陳強(qiáng)威

(皖北煤電集團(tuán)劉橋第一煤礦, 安徽淮北市 235159)

沿空巷道卸壓槽試用效果初探

陳強(qiáng)威

(皖北煤電集團(tuán)劉橋第一煤礦, 安徽淮北市 235159)

應(yīng)用卸壓槽維護(hù)沿空巷道,是采用人為卸壓的方法改變圍巖應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律,控制圍巖變形,緩解礦山壓力對(duì)巷道的影響。劉橋一礦通過(guò)對(duì)沿空巷道采用卸壓槽維護(hù)巷道,有效地控制了圍巖變形,取得了良好的效果。

沿空巷道;卸壓槽;巷道維護(hù);變形觀測(cè)

針對(duì)目前沿空巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜,巷道因受煤體原生裂隙和上工作面采動(dòng)影響,頂、底板及兩幫的圍巖性質(zhì)處于非對(duì)稱性狀態(tài),巷道雖然處于應(yīng)力降低區(qū),但掘進(jìn)期間的上覆巖體一定程度的下沉變形是不可抗的,此時(shí)保持巷道圍巖的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。

為了保持圍巖的穩(wěn)定性,讓煤體在局部范圍內(nèi)充分卸壓,可緩解礦山壓力,控制圍巖變形量。本礦在Ⅱ467風(fēng)巷巷幫進(jìn)行了卸壓槽試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn),證明了這種方法對(duì)控制圍巖變形是有效果的。

Ⅱ467風(fēng)巷位于Ⅱ46采區(qū)中部,陳集向斜軸的西側(cè),東西走向,巷道上方為Ⅱ465采空區(qū),2007年7月回采完畢,穩(wěn)定期 13個(gè)月,下方為Ⅱ467工作面,左起Ⅱ46軌道石門(mén),右至Ⅱ467工作面切眼。

1 卸壓槽的作用機(jī)理

煤巷卸壓槽是指在巷道幫部利用風(fēng)鎬或手稿開(kāi)掘出一定寬度和深度的槽,其作用在于卸壓槽開(kāi)掘后,使巷道的圍巖應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移,擴(kuò)大了幫部的卸壓范圍,吸收大量的圍巖變形量,改變巷道圍巖應(yīng)力場(chǎng)的分布狀況,減緩了礦山壓力對(duì)巷道的有害影響,從而保護(hù)巷道。

2 卸壓槽的布置及觀測(cè)

考慮到生產(chǎn)中的實(shí)際情況,維護(hù)巷道的效果及切槽施工的可能性、方便性,在巷道的實(shí)體煤側(cè)施工寬為 500 mm,高為巷道幫部高度,深為 800 mm的卸壓槽(見(jiàn)圖1、圖2)。按照設(shè)計(jì)要求巷道每間隔20 m施工一個(gè)卸壓槽。

圖1 卸壓槽及測(cè)點(diǎn)布置

圖2 卸壓槽設(shè)計(jì)

切槽后要及時(shí)處理新暴露面,防止煤塌幫,兩側(cè)用木板護(hù)槽壁,中間打木撐固定,槽口用鋼筋網(wǎng)封閉。同時(shí)布置表面位移點(diǎn),并設(shè)專人觀測(cè),觀測(cè)周期為每 3 d一次。

卸壓槽本身的卸壓效果見(jiàn)表1,巷道實(shí)測(cè)表面位移見(jiàn)表2、圖3。

表1 卸壓槽變化量

表2 巷道表面位移變化量

圖3 位移變化曲線

從表1可以看出,所有卸壓槽均有卸壓效果,卸壓程度的不同與各點(diǎn)所處的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。XY-4卸壓最充分,其變形量之所以最大,是因?yàn)榇诵秹翰鬯幍奈恢迷?N250°∠38°H=0.7 m斷層處。

從歷時(shí)兩個(gè)月的觀測(cè)發(fā)現(xiàn),有無(wú)卸壓槽卸壓對(duì)巷道的表面位移影響很大,表2、圖3中 BY-3、BY-4、BY-5分別是處于卸壓槽附近的表面位移測(cè)點(diǎn),BY-1、BY-2是位于無(wú)卸壓槽段的巷道表面位移測(cè)點(diǎn)。BY-1、BY-2點(diǎn)的變形量最大值分別達(dá)到了 230,200 mm,BY-3、BY-4、BY-5的變形量最大值分別為 68,83,103 mm,巷道施工后 30 d左右頂?shù)装搴蛢蓭偷膰鷰r變形都趨于穩(wěn)定,此后巷道頂板離層速度和表面位移變化速率明顯減小?？傊?在幫部開(kāi)設(shè)卸壓槽均有效控制了兩幫位移量和頂?shù)滓平?保證了巷道的成型質(zhì)量。如果設(shè)想針對(duì)巷道底鼓的現(xiàn)象,在底板開(kāi)切卸壓槽防止底鼓,估計(jì)也能取得良好效果。

3 結(jié) 論

(1)應(yīng)用卸壓槽維護(hù)巷道,可減緩礦山壓力的有害影響,減少巷道變形量。對(duì)生產(chǎn)的干擾小,是生產(chǎn)礦井維護(hù)巷道的一種經(jīng)濟(jì)可行的方法。

(2)預(yù)計(jì)變形量較大的巷道,最好是掘巷和開(kāi)卸壓槽同時(shí)進(jìn)行,把開(kāi)槽當(dāng)作掘巷的一部分,以便取得生產(chǎn)管理、支護(hù)與卸壓效果三者的統(tǒng)一。

(3)對(duì)于類(lèi)似巷道,如果礦山壓力較大的話,在幫部布置卸壓槽外,也可以嘗試著考慮對(duì)底板布置卸壓槽。

(4)由于第一次嘗試卸壓槽卸壓試驗(yàn),對(duì)卸壓槽的管理和認(rèn)識(shí)還不到位,導(dǎo)致有一個(gè)卸壓槽提前破壞,無(wú)法測(cè)量取數(shù)據(jù)。另外,卸壓槽的設(shè)計(jì)也有待進(jìn)一步優(yōu)化。

[1] 中國(guó)礦業(yè)大學(xué).井巷工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,l984.

[2] 錢(qián)鳴高,劉聽(tīng)成.礦山壓力及其控制[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.1984.

[3] 陳炎光,陸士良.中國(guó)煤礦巷道圍巖控制[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1994.

[4] 林柏泉,周世寧.煤巷卸壓槽及其防突作用機(jī)理的初步研究[J].巖土工程學(xué)報(bào).1995,17(3):32～38.

[5] 李德忠,方華淑.卸壓槽對(duì)被跨采巷道維護(hù)效果的影響[J〗.東北煤炭技術(shù),1998,(6):16～18.

2008-06-02)

陳強(qiáng)威(1983-),男,安徽太湖人,助理工程師,從事礦山技術(shù)管理工作,Email:cqw88888@163.com。