薄煤层沿空留巷矿压观测显现规律研究

薄煤层沿空留巷矿压观测显现规律研究

摘要：在沿空留巷实施过程中，为了观测两顺槽在本工作面留巷期间和二次采动影响期间的围岩活动规律，考察巷道围岩变形和充填体的变形，在沿空留巷过程中设置相应的测站，对围岩表面位移、围岩深部位移及围岩应力变化进行观测，以验证沿空留巷效果。abstract： in the process of gob-side entry retaining implementation， in order to observe the surrounding rock activity law of two crossheading of gob-side entry retaining in the working face and during the secondary mining influence period， observe the deformation of roadway surrounding rock of roadway and obturator etc， we set the corresponding station in the process of gob-side entry retaining to observe the surface displacement and deep displacement of surrounding rock， and the stress variation of surrounding rock etc， in order to verify the effect of the gob-side entry retaining. 关键词：沿空留巷；矿压观测

key words： gob-side entry retaining；mine pressure observation

中图分类号：td26 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）18-0078-02

1 工作面概况

3602工作面是南屯煤矿-432水平十三采区首采工作面，位于十

三采区东南部。工作面面长164.5m，推进长度1147m，开采范围面积188682m2，平均煤厚0.92m，煤层密度1.25t/m3，回采率97%，可采储量21.05万吨。北部为采区四条上山（从南自北为轨道、横贯、皮带、回风）；东部为3604工作面（未开采）；西为3601工作面（未开采）；南为与北宿煤矿矿井边界保护煤柱。

该工作面回采的煤层为石炭系太原组的16上煤层，工作面内煤层起伏变化不大，煤层倾角2～6°，平均4.0°；煤层底板标高

-348.0～-387.0m，平均-367.0m，煤层可采厚度0.80～1.15m，平均厚度0.92m，煤层中局部含黄铁矿结核和碳质砂岩条带，对煤层开采和煤质有影响。

2 矿压观测内容及观测方法

2.1 巷道表面位移测站：沿空留巷开始前30m设置第一测站，以后每隔30m设1个测站，在每个断面的下帮和充填体顶、底板和两帮的中部各布置1个测点，观测顶底板和两帮相对移近量和移近速度。观测方法：用测枪、测杆或钢卷尺进行量测。

2.2 深部围岩位移测站：沿空留巷开始20m设置第一个测站，以后隔30m再设1个测站，共设置2～3个测站，每个测站1个测面，在每个测站顶板中部和实煤体帮中部钻直径28mm的孔，每孔各安设一个深基点位移计，钻孔深度6.0m。

2.3 顶板离层监测：每隔40～50m在顶板中部安设一个离层指示仪，监测顶板锚固区内和锚固区外的离层量。观测方法：直接读取离层指示仪数据。

2.4 锚杆、对拉锚栓载荷：沿空留巷开始20m设置第一个测站，以后隔30m左右再设1个测站，共设置3～4个测站，每个测站1个测面，实煤体帮和充填体帮采用锚杆液压枕观测。

2.5 充填体载荷：沿空留巷开始30m设置第一个测站，以后隔30m 左右再设1个测站，共设置4～5个测站。

2.6 围岩应力：沿空留巷开始30m设置第一个测站，以后隔30～40m左右再设1个测站，共设置8～10个测站，采用钻孔应力仪测量巷道围岩载荷。

3 巷道矿压监测结果分析

3.1 工作面前方巷道围岩变形情况。工作面前方巷道围岩变形情况如图1、图2所示。

3.2 工作面后方巷道围岩变形情况。工作面后方巷道围岩变形情况如图3、4所示。

3.3 围岩深部位移分析。掌握围岩深部位移状况，对于了解沿空留巷围岩活动规律，分析支护的受力状况及支护机理极为重要。通过对深基点位移与工作面距离的关系分析可得：距离工作面10m以前，煤层深部测点位移较小，之后随着工作面的临近，煤层深部位移才有所增大，但主要表现为浅部围岩的碎胀，浅部围岩受压缩变形，距工作面5m以后，深基点位移才急剧增大。

3.4 顶板离层观测巷道内顶板离层仪每隔40～50m布置一个测站，离层仪深基点布置在顶板6m处，浅基点布置在顶板1m处，通过一段时间的离层仪读数可以发现，在工作面推进过程中，顶板离

层仪的两个读数均为0，即巷道顶板没有发生明显离层现象。

4 结论

4.1 留巷阶段的补强支护参数为：①顶板，选用φ20×

1800mmkmg400左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，间距1500mm，排距1300mm，菱形金属网护顶。若遇断层特殊地质条件下，在顶板原支护的基础上，每两排锚杆中间补打一排锚杆。②实体煤帮，在原有支护的基础上，每两排锚杆中间补打一排锚杆，用φ20×1500mm螺纹钢等强锚杆，排距1300mm，每排布置2根，菱形金属网护帮。采用以上补强支护参数把巷道变形量控制在合理的范围内，使巷道在二次采动期间满足工程需要。

4.2 根据3602工作面上覆岩层结构特点、井下施工条件，提出采用早期强度大、增阻速度快、具有一定的可缩量和较高的残余强度的高水材料构筑巷旁充填体，能够很好的适应顶板的变形，保证巷旁充填体的稳定；结合数值模拟和理论分析，确定高水材料巷旁支护体水灰比为1.5：1，两顺槽充填体宽度为1.2m。

4.3 提出了采用对拉锚杆、钢筋网、钢筋梯子梁提高巷旁充填体的稳定性。

4.4 结合3602工作面沿空留巷的现场情况，提出了使用单体液压支柱、π型梁和自移式墩柱作为沿空留巷的临时支护方式，确定了试验巷道顶板、实体煤帮的补强支护方案，确保沿空留巷在下一工作面回采过程中的正常使用。

4.5 开发了自移式墩柱，作为巷旁充填体采空区侧临时支护方