沿空巷道卸压槽试用效果初探

陈强威

(皖北煤电集团刘桥第一煤矿, 安徽淮北市 235159)

沿空巷道卸压槽试用效果初探

陈强威

(皖北煤电集团刘桥第一煤矿, 安徽淮北市 235159)

应用卸压槽维护沿空巷道,是采用人为卸压的方法改变围岩应力场的分布规律,控制围岩变形,缓解矿山压力对巷道的影响。刘桥一矿通过对沿空巷道采用卸压槽维护巷道,有效地控制了围岩变形,取得了良好的效果。

沿空巷道;卸压槽;巷道维护;变形观测

针对目前沿空巷道围岩应力环境复杂,巷道因受煤体原生裂隙和上工作面采动影响,顶、底板及两帮的围岩性质处于非对称性状态,巷道虽然处于应力降低区,但掘进期间的上覆岩体一定程度的下沉变形是不可抗的,此时保持巷道围岩的稳定性是至关重要的。

为了保持围岩的稳定性,让煤体在局部范围内充分卸压,可缓解矿山压力,控制围岩变形量。本矿在Ⅱ467风巷巷帮进行了卸压槽试验,通过试验,证明了这种方法对控制围岩变形是有效果的。

Ⅱ467风巷位于Ⅱ46采区中部,陈集向斜轴的西侧,东西走向,巷道上方为Ⅱ465采空区,2007年7月回采完毕,稳定期 13个月,下方为Ⅱ467工作面,左起Ⅱ46轨道石门,右至Ⅱ467工作面切眼。

1 卸压槽的作用机理

煤巷卸压槽是指在巷道帮部利用风镐或手稿开掘出一定宽度和深度的槽,其作用在于卸压槽开掘后,使巷道的围岩应力向煤体深部转移,扩大了帮部的卸压范围,吸收大量的围岩变形量,改变巷道围岩应力场的分布状况,减缓了矿山压力对巷道的有害影响,从而保护巷道。

2 卸压槽的布置及观测

考虑到生产中的实际情况,维护巷道的效果及切槽施工的可能性、方便性,在巷道的实体煤侧施工宽为 500 mm,高为巷道帮部高度,深为 800 mm的卸压槽(见图1、图2)。按照设计要求巷道每间隔20 m施工一个卸压槽。

图1 卸压槽及测点布置

图2 卸压槽设计

切槽后要及时处理新暴露面,防止煤塌帮,两侧用木板护槽壁,中间打木撑固定,槽口用钢筋网封闭。同时布置表面位移点,并设专人观测,观测周期为每 3 d一次。

卸压槽本身的卸压效果见表1,巷道实测表面位移见表2、图3。

表1 卸压槽变化量

表2 巷道表面位移变化量

图3 位移变化曲线

从表1可以看出,所有卸压槽均有卸压效果,卸压程度的不同与各点所处的地质构造有关。XY-4卸压最充分,其变形量之所以最大,是因为此卸压槽所处的位置在 N250°∠38°H=0.7 m断层处。

从历时两个月的观测发现,有无卸压槽卸压对巷道的表面位移影响很大,表2、图3中 BY-3、BY-4、BY-5分别是处于卸压槽附近的表面位移测点,BY-1、BY-2是位于无卸压槽段的巷道表面位移测点。BY-1、BY-2点的变形量最大值分别达到了 230,200 mm,BY-3、BY-4、BY-5的变形量最大值分别为 68,83,103 mm,巷道施工后 30 d左右顶底板和两帮的围岩变形都趋于稳定,此后巷道顶板离层速度和表面位移变化速率明显减小。总之,在帮部开设卸压槽均有效控制了两帮位移量和顶底移近量,保证了巷道的成型质量。如果设想针对巷道底鼓的现象,在底板开切卸压槽防止底鼓,估计也能取得良好效果。

3 结 论

(1)应用卸压槽维护巷道,可减缓矿山压力的有害影响,减少巷道变形量。对生产的干扰小,是生产矿井维护巷道的一种经济可行的方法。

(2)预计变形量较大的巷道,最好是掘巷和开卸压槽同时进行,把开槽当作掘巷的一部分,以便取得生产管理、支护与卸压效果三者的统一。

(3)对于类似巷道,如果矿山压力较大的话,在帮部布置卸压槽外,也可以尝试着考虑对底板布置卸压槽。

(4)由于第一次尝试卸压槽卸压试验,对卸压槽的管理和认识还不到位,导致有一个卸压槽提前破坏,无法测量取数据。另外,卸压槽的设计也有待进一步优化。

[1] 中国矿业大学.井巷工程[M].北京:煤炭工业出版社,l984.

[2] 钱鸣高,刘听成.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社.1984.

[3] 陈炎光,陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,1994.

[4] 林柏泉,周世宁.煤巷卸压槽及其防突作用机理的初步研究[J].岩土工程学报.1995,17(3):32～38.

[5] 李德忠,方华淑.卸压槽对被跨采巷道维护效果的影响[J〗.东北煤炭技术,1998,(6):16～18.

2008-06-02)

陈强威(1983-),男,安徽太湖人,助理工程师,从事矿山技术管理工作,Email:cqw88888@163.com。