(shè)置兩個(gè)測站，根據(jù)實(shí)際調(diào)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(shè)置測站。相關(guān)工作人員做出分析之后一直認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在iii51副暗串車斜井處分別設(shè)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(shè)置5處，此外還要設(shè)置4處深孔鉆孔窺視斷面。為了安全起見以及方便觀察，應(yīng)當(dāng)在各階段測站都要安裝支護(hù)以及平面分布。

4.2 巷道表面收斂規(guī)律

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

①通過觀察分析我們發(fā)現(xiàn)，kd6以及kd1的變化比較大，kd6的兩幫累計(jì)最大移近量大約在3mm左右，而kd1的兩幫累計(jì)最大移近量大約在24mm左右；kd6的頂?shù)装謇塾?jì)的最大移近量大約為8mm左右，而kd6的頂?shù)装謇塾?jì)的最大移近量則要大許多，大約為46mm。此外，通過觀察我們發(fā)現(xiàn)kd7的兩幫累計(jì)移近量也相對較大，大約為7mm。

②而行人斜井各個(gè)測點(diǎn)則一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，難以分析找出規(guī)律。但是串車斜井個(gè)測點(diǎn)則比較穩(wěn)定，變化幅度較小。

③Kd5各測點(diǎn)的變化則比較異常，通過變化的數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)頂?shù)装逡约皟蓭途霈F(xiàn)了巷道擴(kuò)容現(xiàn)象，專家學(xué)者們?nèi)匀辉诜治龀霈F(xiàn)此種現(xiàn)象的具體原因。

4.3 巷道深部圍巖位移規(guī)律

在設(shè)置深部位移測點(diǎn)的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)kd2處的鉆孔始終處于閉合的狀態(tài)，所以便沒有在kd2處設(shè)置深部位移測點(diǎn)。最終通過分析，認(rèn)為在巷道左幫設(shè)置位移點(diǎn)比較合適。

4.4 巷道支護(hù)技術(shù)的全面應(yīng)用

相對而言，國內(nèi)煤礦支護(hù)的與國外還具有一定的差距。但從整體上，其煤礦支護(hù)體系的結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐步得到了優(yōu)化。所以，為了能夠讓煤礦支護(hù)體系的層次結(jié)構(gòu)得到相應(yīng)的優(yōu)化，需要對其煤礦支護(hù)的現(xiàn)狀進(jìn)行具體的分析。同時(shí)，還要確定其臨時(shí)支護(hù)點(diǎn)。可以采用多種分配工藝對其支護(hù)體系進(jìn)行全面的優(yōu)化。

5 結(jié)語

合理布置和巷道支護(hù)技術(shù)在極近距離跨采工作面的運(yùn)用十分重要，其能夠讓巷道支護(hù)體系得到全面性的完善。在進(jìn)行極近距離跨采工作面的運(yùn)用過程中，其首先需要對跨采工作面的內(nèi)容進(jìn)行初步的確定，然后對其所需的厚度以及深度進(jìn)行全面性的處理。與此同時(shí)還要不斷優(yōu)化工作面的布置體系，做好現(xiàn)場驗(yàn)證工作。最后，需要對巷道支護(hù)體系的變化進(jìn)行規(guī)律性的分析，并對巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行全方位的應(yīng)用。從而讓極近距離跨采工作面的運(yùn)用得到合理的布置。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張宏偉，韓軍，海立鑫，等.近距煤層群上行開采技術(shù)研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，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(xiàn)規(guī)律[J].煤礦安全，2012（12）：112，115.