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工矿自动化 In dust r y a n d Min eAut oma t ion 第45卷第10期 2019年10月 Vol 45 No. 10 Oct 82019 文章编号1671-251X201910-0033-05 DOI10. 13272/j. issn . 1671-251x. 2019050025 工作面回采对邻近大巷变形影响实测 张少华 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室％江苏 徐州221116 扫码移动阅读 摘要目前大巷围岩控制及其变形理论分析与模拟分析往往对某些现场特殊条件如断层构造进行简化 考虑，导致模拟结果与实际结果出现较大差异。针对该问题，以某矿回采工作面为工程背景，采用现场实测 方法分析工作面开采后其邻近大巷的变形规律，研究工作面回采对邻近大巷的影响通过历时3个月共 14次巷道变形数据实测及分析，得出结论受采动影响剧烈区域巷道变形是工作面回采、采动断层活化和交 叉应力集中综合影响的结果；随着测点与工作面水平距离逐渐增大，巷道变形速度减/】、，说明巷道受采动影 响逐渐减小；不同测点处巷道左右帮变形速度特征与顶底板类似，顶底板变形明显大于左右帮，说明巷道主 要受水平应力影响；在工作面后续推进过程中，在推进至断层交面线附近时应加强巷道围岩变形监测 关键词巷道围岩控制；工作面回采；邻近大巷；大巷变形规律；断层活化 中图分类号TD32 文献标志码A Fiel d mea sur emen t of t hein f l uen ceof coa l f a cemin in g on a dja cen t ma in r oa dwa y def or ma t ion ZHANG Sha ohua St a t e Key La bor a t or y of Coa l Resour ces a n d Sa f e Min in g , Chin a Un iv er sit y of Min in g a n d Techn ol og y , Xuzhou 221116, Chin a Abstract At pr esen t , t heor y a n a l y sis a n d simul a t ion a n a l y sis of sur r oun din g r ock con t r ol a n d def or ma t ion of ma in r oa dwa y of t en simpl if y somespecia l con dit ion sin t hef iel d,sucha sf a ul t st r uct ur e, whichl ea dst ol a r g e difer en ces bet ween simul a t ion r esul t s a n d a ct ua l r esul t s.In v iew of t he a bov e pr obl em,f iel d mea sur emen t met hod is used t o a n a l y ze def or ma t ion l a w of a dja cen t r oa dwa y a f t er t he coa l f a ceismin ed,a n din f l uen ceof coa l f a cemin in g on a dja cen t r oa dwa y isst udiedt a k in g coa l f a ceof a min ea s en g in eer in g ba ck g r oun d.Thr oug ha n a l y sisof r oa dwa y def or ma t ion da t a g ot by 14 mea sur emen t sov er a per iodof 3mon t hs,t hecon cl usion sa r eobt a in edr oa dwa y def or ma t ion in t hea r ea afect edby min in g ist he r esul t of compr ehen siv e in f l uen ce of wor k in g f a ce min in g , min in g f a ul t a ct iv a t ion a n d cr oss st r ess con cen t r a t ion ;r oa dwa y def or ma t ion speeddecr ea sesa st hehor izon t a l dist a n cebet ween mea sur in g poin t a n d coa l sur f a ce in cr ea ses g r a dual y , in dica t in g t ha t t he in f l uen ce of min in g on r oa dwa y decr ea ses g r a dual y ; def or ma t ion v el ocit y cha r a ct er ist icsof l ef t -r ig ht sidesof t her oa dwa y a t difer en t mea sur in g poin t sa r e simil a r t ot hoseof t her oof -f l oor ,a n dt hedef or ma t ion of r oof -f l oor of t her oa dwa y isob v iousl y l a r g er t ha n t ha t of t hel ef t -r ig ht sides,in dica t in g t ha t t her oa dwa y is ma in l y afect ed by hor izon t a l st r ess;dur in g subsequen t a dv a n ce pr ocess of coa l f a ce,def or ma t ion mon it or in g of sur r oun din g r ock of t her oa dwa y shoul dbest r en g t hen edwhen a dv a n cin g t ov icin it y of f a ul t in t er sect ion l in e. Key wordsr oa dwa y sur r oun din g r ock con t r ol ;coa l f a ce min in g ;a dja cen t r oa dwa y ;r oa dwa y def or ma t ion l a w;f a ul t a ct iv a t ion 收稿日期收稿日期2019-05-10;修回日期修回日期2019-09-19;责任编辑责任编辑胡娴。 基金项目基金项目煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主课题SKLCRSM19X003o 作者简介作者简介张少华1964 ,男，江苏南通人，高级实验师，主要研究方向为岩石力学测试,E-ma ilzsh883311163. com。 引用格式引用格式张少华工作面回采对邻近大巷变形影响实测工矿自动化2019,451033-37. ZHANG Sha ohua . Fiel d mea sur emen t of t he in f l uen ce of coa l f a ce min in g on a dja cen t ma in r oa dwa y def or ma t ion］〕］. In dust r y a n d Min e Aut oma t ion ,2019,4510 33-37. ・34・ 工矿自动化 45 4引言引言 巷道围岩控制一直是煤矿开采中的一个热点问 题「1。目前 回采 制「心、支护技 术及变形机理「6「10-的研究较多，为完善回采巷道支 护措施提供了大 。而对大 制及 变形影响方面的研究相对较少，文献［11］采用数值 模拟软件对采后运输大巷的移动 情况及所处位 置 力分布情况进行 ；文献［12］采用 理论计算和相似模拟实验的方 移动 规律进行了分析，研究了工作面连续回采对上方大 巷的影响。在现有理论分析与模拟分析中，对某些 特殊条件如断 进行了简化，导致 果与 果差 大。 该 ，本文以某某煤矿回 采工作面为工程背景，采用现场实测方法分析工作 面开采后其邻近大巷的变形规律，研究工作面回采 邻邻近大 影响。 1 工程概况工程概况 回 采 工 作 4 条 大 相 邻 邻 ， 平 图 和 图分别如图1和图2所示。图1中，蓝色区域为 2012年回采区域，红色区域为2013年回采区域，罗 马数字代表月份。由图1和图2可知，乘人 工 作面距离最近，约为114 m,其受工作面采动的影响 也最大，故对其进行重点分析。 图1回采工作面及邻近大巷平面图 Fig .1 Pl a n of coa l f a cea n da dja cen t ma in r oa dwa y s A乘人巷；B胶带巷；C回风巷；D西大巷o 图2回采工作面及邻近大巷剖面图 Fig 2 Pr of il eof coa l f a cea n da dja cen t ma in r oa dwa y s 9 7 P 7 P 旦、超救規曙黑口 2 牯。9 2。心2 2。“ 2。“ 2。“ 2。“ 日期（年-月） 工作面于2012年9月开始回采，截至2013年 12月底，进风巷累计推进1 892 m,回风巷累计推进 1 928 m,具体推进距离见表1o 从表1可知，工作面进风巷日推进距离最大值 为8. 1 m,最小值为1. 8 m,平均值为4. 1 m；回风巷 日推进距离最大值为7.8 m,最小值为1.4 m,平均 为 4.1 mo 工作 平 均 进 度 图 3 所 o 图 3 知，工作面日均推进速度主要为2. 8〜5. 5 m/do 工作面不同月份推进情况如图1所示，推进过 程中共遇到7个落差较大的断层，断层落差最大值 为28 m,最小值为4.5 m。沿工作面走向断层与切 眼距离及落差 2。其中第4个断层贯穿于工作 面倾向和乘人巷西翼，第6个断 差最大，贯穿于 图3工作面日均推进速度 Fig 3 Da il y a v er a g ea dv a n cin g speedof coa l f a ce 整个工作面倾向和主巷道，第7个断层贯穿于工作 面倾向和乘人巷中部。从工作面推进速度数据可 知，当推进至断层时，推进速度减才、。 2巷道变形现场监测巷道变形现场监测 2. 1 测点布置方案 为了观测工作面回采期间乘人巷变形特征，在 乘人巷不同位置共布置11个测点。由于部分测点 布置于乘人巷起点交叉巷道处,本身变形较大，不能 客观反映巷道受工作面回采影响而产生的变形，本 文只分析如图4所示的9个测点的巷道变形数据。 测点间距离为50 m或70 mo 2019年第10期张少华工作面回采对邻近大巷变形影响实测・35・ 表1 2012年9月一2013年12月工作 进距离 Ta b l e1 Adv a n cedist a n ceof coa l f a cedur in g 2012-09一2013-12 进风巷推进距离/m 回风巷推进距离/m 日期 月推进 累计 进 均 进 月进 计 进 均 进 2012-0944 6363 2012-10 152156 49 14721047 2012-11242398 81 23444478 2012-12 71 469 23 6651021 2013-01 171 640 55 17568556 2013-02133773 48 12781245 2013-03 98 871 32 10091232 2013-0480951 27 8399528 2013-051201071 39 119111438 2013-061161187 39 123123741 2013-07 571244 18 43128014 2013-08621306 20 72135223 2013-091601466 53 154150651 2013-10541520 17 55156118 2013-111361656 45 138169946 2013-122361892 76 229192874 平均值41 41 表2沿工作面走向断层与切眼距离及落差 Ta b l e2 Dist a n cea n ddr opb et ween t hef a ul t a n dey e-cut a l on g coa l f a ce 沿工作面 走向断层 断层与切眼 距离/m 断层落差/m 第1个断层51050 第2个断层 80080 第3个断层124445 第 4 断150075 第 5 断206065 第 6 断230028 0 第 7 断245070 [5l 50m|50m| JOn v l 1 I 2 3 4 5 6 7 乘人巷 回采工作面 q\、 -------- -------U 图4乘人巷测点布置 Fig 4 La y out of ob ser v a t ion poin t sin pa ssen g er r oa dwa y 巷道变形实测小组于2012-10-10获得巷道顶 板及左右 初始 ，此时工作 进至1号 测点处，, 分别于2012年10月17日、10月 24日、10月31日、11月7日、11月14日、11月 22 11 月 29 .12 月 6 .12 月 13 .12 月 20日、12月26日以及2013年1月3日、1月10日、 1月16日共14 o 22 乘人巷顶底板及两帮变形曲线如图5所示，部 分测点的变形速度如图6、图7所示。 800 700 600 500 400 300 200 100 10-17 -1-10-24 10-31 *11-14 11-29 12-13 12-26 01-10 *11-07 ♦ 11-22 12-06 --12-20 01-03 -01-16 -100 a 顶底板变形量 234 5 6789 测点编号 10-17■ 10-24 10-31*11-07 -*-11-14 11-22 11-29 12-06 12-13-12-20 12-2601-03 *01-10 U H U U H U 、 * A r 2 w A r 2 w b左右帮变形量 图5乘人巷变形曲线 Fig 5 Def or ma t ion cur v esof pa ssen g er r oa dwa y 3巷道变形规律分析巷道变形规律分析 由图5a 可知，工作面回采期间，乘人巷顶底 板产生了不同程度的变形和破坏。巷道顶底板变形 大区域主要集中在1号、号测点处，2号测点处 最大，为680 mm。7号一9号测点处港 底板变形量均小于100 mm。1号、2号测点位于断 附近邻近 点位置，该处受 力集中、 断 及邻近工作面采动 影响 板 大。 计 知3号一9号测点 周边 受工作面采动影响 。 由图5b 可知，乘人巷左右帮变形规律与顶底 板相似，大变形集中于1号、2号测点处,2号测点处 变形量最大，为260 mm。5号一9号测点处巷道顶 板 均小于100 mm。巷道左右 明 ・36・ 工矿自动化 45 7 P 7 P 2 2 日 、超救 P P 超崔怪昌 10-17 10-31 11-04 11-28 12-12 12-26 01-09 10-24 11-07 11-21 12-05 12-19 01-02 01-16 r p r p 2 2 2 2 、悝頼追超崔程 测量日期（月-日） 测量日期（月-日） r p r p URU、 超頼追超崔程昌 测量日期（月-日） （c9 号 点 图 6 人 部分 点 板 度 Fig .6 Def or ma t ion v el ocit y of r oof -f l oor of some mea sur in g poin t sin pa ssen g er r oa dwa y 显小于顶底板变形。同理，1号、号测点处受交叉 应力集中、断层活化及邻近工作面采动的综合影响, 巷道左右帮变形量偏大。5号一9号测点处受工作 面采动影响较才、。 由图6可知，随着工作面向前推进，测点处巷道 顶底板变形速度均减小。1号测点变形速度最大值 为11月7日的15. 7 mm/d,然后变形速度逐渐减 小，根据推进距离可知，此时工作面恰好推过第4个 断层，由于采动应力的影响，断层活化，造成1号测 点快速变形。当工作面推进至5号测点附近时, 5号测点变形速度最大。而后续的6号一9号测点 变形速度最大值处均滞后于工作面推进位置。 2012-12-12 一2013-01-16 ，7 号 一9 号 点 形速度几乎为0,此时乘人巷受工作面采动影响较 ， 明 人 距 离 工 作 平 距 离 逐 渐 增 大，巷道受采动影响变才、。 10-24 11-07 11-21 12-05 12-19 01-02 01-16 测量日期（月-日） （a） 1号测点 测量日期（月-日） b5 号 点 2.0 _2 . ...................................................................................................... 10-17 10-31 11-04 11-28 12-12 12-26 01-09 10-24 11-07 11-21 12-05 12-19 01-02 01-16 测量日期（月-日） c9 号 点 图7乘人巷部分测点左右帮变形速度 Fig .7 Def or ma t ion v el ocit y of l ef t -r ig ht sideof some mea sur in g poin t sin pa ssen g er r oa dwa y 由图7可知，不同测点处巷道左右帮变形速度 特征与顶底板类似，顶底板变形明显大于左右帮，说 明巷道主要受水平应力影响。 4结论结论 在乘人巷中布置9个观测点，通过分析14次巷 道变形实测数据，得出乘人巷受工作面回采影响而 变形的特征 （1） 巷道不同测点处变形值不同，受采动影响 剧烈区域集中在1号和2号测点，1号和2号测点 巷道变形是邻近工作面回采、采动断层活化和交叉 应力集中综合影响的结果。 （2） 随着测点与工作面水平距离逐渐增大，巷 道变形速度减小，说明巷道受采动影响逐渐减才、。 （3不 点 左右 度 特 征 板类 似 ， 板 明 大于 左右 ， 明 主 2019年第10期张少华工作面回采对邻近大巷变形影响实测・37・ 要受水平应力影响。 在工作面后续推进过程中仍存在贯穿工作面走 向和组巷道的大断层，在推进至断层交面线附近时 应加强巷道围岩变形监测。 参考文献参考文献References [1-杨双锁煤矿回采巷道围岩控制理论探讨[J-煤炭学 报，2010,35111842-1853. 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