郭家河煤礦綜采面回風(fēng)順槽支護(hù)探究

張巖 趙勇 張浩

摘要：地質(zhì)影響因素最基本是原巖應(yīng)力。主要由巖體的重力和構(gòu)造殘余應(yīng)力組成。井巷周圍巖體的應(yīng)力主要由采深決定，而構(gòu)造殘余應(yīng)力一般出現(xiàn)在皺曲和斷層附近。開(kāi)采技術(shù)影響中主要是開(kāi)采引起局部應(yīng)力集中和采動(dòng)壓力大等影響【1】。1308工作面回風(fēng)順槽僅靠1306采空區(qū)，受到回采超前應(yīng)力和采空區(qū)應(yīng)力疊加，研究其合理支護(hù)就尤為必要。

關(guān)鍵詞：綜采;壓力;上出口;回風(fēng)順槽;支護(hù)

1 ?工作面及回風(fēng)順槽概述

1308綜放工作面位于郭家河煤礦I盤區(qū)西翼，+820水平，開(kāi)采3#煤層，該面設(shè)計(jì)可采走向長(zhǎng)度2280m，工作面長(zhǎng)度為267m，回采面積為608760m2，地質(zhì)儲(chǔ)量9749900t，可采儲(chǔ)量9067407噸。1308綜放工作面對(duì)應(yīng)地面標(biāo)高+1168～+1440m，該面地表為回風(fēng)立井及措施立井的東南側(cè)，主、副井口的東側(cè)。1308綜放工作面東側(cè)為1301采空區(qū)，西側(cè)靠近可采邊界，北側(cè)為1306采空區(qū)，停采線在西翼回風(fēng)下山117m。如圖1所示。

該工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要充水因素為頂板砂巖水、1306采空區(qū)水和日常生產(chǎn)用水，由于該工作面存在多條背向斜及斷層，建議回采前對(duì)頂板砂巖水進(jìn)行電法勘探，并對(duì)工作面內(nèi)部進(jìn)行無(wú)線電波透視法勘探，查明工作面及頂板砂巖水的富水性，圈定出富水異常區(qū)，以便對(duì)富水異常區(qū)進(jìn)行探放水，同時(shí)工作面必須具備相應(yīng)的排水能力，回采中加強(qiáng)工作面頂板水、采空區(qū)水及礦壓的觀測(cè)，防止頂板砂巖水涌入工作面。根據(jù)2013年9月7日1304工作面頂板淋水情況及1306工作面2016年1月12日、2016年5月13日頂板掉水情況，在不計(jì)算2012年8月24日1303工作面頂板離層水潰入工作面最大潰水量為2300m3/h的情況下，參照礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告，預(yù)計(jì)1308工作面正常涌水量50m3/h，最大涌水量595m3/h（工作面頂板離層帶潰水量未計(jì)算在最大涌水量之內(nèi)），工作面兩道排水系統(tǒng)按照西安煤科院編制的1308工作面防治水設(shè)計(jì)要求，具備相應(yīng)的排水能力，頂板離層水應(yīng)采取相應(yīng)的防治水措施。參照礦井初步設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)1308工作面涌水量如下：（工作面頂板離層帶潰水量未計(jì)算在最大涌水量之內(nèi)），工作面兩道排水系統(tǒng)按不小于1000m3/h布置。

煤層頂?shù)装迩闆r：

老頂：細(xì)粒砂巖，厚度8.18m，灰色，成分以石英為主，巖屑次之，分選性、滾圓度均較好，顆粒次圓狀，中厚層狀，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，具波狀層理，巖芯較完整，夾粉砂巖，下部0.3m為淺灰色粗粒砂巖。

直接頂：泥巖，厚度1.6m，深灰色，含植物化石、云母片，局部含炭屑及包體，巖芯易風(fēng)化破碎。

偽頂：炭質(zhì)泥巖，厚度0.26m，灰黑色，含大量植物化石、炭質(zhì)及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整。

偽 底：炭質(zhì)泥巖，厚度0.45m，灰黑色，含大量植物根系化石及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整，易風(fēng)化破碎。

直接底：細(xì)粒粉砂，厚度0.5m，灰黑色，成分以石英為主，巖屑次之，含大量云母片、植物化石及少量炭屑包體，分選性滾圓度均較好，泥鈣質(zhì)膠結(jié)。

2 ?巷道初始支護(hù)參數(shù)

回風(fēng)順槽斷面尺寸為凈寬5.3m，凈高3.7m，凈斷面19.61m2。頂板錨桿采用?22×2400mm左旋無(wú)縱筋等強(qiáng)螺紋鋼，間排距為850×900mm;錨索采用?18.9×8300mm，間排距為1700×1800mm;金屬網(wǎng)采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)。1308回風(fēng)順槽兩幫、皮帶順槽兩幫支護(hù)錨桿選用?22×2400左旋螺紋鋼錨桿，上、下順槽兩幫均采用金屬網(wǎng)采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)。

3 ?工作面周期來(lái)壓及超前應(yīng)力分布

1308工作面初次來(lái)壓步距為26m。周期來(lái)壓步距為13m，大面積來(lái)壓步距為103m左右。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院對(duì)1306工作面試驗(yàn)結(jié)果，工作面回風(fēng)巷超前支承壓力影響范圍為100-120m之間，工作面支承壓力峰值點(diǎn)出現(xiàn)在超前5-8m。工作面每天推進(jìn)3.2m。上出口的應(yīng)力疊加造成巷道變化極大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)觀測(cè)上出口100m范圍之內(nèi)，巷道高度變化0.3m/d，寬度變化0.2m/d。

4 ?修護(hù)工藝及支護(hù)參數(shù)

刷幫采用錨桿、金屬網(wǎng)、平鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)。

錨桿規(guī)格：頂、幫均采用Φ22×2400mm左旋無(wú)縱筋等強(qiáng)螺紋鋼錨桿（強(qiáng)度500MPa），間排距為850×800mm。每根錨桿配MSCK-Z2370型樹(shù)脂藥卷1支進(jìn)行端頭錨固。錨桿托板規(guī)格為150×150×10mm鋼板制作，托板采用沖床或鉆床加工錨桿安裝孔，孔徑為24mm。所有斷面中肩窩與底角錨桿及施工時(shí)需與巷道斷面有夾角的錨桿均需使用相應(yīng)的異形托盤進(jìn)行支護(hù)。

錨索：頂板采用Φ21.8×6300mm鋼絞線，間距1600mm，錨索距肩窩800mm;幫部采用Φ21.8×4300mm鋼絞線，超前棚范圍內(nèi)，幫部沿走向布置一排錨索，錨索間距1600mm，錨索距肩窩1500mm;超前棚向外，幫部施工兩排走向錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索間排距為1000×1600mm，第一排錨索距巷道肩窩1000mm。向孔內(nèi)裝入1支MSCK2370樹(shù)脂錨固劑（里側(cè)）和1支MSK2370樹(shù)脂錨固劑（外側(cè)）進(jìn)行端頭錨固，錨索托板由400×200mm的20#槽鋼制成，中間加焊170×170×10mm鋼板，錨索托板上的錨索安裝孔需用沖床或鉆床加工，孔徑為24mm。

菱形網(wǎng)：巷道頂幫采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)之間采用自連自式連接，連接點(diǎn)間距200mm，壓茬搭接200mm，網(wǎng)片必須壓在錨桿托盤及W鋼帶（扁鋼帶）下面。

5 ?結(jié)論

通過(guò)對(duì)工作面回風(fēng)順槽應(yīng)力及變化量分析，并結(jié)合強(qiáng)支護(hù)多循環(huán)修護(hù)的方式，可以滿足工作面的正常通風(fēng)斷面。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊禮軍，查文華，劉小虎.大采高綜采工作面應(yīng)力分布特征的數(shù)值模擬分析[J].煤礦安全，2013（02）：84-86.

[2] 李建功.莊子河礦15002工作面圍巖應(yīng)力分布規(guī)律數(shù)值模擬研究[J].煤炭與化工，2018（5）.

（作者單位：1、郭家河煤業(yè);2、郭家河煤業(yè);3、郭家河煤業(yè)）