預(yù)掘回撤通道雙排垛式支架支護(hù)收尾期間礦壓規(guī)律研究

馬國偉

（山西焦煤西山煤電晉興能源有限公司 斜溝煤礦，山西呂梁033000）

0 引 言

斜溝煤礦作為山西焦煤一個(gè)千萬噸級(jí)的大型礦井，采掘銜接問題是制約礦井能否完成設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的重要因素。工作面收尾回撤進(jìn)度是影響采掘銜接工作緊張的一項(xiàng)重要課題，斜溝煤礦主要采用機(jī)掘回撤通道收尾工藝，機(jī)掘回撤通道既避免了收尾時(shí)頂?shù)装迤椒€(wěn)貫通不好控制的難題，同時(shí)也最大程度上保證了回撤通道的安全可靠性，但綜采工作面搬家倒面時(shí)間過長(zhǎng)的問題卻無法避免和解決，嚴(yán)重影響著采掘銜接工作安排?；诖?，斜溝煤礦在23111綜放工作面采用預(yù)掘回撤通道雙頭回撤的工況實(shí)驗(yàn)，本文整理和分析收尾期間的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，為相關(guān)課題研究提供依據(jù)。

1 末采期間來壓步距規(guī)律分析

預(yù)掘回撤通道收尾貫通示意圖如圖1所示，23111綜放面末采期間老頂覆巖活動(dòng)更加頻繁(工作面距停采線30 m左右)，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)表明：回采面推進(jìn)速度是影響老頂擾動(dòng)的主要因素之一，正常回采速度為4.3 m/d，來壓步距大致為14.1～17.6 m。收尾期間速度為0.9 m/d，老頂來壓步距變化明顯，加之工作面鋪網(wǎng)、拉鋼絲繩、上原木等工序?qū)е轮Ъ芊磸?fù)升降，加劇了頂板破斷程度，周期來壓步距降為7.4～10.0 m，詳見表1。

圖1 預(yù)掘回撤通道收尾貫通示意圖

2 回撤通道內(nèi)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究

2.1 礦壓監(jiān)測(cè)方案

在回撤通道內(nèi)利用十字布點(diǎn)法共布置13個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)頂?shù)装逡平?，為了能夠反映出收尾期間回撤通道內(nèi)垛式支架工作阻力的實(shí)時(shí)情況，在回撤通道內(nèi)安裝了5臺(tái)礦壓在線監(jiān)測(cè)壓力分機(jī)，實(shí)時(shí)記錄礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，便于分析礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。

表1 周期來壓步距特征

2.2 回撤通道頂?shù)椎V壓規(guī)律

1)工作面回采至22.8 m時(shí)頂板沉降量開始出現(xiàn)變化，在回采至距回撤通道8.8 m時(shí)下沉量開始突增。8.8～4.0 m時(shí)回撤通道內(nèi)垛式支架安全閥大部分開啟泄液，支架工作阻力增至44.2～45.8 MPa（見表2），回撤通道中部頂板下沉量增幅持續(xù)較為明顯，且表現(xiàn)為通道中部變形量大、兩側(cè)變形量小的分布形式，回撤通道兩側(cè)的最小沉降值為20.06 mm，中部最大沉降值為368 mm?；爻吠ǖ纼蓭妥冃斡休^為顯著的差異，工作面?zhèn)让褐鶐推瑤蛧?yán)重，最大達(dá)820 mm，煤柱側(cè)幫部較為完整。

表2 垛式支架工作阻力表 MPa

2）工作面回采至4～0 m時(shí)，回撤通道工作面?zhèn)葞褪懿蓜?dòng)影響最為明顯，此時(shí)工作面幫煤壁片幫、滾幫嚴(yán)重，幾乎沒有成形的煤壁。頂板圍巖活動(dòng)也同樣處于較為強(qiáng)烈階段，頂板下沉量總量線性升至670 mm左右。

3）工作面貫通后，支架保持恒定阻力，頂板累計(jì)最大下沉量（主要集中在回撤通道對(duì)應(yīng)工作面支架72#～95#）達(dá)到806 mm左右，如圖2所示。

圖2 23111 回撤通道頂板累計(jì)下沉量

4）回撤通道內(nèi)頂?shù)装鍑鷰r活動(dòng)以頂板下沉為主，頂板最小下沉量為20 mm，最大下沉量為806 mm（對(duì)應(yīng)工作面70#支架附近），最大變形速度為98.3 mm/d。通道內(nèi)頂?shù)装遄冃嗡俣惹€如圖3～圖6所示。

圖3 7#測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃嗡俣?/p>

圖4 5#測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃嗡俣?/p>

圖5 2#測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃嗡俣?/p>

圖6 12#測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃嗡俣?/p>

3 結(jié) 論

1）斜溝煤礦特厚煤層綜放面收尾期間工作面回采至22.8 m時(shí)頂板沉降量開始出現(xiàn)變化，8.8 m時(shí)下沉量開始突增，8.8～4.0 m階段下沉量最為明顯。2）收尾期間回撤通道內(nèi)頂?shù)装鍑鷰r活動(dòng)以頂板下沉為主，且表現(xiàn)為通道中部下沉量大、兩側(cè)下沉量小的規(guī)律。3）新型雙排垛式支架支護(hù)頂板效果顯著，頂板下沉量在可控范圍內(nèi)，滿足液壓支架、三機(jī)設(shè)備等順利回收要求。