談煤礦綜采軌道順槽掘進支護措施
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摘要：巷道支護是井下開采的關鍵環節，隨著我國煤礦開采深度的不斷延伸，面臨的支護難題將會越來越多，全面提升支護質量已經成為了制約煤礦企業實現可持續發展的關鍵因素。特別是工作面順槽的支護，在各種類型因素的影響下，出現了較大的變形問題。本文以實際工程案例，對巷道出現了變形破壞的原因進行了研究，并結合工程地質情況，對巷道支護方案進行了優化，從巷道翻修情況來看，取得了較好的支護效果。
1工程概況
義棠倡源煤礦090703綜采軌道順槽在井口以西1140m，蓋層平均厚度為280m左右,該工作面地表屬山地地形。北部為山西焦煤集團介休正益煤業，東部為五采區膠帶巷（二段），西部為古空區，南部為未采動區，上部為9#煤采空區。其中煤層情況、頂底板巖性分別見表1、表2。根據附近巷道收集資料及掘進巷道實見，該工作面主要受Fs6斷層影響，該斷層為逆斷層，落差3m，且斷層走向與工作面平行。
2090703綜采軌道順槽掘進支護存在的問題
本次巷道設計采用工字鋼架，部分地段加入了錨網噴支護，但是在巷道支護后，巷道在較短的時間內出現了較大的問題，表現出突出的變形破壞。從現場的勘查情況來看，在巷道開掘后，頂板出現明顯彎曲，底板出現明顯的鼓裂，兩幫也有著明顯的開裂與收斂的情況。很多地段的錨段也被拉斷，形成了較多的網兜。特別是隨著工作面的持續生產，巷道壓力帶來的問題表現出明顯的增強，很多地段有了明顯的巖石離層的問題。從具體的測量來看，巷道頂板平均的下沉量超過了200mm，底板平均的鼓起來超過了250mm，巷道兩幫的收斂量也超過了300mm，整個巷道支護的完好率低于了40%，巷道的功能已經完全的喪失，嚴重影響到工作面的正常生產。巷道整體的變形對比圖見圖1所示。從巷道出現的變形破壞情況，為了保證巷道的正常使用，選擇使用理論分析和實驗室分析的方式，對巷道出現的變形破壞情況進行了研究。得出導致巷道出現大變形破壞的主要原因有如下幾個方面。第一，巷道所處地段有明顯的應力集中的問題。從巷道所處的地段來看，周邊的煤層已經被大量的開采，附近的煤層已經開采完畢，導致巷道煤柱有著較為明顯的應力集中問題，應力集中的系數也相對較高。這是導致巷道出現較大較快變形的主要原因。在巷道進行下分層的開采時，在工作面采動影響下，巷道支護體出現了明顯的破壞，隨著支撐壓力的不斷變化，圍巖出現了多次應力重新分布的問題，導致巷道圍巖在多次應力重新分布之下，出現了較大的變形破壞。第二，巷道底板圍巖在水體的浸潤作用下，整體的強度出現了明顯的下降，特別是本次巷道掘進，選擇使用的是沿著煤層底板的掘進，從底板的巖性來看，有著較多的砂質泥巖，這類巖石在遇到水體的情況下，會出現明顯的變軟問題，再加上外界高盈利的作用，非常容易出現明顯的底鼓，這也是導致巷道出現了較為明顯的底鼓的原因。第三，從巷道開掘采取的施工工藝來看，選擇使用的多數為鉆眼爆破的方式，在爆破作用下，對巷道圍巖產生了震動，也就是對圍巖產生了一定的破壞，這種破壞往往會影響到巷道深層的穩定性，最終導致巷道出現了較大的變形破壞。此外，從巷道原有支護的結構來看，支護體與巷道圍巖出現了明顯的不相適應的問題，選擇使用的工字鋼支護的剛度、強度，特別是可縮量方面均相對較差，再加上巷道所地段地應力相對較大，地質條件相對復雜，出現了巷道支護與實際需求不相匹配的問題，這也是導致巷道出現了較大范圍變形破壞的原因。
3提升綜采軌道順槽掘進支護效果的相關措施
在本次返修時，對巷道服務年限、煤礦現有支護材料及巷道所處位置的實際地質情況進行了全面充分的考慮，對巷道整體進行了全面的優化改進。改進后的支護示意圖，見圖2所示。具體支護為：在巷道掘進時，仍舊選擇使用工字鋼棚進行初次支護。同時，為了提升工字鋼棚的支護效果，在棚腿下部焊接上了柱鞋，主要目的是為了提升支架和煤層底板的實際接觸面積，從而更好降低底板出現的應力集中的問題，減少單位面積上的壓強，有效的預防控制工字鋼棚出現的下沉問題。在支架設計時，對支架的中寬度進行了增加，這對于提示支架的抗測壓強度有著明顯的作用。同時，適當增加了支架支護的密度，從先前的間距800mm，調整到間距600mm。在巷道底板出現了較大的頂壓問題時，在工字鋼梁下部架設了中柱，更好提升了支架的穩定性。此外，為了更好提升支護的整體性，全巷道設計采用了木錨桿支護的方式，重點對巷道兩幫的支護強度進行加強。巷道在實施了上述支護方案之后，對巷道整體的穩定性進行了全面的觀測，從觀測情況來看，巷道整體的變形問題相對較小，整個斷面均處于有效可控的范圍內，較好保證了巷道整體的穩定性，滿足了巷道實際使用的需要。
4結語
綜上分析，在煤礦工作面開采的過程中，全面提升工作面順槽的支護質量是當前煤礦企業面臨的共同難題，從本工程的返修情況來看，通過采取針對性的返修支護措施，整體取得了較好的支護質量，對類似巷道的支護也提供了一個方向。因此，煤企在提升工作面順槽支護質量時，需充分結合企業實際，注重提升支護方式的耦合性，不斷提升支護質量。
參考文獻
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作者：溫俊 單位：山西凱嘉能源集團有限公司
