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[摘要]鹤岗分公司兴山矿二水平二石门布置在27层留设石门保护煤柱下,293层对五石门实施跨巷回采,两组石门同时进行了140天矿压观测。测试数据显示:布置在煤柱下巷道变形大,不易维护。矿压显现剧烈、维护费用高、严重时不能正常运输、巷道报废;布置在免压带下的巷道变形小,矿压显现缓和、巷道维修量少、运输顺畅。
[关键词]跨巷回采 矿压显现 石门 保护煤柱
中图分类号:TD163文献标识码: A 文章编号:
1.概述
鹤岗分公司兴山矿是开采多年的老矿井,煤层以厚和层群状态赋存,巷道受矿压影响,围岩破坏严重,支架变形厉害,虽重复维修,也难保持巷道断面形状。为此293煤层对五石门采用跨巷回采 ,实践证明跨巷回采可减轻矿压对巷道的影响,围岩稳定,巷道维修量少,巷道处于良好状态。
2.两组石门围岩、支护及石门与回采工作面层位关系
1)二水平二石门
二水平二石门顶底板为褐色粉砂岩,顶板岩层厚10m,底板岩层厚2.5m。粉砂岩抗压强度45.4MPa。巷道采用锚网支护,规格为宽3.8m,高2.8m。二石门顶板上方为27层留设石门保护煤柱。27层回采工作布置在石门左右两侧,分别向石门推进,工作面保护煤柱受两侧支撑矿压影响,形成叠加支撑应力区。
2)二水平五石门
二水平五石门顶底板为灰白色细砂岩,顶板厚度10m,底板厚2.5m,细砂岩抗壓强度110.5MPa。巷道采用锚索,锚网及“U”形可缩式金属棚联合支护,巷道断面宽3.8m,高2.8m。石门距293层间距4~15m。为便于石门维护,293层回采工作面对石门实施跨巷回采,让石门处于免压内。
3.二石门和五石门矿压观测
二石门和五石门的矿压观测站布局方式,采用“十字布点法”,先在巷道顶板钻一个Φ32×400~500mm钻孔,在孔内打入木塞,在木塞上打一个铁钉作为测量基准点,再在顶板基准点的铅垂方向,用同样方法设底板基准点,巷道两帮观测点的安装方法与上述方法相同,为便于观测,4个测点应设在同一平面内,用红油漆标明,在两组石门运输巷上分别布置5组观测站,同时观测140天。
1)二石门观测数据
二石门观测站,即Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ,到石门口距离分别为186m、166m、150m、120m、100m。用钢卷尺每隔10天测量一次位移量,按围岩活动规律又分成几段时间,按累加值和平均速度值分别填入表内见表1,并绘制五个观测站围岩位移曲线图。
表 1 二 石 门 运 输 巷 观 测 数 据 表 2 五
2)五石门观测数据
五石门观测站,即Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ,到石门口的距离分别为74m、84m、94m、104m、114m。293层回采工作面跨越五石门回采,受采动影响五石门运输巷顶底板及两帮位移数据见表2,并绘制五个观测站围岩位移曲线。
3)两条石门矿压显现比较
处在保护煤柱下方的二石门,采场未到达停采线时(1~40天)围岩移动相对显得稳定,位移量和移动速度较小。当石门右翼27层工作面到达停采线时(30~50天),保护煤柱右侧形成支撑应力集中区,从5个观测站量取数据看,巷道围岩均出现了第一次移动高峰,两帮和顶底最大移动速度达9mm/d和7.7mm/d,当石门左翼工作面到达停采线时(35~90天)保护煤柱左侧支撑应力升高区形成,在煤柱两侧应力共同作用下,形成叠加支撑应力区,在矿压应力作用下,巷道围岩出现第二次移动高峰,两帮及顶底板最大移动速度达12.4mm/d、8.9mm/d。140天两帮及顶底板累积最大移近量1120mm、880mm。
4.锚杆拉力监测
二石门两侧回采工作面未接近停采线时(0~20天),顶板和两帮锚杆拉力在3MPa以下,处于稳定状态,当右翼工作面接近停采线时,顶板锚杆拉应力急剧上升到7MPa,当左翼工作面接近停采线时,保护煤柱形成叠加支撑应力区,顶板锚杆拉应力再度升高至9.3MPa,顶板岩层逐渐被压出裂缝、破碎,锚杆拉应力迅速下降。顶板压力逐渐转移到巷道两帮,两帮锚杆拉应力逐渐上升。由于两帮压力升高,引起两帮煤壁片帮,两帮锚杆拉应力又逐渐降低。
5.结论
从二石门和五石门10个观测站140天上千个观测数据看,在煤柱下方布置巷道,尤其叠加支撑应力区,巷道受压大,两帮及顶底板围岩变形严重,位移速度快、支架受力变化幅度大、巷道需重复维修、费用高,经常影响生产,围岩破坏严重时巷道报废。
实施跨巷回采,让巷道处于免压带内,围岩变形量小,支架不易损坏,维护费用低,可保证生产正常运行。跨向回采有利于下覆巷道维护,在条件适宜的时候,应大力地推广。
对跨巷回采的巷道应加强支护,以适应采场超前移动支撑应力影响,确保围岩稳定。
参考文献
[1]张先尘《采煤学》煤炭工业出版社 1979年P259
[关键词]跨巷回采 矿压显现 石门 保护煤柱
中图分类号:TD163文献标识码: A 文章编号:
1.概述
鹤岗分公司兴山矿是开采多年的老矿井,煤层以厚和层群状态赋存,巷道受矿压影响,围岩破坏严重,支架变形厉害,虽重复维修,也难保持巷道断面形状。为此293煤层对五石门采用跨巷回采 ,实践证明跨巷回采可减轻矿压对巷道的影响,围岩稳定,巷道维修量少,巷道处于良好状态。
2.两组石门围岩、支护及石门与回采工作面层位关系
1)二水平二石门
二水平二石门顶底板为褐色粉砂岩,顶板岩层厚10m,底板岩层厚2.5m。粉砂岩抗压强度45.4MPa。巷道采用锚网支护,规格为宽3.8m,高2.8m。二石门顶板上方为27层留设石门保护煤柱。27层回采工作布置在石门左右两侧,分别向石门推进,工作面保护煤柱受两侧支撑矿压影响,形成叠加支撑应力区。
2)二水平五石门
二水平五石门顶底板为灰白色细砂岩,顶板厚度10m,底板厚2.5m,细砂岩抗壓强度110.5MPa。巷道采用锚索,锚网及“U”形可缩式金属棚联合支护,巷道断面宽3.8m,高2.8m。石门距293层间距4~15m。为便于石门维护,293层回采工作面对石门实施跨巷回采,让石门处于免压内。
3.二石门和五石门矿压观测
二石门和五石门的矿压观测站布局方式,采用“十字布点法”,先在巷道顶板钻一个Φ32×400~500mm钻孔,在孔内打入木塞,在木塞上打一个铁钉作为测量基准点,再在顶板基准点的铅垂方向,用同样方法设底板基准点,巷道两帮观测点的安装方法与上述方法相同,为便于观测,4个测点应设在同一平面内,用红油漆标明,在两组石门运输巷上分别布置5组观测站,同时观测140天。
1)二石门观测数据
二石门观测站,即Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ,到石门口距离分别为186m、166m、150m、120m、100m。用钢卷尺每隔10天测量一次位移量,按围岩活动规律又分成几段时间,按累加值和平均速度值分别填入表内见表1,并绘制五个观测站围岩位移曲线图。
表 1 二 石 门 运 输 巷 观 测 数 据 表 2 五
2)五石门观测数据
五石门观测站,即Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ,到石门口的距离分别为74m、84m、94m、104m、114m。293层回采工作面跨越五石门回采,受采动影响五石门运输巷顶底板及两帮位移数据见表2,并绘制五个观测站围岩位移曲线。
3)两条石门矿压显现比较
处在保护煤柱下方的二石门,采场未到达停采线时(1~40天)围岩移动相对显得稳定,位移量和移动速度较小。当石门右翼27层工作面到达停采线时(30~50天),保护煤柱右侧形成支撑应力集中区,从5个观测站量取数据看,巷道围岩均出现了第一次移动高峰,两帮和顶底最大移动速度达9mm/d和7.7mm/d,当石门左翼工作面到达停采线时(35~90天)保护煤柱左侧支撑应力升高区形成,在煤柱两侧应力共同作用下,形成叠加支撑应力区,在矿压应力作用下,巷道围岩出现第二次移动高峰,两帮及顶底板最大移动速度达12.4mm/d、8.9mm/d。140天两帮及顶底板累积最大移近量1120mm、880mm。
4.锚杆拉力监测
二石门两侧回采工作面未接近停采线时(0~20天),顶板和两帮锚杆拉力在3MPa以下,处于稳定状态,当右翼工作面接近停采线时,顶板锚杆拉应力急剧上升到7MPa,当左翼工作面接近停采线时,保护煤柱形成叠加支撑应力区,顶板锚杆拉应力再度升高至9.3MPa,顶板岩层逐渐被压出裂缝、破碎,锚杆拉应力迅速下降。顶板压力逐渐转移到巷道两帮,两帮锚杆拉应力逐渐上升。由于两帮压力升高,引起两帮煤壁片帮,两帮锚杆拉应力又逐渐降低。
5.结论
从二石门和五石门10个观测站140天上千个观测数据看,在煤柱下方布置巷道,尤其叠加支撑应力区,巷道受压大,两帮及顶底板围岩变形严重,位移速度快、支架受力变化幅度大、巷道需重复维修、费用高,经常影响生产,围岩破坏严重时巷道报废。
实施跨巷回采,让巷道处于免压带内,围岩变形量小,支架不易损坏,维护费用低,可保证生产正常运行。跨向回采有利于下覆巷道维护,在条件适宜的时候,应大力地推广。
对跨巷回采的巷道应加强支护,以适应采场超前移动支撑应力影响,确保围岩稳定。
参考文献
[1]张先尘《采煤学》煤炭工业出版社 1979年P259