郭 泉

（汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽煤礦，山西 孝義 032300）

一直以來，巷道的圍巖控制以及支護(hù)技術(shù)都是煤礦領(lǐng)域的重點(diǎn)課題，現(xiàn)階段我國在此方面的研究取得了較為良好的成果。對于實際所開展的工程建設(shè)來說，安全為最基本的要求，同時也為社會發(fā)展與進(jìn)步的重要體現(xiàn)，尤其為煤礦生產(chǎn)、邊坡工程以及地下工程等一些領(lǐng)域，安全性評價得到了很大程度的發(fā)展。近些年來，煤礦開采業(yè)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢，在這樣的背景下，煤礦開采深度得到了很大程度的提升，而地壓增大以及地質(zhì)條件所發(fā)生的相應(yīng)變化導(dǎo)致井工程支護(hù)以及維修方面的問題越來越突出，怎樣能夠?qū)崿F(xiàn)支護(hù)對巷道的有效控制是當(dāng)下礦井重點(diǎn)關(guān)注的一個話題。

1 礦壓觀測技術(shù)現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計調(diào)查表明，在當(dāng)前階段的多種煤礦安全生產(chǎn)事故當(dāng)中，煤礦頂板事故發(fā)生的概率較高，占據(jù)總事故比的45%左右，該事故的發(fā)生對人的生命安全以及財產(chǎn)安全造成非常嚴(yán)重的威脅。對該事故開展更為深入的研究發(fā)現(xiàn)，頂?shù)装灏l(fā)生事故與礦山的壓力存在著非常密切的聯(lián)系?；诖?，對礦山壓力所發(fā)生的變化情況給予更為深入地探索，明確其變化規(guī)律，這對于實現(xiàn)頂?shù)装迨鹿实挠行П苊夂涂刂苼碚f意義重大。

1.1 礦壓觀測的主要目的

實際所開展礦壓觀測工作的目的主要是，為了能夠通過對采掘工作面來壓步距以及強(qiáng)度的規(guī)律的深入探索，在此基礎(chǔ)上制定圍巖管控措施，這樣便能夠為后續(xù)采煤工作的順利開展奠定堅實的基礎(chǔ)，同時也能夠為礦壓觀測工作提供相應(yīng)的指導(dǎo)。

1.2 礦壓觀測工作的內(nèi)容

對于實際所開展的礦壓觀測工作來說，其主要的觀測內(nèi)容主要包含兩個部分，分別為圍巖位移變形以及壓力。觀測的主要依靠是相關(guān)工作人員的統(tǒng)計實踐經(jīng)驗，另外采用現(xiàn)代化礦壓觀測儀觀測工作面以及巷道情況較為常見。

2 某煤礦巷道礦壓觀測試驗

位于山西省的某煤礦企業(yè)，當(dāng)前主要進(jìn)行15號煤的開采，此層煤的結(jié)構(gòu)較為簡單，主要以亮煤為主，非常適合對其的開采，厚度從2.4 m至3.8 m不等，平均厚度在2.9 m左右，一些位置含有矸石。對矸石開展相應(yīng)的研究能夠發(fā)現(xiàn)，其成分主要有灰黑色泥巖和炭制泥巖，實際當(dāng)中的煤層頂?shù)装寰唧w情況如表1。

表1 15號煤層頂?shù)装迩闆r

此次所開展的礦壓觀測工作主要的觀測目標(biāo)是15103運(yùn)輸順槽，觀測的主要內(nèi)容是巷道的位移情況、巷道兩幫的位移情況以及錨桿載荷。

3 巷道頂板位移的觀測

實際所開展的巷道頂板位移情況需要加強(qiáng)對頂板離層儀的應(yīng)用，對作業(yè)的情況給予完整的記錄。對煤和半煤巖巷道離層儀所設(shè)置的間距控制在50 m之內(nèi)，對巖巷控制在100 m之內(nèi)，在巷道的開口和交叉位置同樣進(jìn)行了頂板離層儀的安設(shè)，頂板離層儀的淺部基點(diǎn)在錨桿端部的相應(yīng)位置處進(jìn)行安設(shè)，其和錨桿的長度相比要短10 cm；對于頂板離層儀的深部基點(diǎn)一定要在穩(wěn)定的巖層位置進(jìn)行安設(shè)，如果實際當(dāng)中的穩(wěn)定巖層和巷道頂板之間存在較大的距離，那么這個時候的離層儀深部基點(diǎn)需要比錨索的錨固一方多出1 m或者是1 m以上，在進(jìn)行安裝的過程中需要對外側(cè)點(diǎn)控制在5~15 mm的范圍內(nèi)進(jìn)行安設(shè)。

所獲取的相關(guān)觀測數(shù)據(jù)表明，在開展巷道掘進(jìn)工作的過程中，前50 d，巷道所發(fā)生位移的速度較快，變形量較為明顯，在掘進(jìn)工作開展的50~80 d這一段時間巷道變形的速度明顯減慢，在掘進(jìn)開展的80 d之后，巷道基本上不會再繼續(xù)發(fā)生位移。整個巷道位移變化觀測工作持續(xù)了245 d，頂板的位移量為328 mm，地板位移量為263 mm，二者的位移平均速度分別為1.34 mm/d與1.07 mm/d。

3.1 圍巖兩幫移近量的觀測

對運(yùn)輸槽各個測站斷面的頂板、地板以及兩幫的中間位置都進(jìn)行了觀測點(diǎn)的設(shè)置，測點(diǎn)布置所采用的方法為十字布點(diǎn)法。在錨網(wǎng)支護(hù)的部分每間隔100 m的距離，都對兩幫的中間位置和頂板錨桿進(jìn)行鋼板的安設(shè)，所應(yīng)用的鋼板規(guī)格為10 cm×7 cm，將其當(dāng)做巷道圍巖的觀測點(diǎn)。在巷道底板的測點(diǎn)位置需要進(jìn)行浮煤的清理工作，一直到煤層底板，也可以通過應(yīng)用順槽鋪設(shè)道軌以及其他一些物體作為相應(yīng)的參照。

巷道在掘進(jìn)工作開展期間每間隔100 m的距離進(jìn)行一組圍巖觀測點(diǎn)的設(shè)置，圍巖觀測工作開展的主要目標(biāo)就是對頂板底板移近量和兩幫移近量的監(jiān)測，監(jiān)測工作開展的流程：在最開始的一周之內(nèi)每天進(jìn)行一次的監(jiān)測；在一周之后的一個月之內(nèi)沒間隔10 d開展一次的監(jiān)測；在一個月之后需要每間隔一個月進(jìn)行一次的監(jiān)測。

在監(jiān)測工作的整個過程當(dāng)中，巷道兩幫的位移量一共為250 mm，在掘進(jìn)工作開展過程中的最開始80 d之內(nèi)，兩幫所發(fā)生的位移情況較為明顯，在80 d之后兩幫的位移相對穩(wěn)定，基本上不會發(fā)生明顯的變化。

3.2 錨桿的載荷觀測

在開展錨網(wǎng)支護(hù)巷道掘進(jìn)的過程中每間隔100 m安裝1臺錨桿測力計，在對測力計進(jìn)行實際的安裝之前，需要對錨桿Φ80 mm范圍面積進(jìn)行相應(yīng)的清理工作，并且保證該區(qū)域的平整度，需要注意將錨桿測力計含有凸臺的一面朝向外側(cè)，將其套在錨桿，之后對其進(jìn)行緊固，需要對與迎頭100 m距離的范圍當(dāng)中每天開展一次的監(jiān)測工作，和迎頭距離100 m之外需要每周開展一次的監(jiān)測工作。

最后所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，在巷道斷面中間位置錨桿的受力是最大的，在受力最高的情況下能夠達(dá)到45 MPa；而處于巷道左右肩部位置的錨桿受力相對要更小一些，基本在20 MPa；而處在巷道幫位的錨桿受力是最小的，只有10 MPa。

4 巷道圍巖控制措施

由于巷道的開挖導(dǎo)致了圍巖應(yīng)力平衡狀態(tài)受到了相應(yīng)的破壞，使得圍巖應(yīng)力進(jìn)行了重新分布。要想實現(xiàn)圍巖變形的有效控制，使圍巖自身的承載能力獲得更進(jìn)一步地提升，就要加強(qiáng)對圍巖的錨桿支護(hù)，在此基礎(chǔ)上才能更好地為回采巷道支護(hù)參數(shù)方面的設(shè)計提供相應(yīng)的依據(jù)。

巷道開挖的過程中，如果圍巖所發(fā)生的變形不是很明顯，這是具有較強(qiáng)脆性特征的巖體便會發(fā)生開裂、滑動以及裂紋擴(kuò)展等一些情況，此種情況的發(fā)生會導(dǎo)致圍巖的強(qiáng)度很大程度降低。所以，需要巷道圍巖在巷道掘進(jìn)工作開展期間，巷道圍巖發(fā)生彈性變形以及塑性變形。如果變形情況較為嚴(yán)重可能會出現(xiàn)圍巖破碎區(qū)，此種情況，巷道支護(hù)的重要性不言而喻。實際上的地下巖體工程具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，對巷道的穩(wěn)定性和圍巖壓力造成影響的因素較多，比如巷道自身圍巖的強(qiáng)度、圍巖地應(yīng)力以及巖體自身的完整性等。需要對巷道圍巖變形情況給予有效的控制，避免其繼續(xù)發(fā)展，以此為煤礦生產(chǎn)安全提供了有效的保障。

對該巷道礦壓的觀測結(jié)果進(jìn)行分析，巷道存在一些部位的頂板已經(jīng)破碎，下沉量大并且兩幫所出現(xiàn)的圍巖變形情況較為嚴(yán)重，如果所開展的監(jiān)測工作存在相應(yīng)的不足，就不能及時采用相應(yīng)的措施對巷道進(jìn)行維護(hù)工作，那就很容易導(dǎo)致頂?shù)装迨鹿实陌l(fā)生。為了能夠有效避免該情況的發(fā)生，可以采取以下幾種措施：首先，在實際施工開展之前需要對巷道，特別是人行應(yīng)急巷道做好清理工作，在工作面50 m范圍之內(nèi)，對頂板支護(hù)給予有效的觀測；第二，在施工開展的過程中需要將敲幫問頂制度充分地落實下去，避免出現(xiàn)空頂作業(yè)的情況，需要對空頂距給予合理的控制，不能夠超過1.5 m，也不能夠低于0.5 m；在開展永久支護(hù)工作之前需要做好臨時支護(hù)工作，需要保證永久支護(hù)的質(zhì)量以及支護(hù)工作開展的合理性。

5 結(jié)語

礦壓觀測工作的有效開展，能夠更好地了解巷道圍巖所發(fā)生變形的規(guī)律，以此便能夠?qū)鷰r的穩(wěn)定性給予準(zhǔn)確的判斷。根據(jù)實際煤礦的地質(zhì)條件情況，不斷加大力度開展礦壓的監(jiān)測，對工作面和井巷礦壓的規(guī)律有一個更好地了解，通過對具有充分精準(zhǔn)性以及可靠性支護(hù)信息的應(yīng)用，便能夠為現(xiàn)場的煤礦生產(chǎn)工作開展提供相應(yīng)的指導(dǎo)。