近距離采空區下回采巷道位置研究

王萬亮

(七臺河市不動產登記中心，黑龍江 七臺河 154600)

1 近距離采空區下回采巷道上、下煤層頂底板工程存在的問題

在前期下層煤巷道掘進過程中，由于上層煤的開采對底板擾動造成了間隔層裂隙，巷道掘進后多次出現冒頂漏頂事故，巷道變形量顯著，多次維護仍不能滿足工業性回采的需要，維護難度相當大、成本較高，導致對下層煤的開采未能成功。

未開采成功的原因：

(1)下層煤層頂板即為上層煤層底板，其厚度較小，總厚度平均為1.7 m，并且分布極不均勻，厚度最小處僅為0.15 m，這對下層煤巷道掘進時采取何種支護方式、對頂板的科學有效控制造成困難。

(2)上層煤層開采時預留有寬度為1.5 m的煤柱，在開采后由于應力的重新分布，煤柱下方易出現應力集中，對下層煤頂板及煤層出現大于原巖應力的應力分布，這對下層煤層掘進時巷道位置的選擇產生較大影響，一旦頂板破碎會導致較大變形甚至冒頂事故。

(3)下層煤層頂板強度低，且經過上層煤采動時的擾動，極易出現擾動裂隙。因此，下層煤開采時的采場頂板控制成為必須面臨的問題。

2 下層煤采準巷道布置方式的確定

在上層煤開采過程中，曾預留有1.5 m的隔離煤柱，按照現有的礦壓理論，煤柱下方一定范圍內的底板必然會出現應力集中，上層煤采空區底板的較大范圍內則可能有一定的應力釋放。下層煤采準巷道的合理位置確定對于掘進過程中適當的支護方式、在巷道試用期內有效控制巷道冒漏頂現象起到關鍵的作用。

2.1 上下煤層采準巷道相對位置的種類

按照幾何關系，上下兩層煤層相近位置工作面的布置方式大體有以下四種，即內錯式、外錯式、平錯式及重疊式，如圖1，上下層煤頂底板柱狀圖所示。

圖1 上下層煤頂底板柱狀圖Fig.1 Histogram of upper and lower coal roof and floor

(1)圖中，4.8 m細砂巖的巖性描述：厚層狀，均勻層理。斜交層面裂隙較發育，充填黃鐵礦，含豐富植物根部化石。(2)圖中，3.5 m砂質泥巖的巖性描述：灰黑色，頁理厚約0.1～0.2 mm，較發育，可剝成薄片，炭質分布均勻，較硬，局部有黃鐵核。(3)圖中，3.24 m9號煤巖性描述：黑色，粉末狀，質地較軟。(4)圖中，2.0 m砂質泥巖的巖性描述：黑色，層狀，均勻層理發育。斜交層面裂隙較發育，充填黃鐵礦，含豐富植物根部化石。有滑面，強度一般較低。(5)圖中，2.0 m10號煤的巖性描述：煤層穩定結構簡單，煤層傾向東，傾角為7°左右。煤層厚度為1.3 m～2.8 m，由南部到北部逐漸變厚。(6)圖中，2.2 m砂質泥巖的巖性描述：灰色，厚層狀。石英為主，暗色礦物次之。鈣泥質孔隙狀膠結，具粉砂質條帶，波狀層理。充填鈣質，半堅硬，過渡接觸。(7)圖中，5.0 m細砂巖的巖性描述：中粒砂巖：灰白-白色，在區內由北向南顆粒變細，Ⅷ線以南漸被粉砂巖代替，以本層砂巖底界作為界線。

2.2 下層煤采準巷道布置方式的選擇

按照煤礦具體情況，首先確定利用原有上層煤開拓巷道對下層煤進行聯合開采，鑒于下層煤開采存在的問題，巷道位置的選擇標準必須符合以下幾個條件：

第一，采準巷道布置首先要本著保護煤礦煤炭資源的角度，盡可能提高煤炭資源回收率。第二，采準巷道位置布置必須盡可能避開上層留設煤柱的應力集中區。第三，采區各工作面采準巷道的布置方式盡可能選擇一致。第四，采準巷道的布置必須有利于利用原有上層煤開拓巷道的銜接。

基于以上四項要求的具體內容，按照煤礦上層煤開拓巷道的布置方式和下層煤層層位關系，初步確定下層煤采準巷道運輸巷和回風巷的布置方式采用平錯式布置，開切眼的布置應該采用內錯式，這樣不但可以將巷道布置在上層煤的煤柱應力集中區以外，還能保證最大的煤炭資源回收率，達到對原有開拓巷道的有效利用。

3 結語

通過對之前未開采成功進行分析，發現存在幾個問題：對頂板的科學有效控制造成困難；對下層煤層掘進時巷道位置的選擇產生較大影響，一旦頂板破碎會導致較大變形甚至冒頂事故；對近距離煤層下層煤開采時礦壓顯現特點和規律的掌握，可以針對具體情況采取相應措施，實現下層煤的安全開采。下層煤采準巷道的合理位置確定對于掘進過程中確定合理的支護方式、在巷道試用期內有效控制巷道冒漏頂現象起到關鍵的作用。針對下層煤開采存在的問題，巷道位置的選擇標準必須符合以下條件：采準巷道布置首先要本著保護煤礦煤炭資源的角度，盡可能提高煤炭資源回收率；采準巷道位置布置必須盡可能避開上層留設煤柱的應力集中區；采區各工作面采準巷道的布置方式盡量選擇一致；采準巷道的布置必須有利于利用原有上層煤開拓巷道的銜接。基于以上要求，初步確定下層煤采準巷道運輸巷和回風巷的布置方式采用平錯式布置，開切眼的布置采用內錯式，保證最大的煤炭資源回收率和對原有開拓巷道的有效利用。