探析沿空留巷工作面留巷巷道变形控制方法_石宝军.pdf

201917 技术应用与研究 46Modern Chemical Research 当代化工研究 探析沿空留巷工作面留巷巷道变形控制方法 ＊石宝军 （汾西矿业集团贺西煤矿 山西 033300） 摘要我国某煤矿开采工作面采用了沿空留巷技术，在工作面回采工作完成之后，留巷巷道内部的顶板出现下沉底板区域出现突起，并且 两侧区域范围内出现的位移量相对较大，针对上述问题该煤矿开采单位采用了巷道下沉严重段注浆锚索顶板加固技术、轻微补强锚索、顶 板加固技术来有效控制煤矿巷道产生进一步形变问题，以此来保证整个煤矿开采工作面的安全稳定工作和运行。 关键词留巷巷道；开采工作面；巷道变形控制 中图分类号T 文献标识码A Study on the Deation Control of Roadway Along Goaf Shi Baojun Fenxi Mining Group Hexi Coal Mine, Shanxi, 033300 AbstractThe gob side entry retaining technology is adopted in a coal mining face in China. After the completion of the working face, the roof in the entry appears the protrusion of the sinking floor area, and the displacement in the area on both sides is relatively large. In view of the above problems, the coal mining unit adopts the grouting anchor cable roof reinforcement technology in the serious sinking section of the entry, with slight reinforcement Anchor cable and roof reinforcement technology can effectively control the further deation of coal mine roadway, so as to ensure the safe and stable operation of the whole coal mining face. Key wordsreserved roadway；mining face；roadway deation control 通过对我国某地区一处煤矿开采工作面的现状进行了 分析和考察，整个巷道内部的基础结构完好，巷道的顶部和 边缘区域受到的变形压力不是非常严重，局部区域的突起比 较严重，采取了底部落道的加固方法，靠近墙体边缘区域通 过单根工字钢来进行支护，并且个别的锚索结构已经完全失 效，通过后续的补充加固处理来防止出现不稳定性问题。其 中个别的煤矿巷道的墙体出现了剪切现象，同时对应的螺栓 帽出现了失效，但是整个墙体并没有出现粉碎性破坏问题， 在整个支护效果上非常明显。经过现场的勘测和分析，煤矿 巷道的形变量相对较小，从中可以有效得出整个巷道的统计 状况，针对其中存在的特殊位置进行了单独的记录。 1.沿空留巷巷道情况观测 针对沿空留巷的顶板，墙体以及底板的变化状况进行有 效的勘查，并且对抗压的监测点的数据以及临时处理措施加 以落实，由于该区域的沿空留巷受到的采动影响相对较小， 因此整个巷道的完整程度相对较高，墙体内部不存在破裂或 者是压垮等现象，整个煤矿巷道的位移量相对较小，同时墙 体没有出现不良的剪切顶板。 墙体的上半部分出现不良的外部问题，并且这问题表现 比较严重，局部墙体区域范围内出现了破碎等状况，整体的 支护效果相对较差，严重的区域还出现了墙体劈裂和掉落等 问题。沿空留巷的工作面出现了顶板剪切问题，顶板的采空 区域左右巷道的顶板相对比较完整，并且煤矿创造的周围形 变量相对较小，底部的凸起量大约在100mm左右，巷道的底部 单体支柱压力相对较小，并且周围的墙体不存在剪切或者是 开裂等不良问题。在巷道周围的加固支护工作当中，通过工 字钢加固施工技术来有效防止剪切顶板产生不良开裂问题。 通过对矿道内部的压力测定可以看出在顶板薄弱区域范围内 出现的下沉量相对比较明显，并且存在墙体有着明显倾斜问 题，墙体的局域破碎现象非常严重，具体结构如图1所示。 针对煤矿巷道内部的临时支护工作，由工字钢支护转 变成为“一梁三柱”的临时支护方式，并且在支护过程当中 的嵌入深度有100mm上涨到了700mm。沿空留巷工作面巷道的 剪切顶板出现不良位移问题，通过勘测工作分析可以得出巷 道内部的顶板保存相对比较完整，同时巷道内部的形变量相 对较小，底部的凸起量大约在8mm左右。墙体的部分区域出 现了不良凸起以及破裂现象，底部的工作面，由最初的巷 道前端直接上升到凸起位置，在墙体巷道位置位移量接近 200mm，在煤矿巷道的采空区一侧，嵌入顶板的深度保持在 300～1000mm之间巷道的顶板完整程度良好，同时煤矿巷道 内部的形变量相对较小，底部的凸起量大约在100mm左右， 巷道内部的顶板保持完整，起底的高度保持在100～600mm之 间。煤矿巷道工作面留巷当中的墙体剪切顶板的完整程度较 高，同时煤矿侧面的变化量相对较小。巷道断面的面积为 3.82.5m，通过实际的测定可以看出巷道顶部存在略微下 沉的状况，并且巷道的大面积保存效果相对比较良好。 2.沿空留巷工作面留巷巷道变形控制方法 1台阶下沉严重段注浆锚索顶板加固 为了有效防止煤矿巷道工作面当中出现大面积托顶， 以及顶板继续下沉等不良问题，在针对煤矿巷道的顶板，受 剪切力的大小上进行了有效的分析和测定，在煤矿巷道顶部 的剪切应力，断裂层当中受到的下沉量比较明显，经过测定 图1 沿空留巷巷道的结构状况 ChaoXing 201917 技术应用与研究47 Modern Chemical Research 当代化工研究 图2 台阶下沉严重段注浆锚索顶板加固 实际的下沉总量超过了1000mm。通过在墙体周围设定了一排 预应力钢绞线来进行加固，钢绞线的实际强度为8400mm，并 且在中空区域范围内进行注浆加固，锚索的排列间距大小为 1900mm，和原本的煤矿巷道内部的锚索形成了33相间的设 置结构形式，依照当前阶段煤矿巷道顶板的锚索加固状况对 锚索的加固形式进行了合理的调整，通过提高注浆工作的压 力，保证浆液充分注满整个钻孔有效实现全场加固的同时， 向钻孔的周围缝隙不断进行扩散，对整个围岩结构起到了良 好的粘结以及固化效果，有效实现了深孔锚索加固，并且在 松散的顶板层当中形成了一个完整的结构体，以此可以有效 达到整个顶板加固工作的效果，如图2所示。 2台阶下沉轻微段补强锚索顶板加固 在台阶下沉补强工作当中，充分考虑到了中空注浆锚索 施工的整体难度相对较大，并且消耗掉的材料资源较多，因 此在该项工作开展过程中需要在煤矿巷道顶部周围岩体的受 力剪切力破坏不明显的区域来加以开展，该区域范围内的台 阶下沉量需要小于1000mm，同时需要选用长度为8500mm或者 是10，300mm，荷载大小为585kN的支撑体结构，支撑体结构 的延伸率为7，钢绞线使用的是普通锚索来代替，注浆锚索 结构来对整个煤矿巷道的井板进行有效的加固处理，锚索的 设定方式主要是通过注浆锚索结构来进行操作，依照现阶段 轨道顺槽的模板支护方法来做出适当的调整，并且在整个操 作过程当中，不能受到回采工作面所产生的不良干扰。 3“挂网打设点柱巷道肩角喷浆”联合支护 通过联合支护方法的有效应用，可以将开采工作面当 中的结构墙来进行有效的加固处理，在煤矿矿道内部的裂缝 区域范围内，需要针对整个裂缝的发育状况来进行合理的判 断，由于部分区域发育程度不足会造成整个煤矿巷道顶板的 完整程度不足，进而在加固处理工作当中经常会造成整个煤 矿结构出现不良损坏，具体的支护方案如下所示 ①在顶板和墙体区域当中需要通过三角支护的方法来加 以保障，尤其是针对一些受损比较明显的墙体区域来讲，需 要使用双层金属网来进行有效的加固，最好使用钢筋托梁结 构，将顶部的锚杆和墙体拉杆直接衔接在一起，超前工作当 中需要使用连续挂网结构来进行实施。 ②在每一个受到损坏的墙体区域当中需要间隔600～ 1000mm之间来进行加固处理，通过采用工字钢或者是单体液 压支柱来对受损区域进行有效的支护，因此可以作为信号桩 来加以应用，重点要求受力桩需要紧靠墙体结构，并且在下 端的支护结构当中需要保证规格厚度超过80mm，宽度超过 200mm以及长度超过500mm的木板结构。 ③依照沿空留巷工作面的实际工作状况，由于顶板的破 碎情况相对比较明显，因此会直接造成轨道顺槽和采空区域 范围内直接出现联通，进而会出现不良的空洞以及漏风等隐 患问题，在顶板和墙体之间采用了三角喷浆支护方法，并且 针对受损的墙体裂缝使用罐装浇筑的方式形成一个完整的成 体，在顶板的墙体和侧面的喷浆厚度上不能低于100mm，煤 矿巷道的实际喷浆厚度不能低于200mm，以此来实现相应的 支护顶板结构加固了受损墙体，同时又起到了良好的瓦斯隔 离效果。 4其他措施 依照综采工作面当中的实际开采形式以及相关的设计工 作要求，在通风结构当中需要保证良好的运输条件，如果煤 矿巷道不能满足相应的辅助运输工作条件需要通过启迪和互 帮的方式来进行处理，在工作面的开采工作当中需要采取相 应的爆破措施来加以推进，有效做好工作面和两顺槽之间的 处理工作，尤其是针对顺槽当中的压力大小，进行有效的观 察和记录，同时还需要针对采空区域范围内的积水状况来进 行有效的检查，如果发现该区域当中产生异常状况，需要及 时的查明其中的具体原因，并且采取相应的解决措施来加以 保障。 3.结束语 针对沿空留巷工作面的巷道形变控制工作进行分析和研 究，从中可以看出在大型沿空留巷巷道的开采工作当中，针 对巷道本身产生的巷道形变问题控制至关重要，相关煤矿开 采单位需要针对这一问题加以充分的重视，采取针对性的支 护措施来加以保障，以此来保证整个巷道结构的安全性和稳 定性。 【参考文献】 [1]何满潮,陈上元,郭志飚,杨军,高玉兵.切顶卸压沿空留 巷围岩结构控制及其工程应用[J].中国矿业大学学报,2017,46 05959-969. [2]武精科,阚甲广,谢生荣,谢福星,陈冬冬.深井高应力软岩 沿空留巷围岩破坏机制及控制[J].岩土力学,2017,3803793- 800. [3]姜鹏飞,张剑,胡滨.沿空留巷围岩受力变形特征及支护对 策[J].采矿与安全工程学报,2016,330156-62. [4]谢生荣,张广超,何尚森,孙运江,李二鹏,杨绿刚,谢国 强.深部大采高充填开采沿空留巷围岩控制机理及应用[J].煤炭学 报,2014,39122362-2368. 【作者简介】 石宝军（1982-），男，汾西矿业集团贺西煤矿；研究方向 采矿。 工作面顶板（煤） 切眼 运输巷 凹面煤层底板 30 回风巷 a b c d e c b a ChaoXing