采動巷道礦壓顯現特征及力構協同防控技術研究

趙善坤，蘇振國，侯煜坤，趙 斌，徐 陽，王宏偉，莫云龍

(1.煤炭科學研究總院 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室,北京 100013；2.煤炭科學技術研究院有限公司 安全分院，北京 100013)

0 引 言

隨著我國東部地區煤炭資源開采轉入深部而新建煤礦資源開發整體向西北地區轉移。西北地區侏羅時期成煤量占我國各成煤時期煤炭總量的39.6%，主要分布在我國的晉陜蒙甘寧地區[1-2]。一方面，西北地區侏羅煤是大型河流相和湖泊相沉積體系下高位泥炭沼澤的產物，煤層上方多含厚硬巖層結構。據統計西北地區60%以上礦井，其主采煤層上方100 m范圍內大多含有厚度在8～15 m、普氏系數在4以上且層間距離較小的厚硬巖層結構，易造成工作面后方及側向采空區懸頂長度過大，誘發工作面采場附近動壓顯現[3-4]。另一方面，受神府煤田淺部煤層開采經驗的影響，陜蒙地區深部煤炭開采工作面大多沿用雙巷布置方式，相鄰工作面間留有15～45 m區段煤柱，即本工作面軌道巷做下個工作面的回風巷，巷道需要先后經歷二次采掘擾動影響，深部復雜多變的高地應力環境和機械化集約型高強度開采引起的強采動應力使得鄰空采動巷道初始應力環境明顯高于實體煤巷道。當區段煤柱側向采空區厚硬頂板突然破斷所形成的動載與煤柱內高靜載相疊加時，通常會造成巷道動壓顯現，這也是近年來西北地區沖擊地壓事故頻發且數量呈上升趨勢的原因。然而，目前國內外對于采動巷道頂板巖層破斷特征的研究大多基于煤層上方僅存在單一厚硬巖層開展，對寬區段煤柱且上方存在多厚硬巖層情況下采動巷道的圍巖應力分布特征及其沖擊地壓防控技術研究相對較少[5-13]。……