回采矿压在沿空巷道中的显现规律分析

2019-05-07高长征

山东煤炭科技 2019年4期

高长征

（中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿，安徽阜阳 236234）

两个工作面之间留小煤柱，使下工作面的回采巷道位于侧向支撑压力环境中，即沿空掘巷护巷方式；两个工作面之间不留煤柱，使下工作面的回采巷道服务于下工作面回采，即沿空留巷护巷方式。沿空掘巷浪费资源较少，在上工作面稳定后掘进，只受下工作面一次回采影响，支护难度较低。下面将就沿空掘巷工作面回采矿压显现规律及支护方案进行研究分析[1]。

1 工作面概况

刘庄煤矿131303工作面位于一水平1313采区。该工作面西起东三（13-1）煤集中上山，东至F39断层及东三（13-1）煤东采区集中上山，北侧为131301采空区，南侧临近东三集中轨道大巷。工作面总体为一单斜构造，工作面内地层总体走向 80～110°，倾向 170～200°，倾角 12～21°，平均倾角为15.7°。该工作面内煤岩层起伏变化不大，预计正常情况下工作面回采过程中最大仰采角度为6°，最大俯采5°。开采的13-1煤总体结构简单，局部夹薄层夹矸，因含夹矸范围较少，煤厚3.15～4.97m，平均厚度4.16m。

工作面采用三巷布置方式，即布置轨道顺槽、胶带顺槽和瓦斯抽排巷，轨道顺槽和胶带顺槽等距平行，工作面切眼斜长310m。巷道支护情况见图1、图2。

图1 131303轨道顺槽支护设计断面图

图2 131303胶带顺槽支护设计断面图

工作面使用ZZ10000-22/45型支撑掩护式液压支架支护顶板，全部垮落法控制采空区顶板。胶带顺槽采用ZT2×3200/24/45型超前液压支架进行超前支护，超前支架安装长度21m，每两架一组，共4组。轨道顺槽采用ZT2×4000/18/35型超前液压支架进行超前支护，超前支架安装长度28m，每两架一组，共4组。

131303 轨道顺槽距131301胶带顺槽层间距平均为7m，小于平均值有三处，即131301胶带顺槽避难硐室处仅为1.7m及2m，131301胶带顺槽巷帮硐室处为5m。其中131301胶带顺槽避难硐室影响范围内在131303轨道顺槽施工U型棚进行加固。见图3、图4。

图3 131303轨道顺槽与131301工作面平面位置关系

图4 131303轨道顺槽与131301采空区位置关系

2 矿压观测设备设置及观测要求

2.1 矿压观测设备的设置

131303 工作面选用ZZ10000/22/45型液压支架182台，设置22块YHY60（B）矿用数字压力计，两巷自移超前支架设有2块YHY60（B）矿用数字压力计。轨道、胶带顺槽分别设28个和37个顶板离层仪辅助观测两巷顶板变化情况，另轨道顺槽设13个位移点辅助观测巷道顶、帮变化，并随工作面回采在距工作面0～200m范围内布置临时位移点，同时轨道、胶带顺槽分别设8个和7个锚杆（索）测力站观测锚杆（索）受力变化情况。

2.2 位移测点布置和观测方法

（1）布置要求。在超前支护段向外，观测50m范围内的巷道位移量时，位移观测点不少于2个，超过50m的长距离巷道位移观测可50m设置一处观测点。

（2）观测要求。每7d观测一次，压力显现明显的特殊地段加强观测频率。

3 回采矿压对沿空掘巷的影响

3.1 支护方案调整前矿压显现规律

通过对位移点的加密观测后发现，由于现场存在重复刷帮、卧底作业，导致位移曲线内存在负数，且误差较大，经数据梳理后发现，分中左位移量较分中右位移量较大，分中左位移速度最大达168.33mm/d（1'#位移点），线下位移量较线上位移量较大，线下位移速度最大达69.17mm/d（3'#位移点）。

顶板下沉速度大致相同，距离工作面上出口较近的1#点，顶底板及帮部变化速度都相对较快，越靠近超前支护段底鼓速度快，南帮（煤壁侧）位移速度快；受回采动压影响50m范围2#点北帮（采空区侧）位移速度快。随着工作面的推进，超前支护50m范围内顶板下沉速度基本为70～100mm/d变化，帮部变化约为300mm/d，煤壁侧变化量较大，超前支护15m向外底鼓速度较快。