综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究
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在一般采场 S A = 0. 2 H;C 为残煤厚度,m;η 为放出
率,取 0. 85;K m 为顶煤垮落后的碎胀系数,取 1. 1;
经计算得:C = 0. 429 m,M z = 18. 9 m。
2) 炮孔长度计算。 根据以上分析,顶煤和顶
板矸石完全充满采空区的切顶高度为 18. 9 m,根据
450 g / m 时爆破效果最好,留巷后压力没有集中显现,围岩变形得到有效控制,对于其他煤矿综放工作面使
用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价值和借鉴意义。
关键词:沿空留巷;预裂爆破;切顶卸压;定向爆破
中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:10052798(2021)03003704
压的技术关键为提前对顶板进行预裂切缝,目前,应
用较为广泛的技术主要有预裂爆破和水力压裂技
术 [4-6] 。 何满潮等 [7] 在大量室内试验和生产实践的
基础上,提出了以“ 切顶短臂梁” 为基础的切顶沿空
成巷新方法,在薄煤层、中厚煤层﹑厚煤层以及破碎
顶板、坚硬顶板和复合顶板等不同顶板条件下的煤
层中得到了成功应用 [8-9] 。
能管。 根据理论分析计算及在 S5 - 16 工作面顶板
取芯分析, 初 步 确 定 炮 孔 倾 斜 角 度 75°、 炮 孔 直 径
50 mm,深度 11 m、切顶长度 6 m、封孔长度 5 m、炮
孔间距 600 mm、装药量 450 g / m。 采用孔底不耦合
连续装药,聚能药包定向断裂爆破。 聚能药包定向
断裂炮孔布置见图 4,装药结构见图 5。
2. 3 爆破效果分析
1) 爆破过程:采用可调压气动胶枪将乳化炸
药注入聚能管内,单节聚能管长度一般为 2 m,聚能
管间采用专用连接件连接并用螺丝固定,最后采用
38
图 6 炮孔窥视效果
3 切顶卸压技术工艺优化方案
针对前期爆破没有达到预期效果,经井下现场
摘 要:根据常村煤矿 S5-16 工作面巷道顶板条件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术,爆破后使用
窥视仪窥视措施孔,确定爆破效果及时优化爆破参数;最终确定了常村煤矿 S5-16 工作面切顶卸压参数为
炮孔倾斜角度 75°、炮孔直径 50 mm,深度 16 m、切顶长度 4 m,封孔长度 5 m、炮孔间距 600 mm、装药量
打钻、取芯对比后,与原提供的地质资料存在差异。
需重新优化确定炮孔长度,理论计算具体过程如下:
2021 年 3 月 常晋雷等:综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究 第 30 卷第 3 期
1) 切顶高度计算。 为使综放工作面顶板垮
切顶卸压效果见图 3。
表 1 S5-16 工作面煤层顶底板岩层
岩石名称 层厚 / m
岩性描述
细粒砂岩
1. 3
灰色砂岩、块状、以石英为主、含云母、质
均、夹泥岩。
泥岩
3. 0
黑色、质均、含植物炭化茎化石、断口不平
坦。
中粒砂岩
6. 6
灰色,长石石英为主,水平层理,垂直裂隙
发育。
泥岩
2. 8
黑色、块状、致密、质均、含植物炭化茎化
空留巷设计 高 度 3. 8 m, 现 巷 高 3. 1 m, 设 计 宽 度
4. 5 m,现平均宽度 3. 9 m,个别柔模墙体上部有破
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2021 年 3 月 常晋雷等:综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究 第 30 卷第 3 期
卸压 [10] 技术,S5 - 16 工作面宽度 294 m,工作面设计
推进长度 660 m,回采至与 S5 - 17 切眼齐平时开始
沿空留巷,留巷长度 437 m。 留巷宽度为 4 500 mm,
净宽 4 300 mm,巷道高度为 3 700 mm。 S5 - 16 工程
沿空留巷平面图见图 1。
图 1 沿空留巷工程平面( mm)
明显纵向裂缝,但是裂缝生成长度不够,裂缝分布也
图 3 预裂爆破切顶卸压效果
2. 2 爆破参数
本次爆破采用三级煤矿许用乳化炸药、1 ~ 5 段
不均匀,没有定向扩展规律;另外措施孔内 14 m 处
出现岩石碎片,有塌孔现象,此次爆破没有达到爆破
预期效果。
煤矿许用毫秒延期雷管、煤矿许用导爆索及 D 型聚
炮孔间距也合适;爆破后切缝线构成了一个结构面。
预裂切顶爆破后既没有对留巷顶板造成破坏,
也没有对巷道顶板锚索的端锚位置岩体结构造成破
坏,导致锚索失效;回采面采空区直接顶上部的亚关
键层垮落缓慢下沉,不存在随采随跨压力集中显现
的情况。
矿井爆破施工经验,取炮孔长度 16 m,即可保证关
键层破断,满足综放沿空留巷切顶卸压要求。 因此,
黑色、 块 状、 致 密、 质 均、 属 于 较 硬 岩 层; 老 顶 为
6. 6 m 厚的中粒砂岩,灰色,长石石英为主,水平层
理,垂直裂隙发育,属于坚硬岩层;在老顶之上是一
层 3. 0 m 厚的较硬泥岩,泥岩上还有一层 1. 3 m 厚
的坚硬细粒砂岩。 工作面直接底为 1. 2 m 厚的泥
岩;老底为 1. 5 m 厚的细粒砂岩。 煤层顶底板情况
140 m 范围内底鼓量变化较小,局部地段适当进行
起底工作。
墙体移近量:墙体移近量在测量范围内总体变
化量不超过 50 mm。
煤帮移近量:煤帮移近量总体上在 50 mm 范围
内波动。
2) 留巷中段。 在留巷距离 160 m 处布置中
段位移监测点( 即 3 号测站) ,此处是沿空留巷矿压
显现最明显区域,监测点围岩收敛变形监测情况见
回采 70 m 至 120 m 的范围内顶板下沉量逐渐增加
到 100 mm;考虑到测量误差因素,总体上顶板下沉
缓慢,变化量较小;底鼓量:回采 100 m 范围内底鼓
量在 100 mm 之 内 缓 慢 增 加, 工 作 面 回 采 超 过
100 m,底鼓量突然增大到 150 mm( 该处进行过淤
泥清理工作) ,之后趋于平缓;结论:目前回采里程
实用技术
总第 259 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2021. 03. 013
综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究
常晋雷1 ,宋瑞军1 ,刘 洋2 ,罗厚林2
(1. 山西煤炭进出口集团有限公司 经纺庄子河煤矿,山西 长治 047100;2 陕西开拓建筑科技有限公司,陕西 西安 710054)
1. 2 地质条件
S5 - 16 工 作 面 主 采 3 号 煤, 煤 层 厚 度 平 均 为
5. 8 m,煤层层理明显,节理、裂隙较发育。 煤层倾
角 0 ~ 10°,普氏硬度 f = 0. 4,容重为 1. 4 t / m 3 。 顶煤
平均厚度 2. 4 m,工作面直接顶为 2. 8 m 厚的泥岩,
落矸石充满采空区,则切顶高度可根据如下公式计
算:
H +T -S A -C
Mz =
KA -1
C = (1 -η) TK m
式中:M z 为切顶高度,m;K A 为垮落岩层的碎胀
系数,取 1. 25;H 为割煤高度,取 3. 2 m;T 为顶煤厚
度,取 2. 6 m;S A 为老顶下位岩梁触矸处的沉降值,
后出现稳定。
由该测站的观测数值可知,在沿空留巷期间,巷
本文根据常村煤矿 S5 - 16 工作面巷道顶板条
件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术的同时,
不断优化爆破参数,最终得到了合理的爆破参数;留
巷后巷道整体变形情况不大,对于其他同类矿井综
放工作面使用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价
值和借鉴意义。
1 工程条件概况
1. 1 工作面及留巷概括
常村煤矿在 S5 - 16 工作面实施沿空留巷切顶
见表 1。
2 切顶卸压技术Biblioteka 艺及效果分析2. 1 技术工艺
切顶卸压就是在轨道巷道应力集中区范围或悬
顶区使用定向聚能爆破 [11] 进行切顶卸压,通过切顶
卸压,消除悬顶现象,降低沿空巷道顶板悬臂梁上覆
荷载以及旋转变形压力,从而大大减小了岩梁传递
到巷旁和巷内支护的荷载,从根本上改善巷道的力
收稿日期:2020
压显现进行分析,分别为前 0 ~ 140 m( 前段) 、140 ~
300 m( 中段) 、300 ~ 387 m( 末段) ,具体分析情况如
下,矿压监测站布置如图 9 所示。
图 7 优化后装药结构
图 9 沿空留巷矿压测站布置
1) 留巷前段。 前 140 m 留巷段巷道表面位
移自留巷施工结束至今变化量不大,趋于稳定。 沿
位块,确保聚能与预裂方向一致。
图 4 聚能药包定向断裂炮孔布置
图 5 聚能药包定向断裂炮孔装药结构
2) 判断依据:根据措施孔内纵向裂缝的有无
和长短可以直观判断出预裂切顶爆破效果的好坏,
进而分析出预裂切顶爆破炮孔的间距或施工是否合
图 2 沿空留巷悬顶
理。 若在观测孔内未发现纵向裂缝或只有局部纵向
裂缝,说明炮孔间距偏大,应缩小炮孔间距;若在观
测孔内发现纵向裂缝长度达装药长度 60% 以上,说
明炮孔间距合理;若在观测孔内发现纵向裂缝长度
达装药长度 90% 以上,且孔内有岩石破碎现象,说
明炮孔间距偏小,应增大炮孔间距。
3) 效果分析:使用窥视仪对炮孔进行窥视,
结果见图 6,预裂切顶爆破后在措施孔内均产生了
现场顶板取芯柱状图得出:确定沿空留巷顶板上方
垂直高度 16 m 范围内岩层为主要弱化对象。 因此,
炮孔长度 L 为:
L = M z / sinβ
经计算得:L = 16. 46 m,根据取芯结果以及其他
4 切顶卸压优化后效果及留巷效果分析
切顶卸压方案优化后,爆破效果较前期未优化
方案,效果明显,基本达到爆破预期效果及目的;留
巷结束后,通过围岩变形监测数据分析,巷道整体变
形量不大,基本满足巷道复用要求。
4. 1 爆破效果分析
使用窥视 仪 窥 视 后, 结 果 见 图 8, 从 图 中 可 看
出,预裂切顶爆破后在措施孔内产生了明显纵向裂
缝且裂缝长度达到了装药长度 60%以上、孔内也没
有岩石破碎现象,证明预裂爆破有效果且效果较好,
11
16
作者简介:常晋雷(1982-) ,男,山西晋城人,工程师,从事煤矿管理工作。
37
2021 年 3 月 常晋雷等:综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究 第 30 卷第 3 期
学环境。 沿空留巷悬顶见图 2,沿空留巷预裂爆破
石、断口不平坦。
3 号煤
5. 8
黑色,亮煤为主,暗煤次之。
泥岩
1. 2
黑色、块状、致密、质均。
细粒砂岩
1. 5
以石英为主、含云母及暗色矿物、分选性
中等、性脆、钙质胶结。
细铁丝将连接件与聚能管捆扎 3 道,确保聚能管间
捆扎牢固,可靠传爆炸药。 聚能管扣盖必须朝向采
空区一侧,每节聚能管安装 1 个 D50 mm 钻孔用定
将装药结构优化为:炮孔长度 16 m,装药长度 4 m,
封孔 5 m,孔底不封孔。 装药段爆破顶板关键层,从
而消除关键层悬顶现象,降低沿空巷道顶板悬臂梁
上覆荷载以及旋转变形压力。 优化后装药结构见图
7。
图 8 优化后炮孔窥视效果
4. 2 留巷后围岩变形监测数据分析
根据留巷后巷道实际情况,分为 3 段对巷道矿
损现象。
在留巷 30 m 处布置一处位移监测点,并第一次
记录数据,取该段第 1 组测点进行围岩变形分析,第
2 组数据 100 m 后变形量基本稳定,无变化,监测点
围岩收敛变形监测情况见图 10。
图 10 留巷前段位移观测变化
通过位移变化量曲线图可知:顶沉量:在工作面
回采 70 m 范围内,顶板下沉量总体不超过 50 mm,
图 11。
移动量为 50 mm。
煤帮移近量:据工作面 30 m 范围内,煤柱侧几
乎没有变形,随着工作面推进,顶板压力增大,帮鼓
量也开始增大,距工作面 63 ~ 70 m,帮鼓量逐渐增至
120 mm;之后随着与工作面距离的增加到 93 m,帮
鼓量增大至 250 m;与工作面距离在 93 m 以后,帮
鼓量急剧增加至 710 mm;与工作面距离在 216 m 以
煤炭作为一种不可再生资源,随着煤矿的不断
开采,煤炭资源越来越少,而传统的留设保护煤柱造
成的煤炭回收率低、资源浪费的问题日益突出 [1] ;
沿空留巷切顶卸压作为一种无煤柱开采技术,不仅
可以提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限、减少
巷道掘进量、缓解采掘接替紧张状况,是我国煤炭安
全高效开采的关键技术之一 [2-3] ,沿空留巷切顶卸
率,取 0. 85;K m 为顶煤垮落后的碎胀系数,取 1. 1;
经计算得:C = 0. 429 m,M z = 18. 9 m。
2) 炮孔长度计算。 根据以上分析,顶煤和顶
板矸石完全充满采空区的切顶高度为 18. 9 m,根据
450 g / m 时爆破效果最好,留巷后压力没有集中显现,围岩变形得到有效控制,对于其他煤矿综放工作面使
用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价值和借鉴意义。
关键词:沿空留巷;预裂爆破;切顶卸压;定向爆破
中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:10052798(2021)03003704
压的技术关键为提前对顶板进行预裂切缝,目前,应
用较为广泛的技术主要有预裂爆破和水力压裂技
术 [4-6] 。 何满潮等 [7] 在大量室内试验和生产实践的
基础上,提出了以“ 切顶短臂梁” 为基础的切顶沿空
成巷新方法,在薄煤层、中厚煤层﹑厚煤层以及破碎
顶板、坚硬顶板和复合顶板等不同顶板条件下的煤
层中得到了成功应用 [8-9] 。
能管。 根据理论分析计算及在 S5 - 16 工作面顶板
取芯分析, 初 步 确 定 炮 孔 倾 斜 角 度 75°、 炮 孔 直 径
50 mm,深度 11 m、切顶长度 6 m、封孔长度 5 m、炮
孔间距 600 mm、装药量 450 g / m。 采用孔底不耦合
连续装药,聚能药包定向断裂爆破。 聚能药包定向
断裂炮孔布置见图 4,装药结构见图 5。
2. 3 爆破效果分析
1) 爆破过程:采用可调压气动胶枪将乳化炸
药注入聚能管内,单节聚能管长度一般为 2 m,聚能
管间采用专用连接件连接并用螺丝固定,最后采用
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图 6 炮孔窥视效果
3 切顶卸压技术工艺优化方案
针对前期爆破没有达到预期效果,经井下现场
摘 要:根据常村煤矿 S5-16 工作面巷道顶板条件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术,爆破后使用
窥视仪窥视措施孔,确定爆破效果及时优化爆破参数;最终确定了常村煤矿 S5-16 工作面切顶卸压参数为
炮孔倾斜角度 75°、炮孔直径 50 mm,深度 16 m、切顶长度 4 m,封孔长度 5 m、炮孔间距 600 mm、装药量
打钻、取芯对比后,与原提供的地质资料存在差异。
需重新优化确定炮孔长度,理论计算具体过程如下:
2021 年 3 月 常晋雷等:综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究 第 30 卷第 3 期
1) 切顶高度计算。 为使综放工作面顶板垮
切顶卸压效果见图 3。
表 1 S5-16 工作面煤层顶底板岩层
岩石名称 层厚 / m
岩性描述
细粒砂岩
1. 3
灰色砂岩、块状、以石英为主、含云母、质
均、夹泥岩。
泥岩
3. 0
黑色、质均、含植物炭化茎化石、断口不平
坦。
中粒砂岩
6. 6
灰色,长石石英为主,水平层理,垂直裂隙
发育。
泥岩
2. 8
黑色、块状、致密、质均、含植物炭化茎化
空留巷设计 高 度 3. 8 m, 现 巷 高 3. 1 m, 设 计 宽 度
4. 5 m,现平均宽度 3. 9 m,个别柔模墙体上部有破
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卸压 [10] 技术,S5 - 16 工作面宽度 294 m,工作面设计
推进长度 660 m,回采至与 S5 - 17 切眼齐平时开始
沿空留巷,留巷长度 437 m。 留巷宽度为 4 500 mm,
净宽 4 300 mm,巷道高度为 3 700 mm。 S5 - 16 工程
沿空留巷平面图见图 1。
图 1 沿空留巷工程平面( mm)
明显纵向裂缝,但是裂缝生成长度不够,裂缝分布也
图 3 预裂爆破切顶卸压效果
2. 2 爆破参数
本次爆破采用三级煤矿许用乳化炸药、1 ~ 5 段
不均匀,没有定向扩展规律;另外措施孔内 14 m 处
出现岩石碎片,有塌孔现象,此次爆破没有达到爆破
预期效果。
煤矿许用毫秒延期雷管、煤矿许用导爆索及 D 型聚
炮孔间距也合适;爆破后切缝线构成了一个结构面。
预裂切顶爆破后既没有对留巷顶板造成破坏,
也没有对巷道顶板锚索的端锚位置岩体结构造成破
坏,导致锚索失效;回采面采空区直接顶上部的亚关
键层垮落缓慢下沉,不存在随采随跨压力集中显现
的情况。
矿井爆破施工经验,取炮孔长度 16 m,即可保证关
键层破断,满足综放沿空留巷切顶卸压要求。 因此,
黑色、 块 状、 致 密、 质 均、 属 于 较 硬 岩 层; 老 顶 为
6. 6 m 厚的中粒砂岩,灰色,长石石英为主,水平层
理,垂直裂隙发育,属于坚硬岩层;在老顶之上是一
层 3. 0 m 厚的较硬泥岩,泥岩上还有一层 1. 3 m 厚
的坚硬细粒砂岩。 工作面直接底为 1. 2 m 厚的泥
岩;老底为 1. 5 m 厚的细粒砂岩。 煤层顶底板情况
140 m 范围内底鼓量变化较小,局部地段适当进行
起底工作。
墙体移近量:墙体移近量在测量范围内总体变
化量不超过 50 mm。
煤帮移近量:煤帮移近量总体上在 50 mm 范围
内波动。
2) 留巷中段。 在留巷距离 160 m 处布置中
段位移监测点( 即 3 号测站) ,此处是沿空留巷矿压
显现最明显区域,监测点围岩收敛变形监测情况见
回采 70 m 至 120 m 的范围内顶板下沉量逐渐增加
到 100 mm;考虑到测量误差因素,总体上顶板下沉
缓慢,变化量较小;底鼓量:回采 100 m 范围内底鼓
量在 100 mm 之 内 缓 慢 增 加, 工 作 面 回 采 超 过
100 m,底鼓量突然增大到 150 mm( 该处进行过淤
泥清理工作) ,之后趋于平缓;结论:目前回采里程
实用技术
总第 259 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2021. 03. 013
综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究
常晋雷1 ,宋瑞军1 ,刘 洋2 ,罗厚林2
(1. 山西煤炭进出口集团有限公司 经纺庄子河煤矿,山西 长治 047100;2 陕西开拓建筑科技有限公司,陕西 西安 710054)
1. 2 地质条件
S5 - 16 工 作 面 主 采 3 号 煤, 煤 层 厚 度 平 均 为
5. 8 m,煤层层理明显,节理、裂隙较发育。 煤层倾
角 0 ~ 10°,普氏硬度 f = 0. 4,容重为 1. 4 t / m 3 。 顶煤
平均厚度 2. 4 m,工作面直接顶为 2. 8 m 厚的泥岩,
落矸石充满采空区,则切顶高度可根据如下公式计
算:
H +T -S A -C
Mz =
KA -1
C = (1 -η) TK m
式中:M z 为切顶高度,m;K A 为垮落岩层的碎胀
系数,取 1. 25;H 为割煤高度,取 3. 2 m;T 为顶煤厚
度,取 2. 6 m;S A 为老顶下位岩梁触矸处的沉降值,
后出现稳定。
由该测站的观测数值可知,在沿空留巷期间,巷
本文根据常村煤矿 S5 - 16 工作面巷道顶板条
件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术的同时,
不断优化爆破参数,最终得到了合理的爆破参数;留
巷后巷道整体变形情况不大,对于其他同类矿井综
放工作面使用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价
值和借鉴意义。
1 工程条件概况
1. 1 工作面及留巷概括
常村煤矿在 S5 - 16 工作面实施沿空留巷切顶
见表 1。
2 切顶卸压技术Biblioteka 艺及效果分析2. 1 技术工艺
切顶卸压就是在轨道巷道应力集中区范围或悬
顶区使用定向聚能爆破 [11] 进行切顶卸压,通过切顶
卸压,消除悬顶现象,降低沿空巷道顶板悬臂梁上覆
荷载以及旋转变形压力,从而大大减小了岩梁传递
到巷旁和巷内支护的荷载,从根本上改善巷道的力
收稿日期:2020
压显现进行分析,分别为前 0 ~ 140 m( 前段) 、140 ~
300 m( 中段) 、300 ~ 387 m( 末段) ,具体分析情况如
下,矿压监测站布置如图 9 所示。
图 7 优化后装药结构
图 9 沿空留巷矿压测站布置
1) 留巷前段。 前 140 m 留巷段巷道表面位
移自留巷施工结束至今变化量不大,趋于稳定。 沿
位块,确保聚能与预裂方向一致。
图 4 聚能药包定向断裂炮孔布置
图 5 聚能药包定向断裂炮孔装药结构
2) 判断依据:根据措施孔内纵向裂缝的有无
和长短可以直观判断出预裂切顶爆破效果的好坏,
进而分析出预裂切顶爆破炮孔的间距或施工是否合
图 2 沿空留巷悬顶
理。 若在观测孔内未发现纵向裂缝或只有局部纵向
裂缝,说明炮孔间距偏大,应缩小炮孔间距;若在观
测孔内发现纵向裂缝长度达装药长度 60% 以上,说
明炮孔间距合理;若在观测孔内发现纵向裂缝长度
达装药长度 90% 以上,且孔内有岩石破碎现象,说
明炮孔间距偏小,应增大炮孔间距。
3) 效果分析:使用窥视仪对炮孔进行窥视,
结果见图 6,预裂切顶爆破后在措施孔内均产生了
现场顶板取芯柱状图得出:确定沿空留巷顶板上方
垂直高度 16 m 范围内岩层为主要弱化对象。 因此,
炮孔长度 L 为:
L = M z / sinβ
经计算得:L = 16. 46 m,根据取芯结果以及其他
4 切顶卸压优化后效果及留巷效果分析
切顶卸压方案优化后,爆破效果较前期未优化
方案,效果明显,基本达到爆破预期效果及目的;留
巷结束后,通过围岩变形监测数据分析,巷道整体变
形量不大,基本满足巷道复用要求。
4. 1 爆破效果分析
使用窥视 仪 窥 视 后, 结 果 见 图 8, 从 图 中 可 看
出,预裂切顶爆破后在措施孔内产生了明显纵向裂
缝且裂缝长度达到了装药长度 60%以上、孔内也没
有岩石破碎现象,证明预裂爆破有效果且效果较好,
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作者简介:常晋雷(1982-) ,男,山西晋城人,工程师,从事煤矿管理工作。
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2021 年 3 月 常晋雷等:综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究 第 30 卷第 3 期
学环境。 沿空留巷悬顶见图 2,沿空留巷预裂爆破
石、断口不平坦。
3 号煤
5. 8
黑色,亮煤为主,暗煤次之。
泥岩
1. 2
黑色、块状、致密、质均。
细粒砂岩
1. 5
以石英为主、含云母及暗色矿物、分选性
中等、性脆、钙质胶结。
细铁丝将连接件与聚能管捆扎 3 道,确保聚能管间
捆扎牢固,可靠传爆炸药。 聚能管扣盖必须朝向采
空区一侧,每节聚能管安装 1 个 D50 mm 钻孔用定
将装药结构优化为:炮孔长度 16 m,装药长度 4 m,
封孔 5 m,孔底不封孔。 装药段爆破顶板关键层,从
而消除关键层悬顶现象,降低沿空巷道顶板悬臂梁
上覆荷载以及旋转变形压力。 优化后装药结构见图
7。
图 8 优化后炮孔窥视效果
4. 2 留巷后围岩变形监测数据分析
根据留巷后巷道实际情况,分为 3 段对巷道矿
损现象。
在留巷 30 m 处布置一处位移监测点,并第一次
记录数据,取该段第 1 组测点进行围岩变形分析,第
2 组数据 100 m 后变形量基本稳定,无变化,监测点
围岩收敛变形监测情况见图 10。
图 10 留巷前段位移观测变化
通过位移变化量曲线图可知:顶沉量:在工作面
回采 70 m 范围内,顶板下沉量总体不超过 50 mm,
图 11。
移动量为 50 mm。
煤帮移近量:据工作面 30 m 范围内,煤柱侧几
乎没有变形,随着工作面推进,顶板压力增大,帮鼓
量也开始增大,距工作面 63 ~ 70 m,帮鼓量逐渐增至
120 mm;之后随着与工作面距离的增加到 93 m,帮
鼓量增大至 250 m;与工作面距离在 93 m 以后,帮
鼓量急剧增加至 710 mm;与工作面距离在 216 m 以
煤炭作为一种不可再生资源,随着煤矿的不断
开采,煤炭资源越来越少,而传统的留设保护煤柱造
成的煤炭回收率低、资源浪费的问题日益突出 [1] ;
沿空留巷切顶卸压作为一种无煤柱开采技术,不仅
可以提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限、减少
巷道掘进量、缓解采掘接替紧张状况,是我国煤炭安
全高效开采的关键技术之一 [2-3] ,沿空留巷切顶卸