沿空巷道卸壓槽試用效果初探

陳強威

(皖北煤電集團劉橋第一煤礦, 安徽淮北市 235159)

沿空巷道卸壓槽試用效果初探

陳強威

(皖北煤電集團劉橋第一煤礦, 安徽淮北市 235159)

應用卸壓槽維護沿空巷道,是采用人為卸壓的方法改變圍巖應力場的分布規律,控制圍巖變形,緩解礦山壓力對巷道的影響。劉橋一礦通過對沿空巷道采用卸壓槽維護巷道,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;變形觀測

針對目前沿空巷道圍巖應力環境復雜,巷道因受煤體原生裂隙和上工作面采動影響,頂、底板及兩幫的圍巖性質處于非對稱性狀態,巷道雖然處于應力降低區,但掘進期間的上覆巖體一定程度的下沉變形是不可抗的,此時保持巷道圍巖的穩定性是至關重要的。

為了保持圍巖的穩定性,讓煤體在局部范圍內充分卸壓,可緩解礦山壓力,控制圍巖變形量。本礦在Ⅱ467風巷巷幫進行了卸壓槽試驗,通過試驗,證明了這種方法對控制圍巖變形是有效果的。

Ⅱ467風巷位于Ⅱ46采區中部,陳集向斜軸的西側,東西走向,巷道上方為Ⅱ465采空區,2007年7月回采完畢,穩定期 13個月,下方為Ⅱ467工作面,左起Ⅱ46軌道石門,右至Ⅱ467工作面切眼。

1 卸壓槽的作用機理

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

2 卸壓槽的布置及觀測

考慮到生產中的實際情況,維護巷道的效果及切槽施工的可能性、方便性,在巷道的實體煤側施工寬為 500 mm,高為巷道幫部高度,深為 800 mm的卸壓槽(見圖1、圖2)。按照設計要求巷道每間隔20 m施工一個卸壓槽。

圖1 卸壓槽及測點布置

圖2 卸壓槽設計

切槽后要及時處理新暴露面,防止煤塌幫,兩側用木板護槽壁,中間打木撐固定,槽口用鋼筋網封閉。同時布置表面位移點,并設專人觀測,觀測周期為每 3 d一次。

卸壓槽本身的卸壓效果見表1,巷道實測表面位移見表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所處的地質構造有關。XY-4卸壓最充分,其變形量之所以最大,是因為此卸壓槽所處的位置在 N250°∠38°H=0.7 m斷層處。

從歷時兩個月的觀測發現,有無卸壓槽卸壓對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點,BY-1、BY-2是位于無卸壓槽段的巷道表面位移測點。BY-1、BY-2點的變形量最大值分別達到了 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左右頂底板和兩幫的圍巖變形都趨于穩定,此后巷道頂板離層速度和表面位移變化速率明顯減小。總之,在幫部開設卸壓槽均有效控制了兩幫位移量和頂底移近量,保證了巷道的成型質量。如果設想針對巷道底鼓的現象,在底板開切卸壓槽防止底鼓,估計也能取得良好效果。

3 結 論

(1)應用卸壓槽維護巷道,可減緩礦山壓力的有害影響,減少巷道變形量。對生產的干擾小,是生產礦井維護巷道的一種經濟可行的方法。

(2)預計變形量較大的巷道,最好是掘巷和開卸壓槽同時進行,把開槽當作掘巷的一部分,以便取得生產管理、支護與卸壓效果三者的統一。

(3)對于類似巷道,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底板布置卸壓槽。

(4)由于第一次嘗試卸壓槽卸壓試驗,對卸壓槽的管理和認識還不到位,導致有一個卸壓槽提前破壞,無法測量取數據。另外,卸壓槽的設計也有待進一步優化。

[1] 中國礦業大學.井巷工程[M].北京:煤炭工業出版社,l984.

[2] 錢鳴高,劉聽成.礦山壓力及其控制[M].北京:煤炭工業出版社.1984.

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

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

2008-06-02)

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