上灣煤礦特大采高工作面開(kāi)采顯著特征研究

姬 智，王旭峰，郝 軍，崔東亮，王世平

(神東煤炭集團(tuán)上灣煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

隨著煤礦開(kāi)采配套裝備的日益改進(jìn)與完善，特厚煤層綜采一次性采全高技術(shù)工藝逐步成熟，較厚煤層綜放開(kāi)采、分層開(kāi)采具有煤炭回收率高、開(kāi)采效率高等明顯優(yōu)勢(shì)。

目前，針對(duì)綜采大采高的理論與技術(shù)已有較多深入的研究。楊俊哲等[1-3]研究了大采高綜采的關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題，并著重研究了大采高工作面上覆巖層破斷及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，認(rèn)為特大采高工作面礦山壓力顯現(xiàn)較低時(shí)采高工作面更加強(qiáng)烈，且由于采高的明顯加大，第一層老頂較難形成“砌體梁”平衡結(jié)構(gòu)，而是以“懸臂梁”形態(tài)周期性破斷，造成頂板對(duì)工作面產(chǎn)生周期性壓力。同時(shí)，認(rèn)為埋深較深的工作面會(huì)由于其上覆多層關(guān)鍵層的同步破斷而更容易發(fā)生變形、位移和破壞，開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。陳蘇社[4]研究了大柳塔煤礦52304大采高綜采工作面頂板結(jié)構(gòu)與礦壓規(guī)律，并利用關(guān)鍵層理論詳細(xì)地解釋了造成工作面兩側(cè)巷道區(qū)域礦壓顯現(xiàn)規(guī)律不同的原因。陶志勇等[5]以補(bǔ)連塔煤礦12511工作面為工程背景，研究了8 m大采高工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及其配套支架的適應(yīng)性，研究結(jié)果表明，工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律符合雙關(guān)鍵層礦壓理論，且支架適應(yīng)性較好。于斌等[6]針對(duì)特厚煤層綜放開(kāi)采提出了工作面上方近場(chǎng)關(guān)鍵層“豎O-X”破斷的“懸臂梁+砌體梁”結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)場(chǎng)關(guān)鍵層“橫O-X”破斷的“砌體梁”結(jié)構(gòu)的礦壓分析模型，并利用該模型分析了造成工作面來(lái)壓強(qiáng)烈的原因。楊勝利等[7]介紹了大采高采場(chǎng)周期來(lái)壓的頂板結(jié)構(gòu)及其動(dòng)載效應(yīng)，認(rèn)為下位基本頂破斷后形成的巖塊仍能暫時(shí)自穩(wěn)，而其與上位基本頂斷裂形成的靜定三鉸拱結(jié)構(gòu)的共同失穩(wěn)造成了工作面的周期來(lái)壓。尹希文[8]針對(duì)淺埋深特大采高工作面提出了上覆巖層破斷的“切落體”模型，并以該理論模型確定了液壓支架的合理工作阻力。周金龍等[9]通過(guò)相似模擬試驗(yàn)和UDEC數(shù)值模擬深入研究了大采高工作面頂板關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)及其穩(wěn)定性。另外，還有學(xué)者針對(duì)傾角對(duì)大采高工作面煤壁片幫的影響機(jī)制[10]、大采高工作面頂板的破斷角[11]及大采高工作面支架合理初撐力確定方法[12]等方面進(jìn)行研究，均取得了良多有益的成果。

本文以神東上灣煤礦第二個(gè)一次性采全高8.8 m特大采高12402工作面為工程背景，主要對(duì)特大采高工作面的開(kāi)采設(shè)備、特大采高工作面采空區(qū)頂板破斷后較難形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)的原因及大斷面切眼周邊應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行介紹與分析，以期加強(qiáng)對(duì)其中問(wèn)題的理解，并認(rèn)識(shí)到特大采高工作面與小采高工作面相比所具有的主要顯著特點(diǎn)。

1 工程背景

上灣煤礦是神東煤炭集團(tuán)主力生產(chǎn)礦井之一，地處內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)，核定生產(chǎn)能力1 600萬(wàn)t/a。上灣煤礦于2019年9月4日順利完成世界上首個(gè)8.8 m特大采高工作面(12401工作面)的回采任務(wù)，安全生產(chǎn)533 d，出煤約1 853.7萬(wàn)t，并于2019年9月22日投產(chǎn)第2個(gè)8.8 m特大采高工作面(12402工作面)。

12402工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤法回采，采空區(qū)采用全部垮落法處理；工作面傾向長(zhǎng)度300 m，走向推進(jìn)長(zhǎng)度5 271.8 m，設(shè)計(jì)采高8.6 m；工作面上覆蓋層厚度為115～270 m，煤層及頂?shù)装逄卣饕?jiàn)表1；工作面地質(zhì)構(gòu)造及水文條件均較簡(jiǎn)單，對(duì)工作面正常推采影響較小。

表1 煤層及頂?shù)装逄卣鞅鞹able 1 Characteristics of coal seam,roof and floor

2 12402工作面開(kāi)采配套設(shè)備

目前，12402工作面的所有配套設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，總裝機(jī)功率達(dá)到了15 842 kW，設(shè)備總重量達(dá)16 679 t。與小采高工作面相比，特大采高工作面的采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)及乳化液泵站等主要設(shè)備在重量上、設(shè)計(jì)上均有其顯著特點(diǎn)。

2.1 MG1100/3030-GWD型高機(jī)身無(wú)鏈電牽引雙滾筒采煤機(jī)

12402工作面采煤機(jī)型號(hào)為MG1100/3030-GWD，重量230 t，機(jī)面高度4.1 m(機(jī)面高度增大后，左右行走箱內(nèi)均設(shè)兩級(jí)惰輪)，滾筒直徑4.3 m，截深0.865 m，最大臥底量0.49 m，采高范圍5.6～8.8 m，單個(gè)截割電機(jī)功率1 100 kW，裝機(jī)總功率3 030 kW，煤機(jī)體重、規(guī)格及運(yùn)行功率均較大。

2.2 大阻力雙柱支撐掩護(hù)式液壓支架

為適應(yīng)采高大的特點(diǎn)，12402工作面中間架及第一過(guò)渡架(進(jìn)入工作面的第一臺(tái)支架)在設(shè)計(jì)上有其顯著特點(diǎn)。工作面中間架型號(hào)為ZY26000/40/88D，單臺(tái)支架重量100 t，可支撐高度4.0～8.8 m，支架中心距2.4 m，移架步距0.865 m，其中，為有效起到護(hù)幫的作用，支架共設(shè)三級(jí)護(hù)幫，一二三級(jí)護(hù)幫板總長(zhǎng)為4.1 m；支架最大工作阻力可達(dá)26 000 kN，支護(hù)強(qiáng)度達(dá)1.71～1.83 MPa。工作面第一過(guò)渡架型號(hào)為ZYG26000/40/88D(A/B)，主要技術(shù)參數(shù)與中間架一致，與中間架不同的是，由于回采在工作面兩端頭采用垂直過(guò)渡工藝，所以在第一過(guò)渡架上安裝有大側(cè)護(hù)板(圖1)，用來(lái)防止順槽頂板向工作面方向發(fā)生側(cè)漏而傷及工作人員。

圖1 工作面端頭過(guò)渡處Fig.1 The end of mining face

2.3 超重型刮板輸送機(jī)

12402工作面刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ1400/3×1 600 kW，與之配套的轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)型號(hào)分別為SZZ1600/700 kW和PLM6000。 SGZ1400/3×1 600 kW型刮板輸送機(jī)的中部槽寬度為1.4 m，中雙鏈鏈環(huán)直邊直徑60 mm，立環(huán)內(nèi)徑181 mm，平環(huán)內(nèi)徑197 mm。為有效起到擋煤的作用并便于采煤機(jī)底刀司機(jī)合理控制底板提臥量，刮板輸送機(jī)的擋煤板設(shè)計(jì)高度達(dá)到了2.3 m。另外，為滿足割煤期間落煤量大的實(shí)際要求，該工作面刮板輸送機(jī)的輸送量達(dá)6 000 t/h，為工作面的高產(chǎn)提供了保障。

2.4 乳化液泵站

12402工作面乳化液泵的型號(hào)為HDP-1000-90，共設(shè)3臺(tái)，2用1備，最大壓力可達(dá)37.5 MPa。同時(shí)，為滿足工作面超大型液壓支架快速完成“降-拉-升”、推溜及收打護(hù)幫板等操作環(huán)節(jié)，該工作面乳化液泵的最大流量可達(dá)1 350 L/min；其次，與小采高工作面相比，為滿足支架快速動(dòng)作所需流量，12402工作面支架配液塊上同時(shí)布置兩根進(jìn)液管和兩根回液管，即“雙進(jìn)雙回”，這與小采高工作面常見(jiàn)的“單進(jìn)單回”存在差異。另外，值得一提的是，針對(duì)采高超大的特點(diǎn)，工作面乳化液泵站還配有兩臺(tái)高壓增壓泵，1用1備，“雙進(jìn)不回”，最大壓力可達(dá)42 MPa，用來(lái)單向?yàn)榱⒅鶅?nèi)缸進(jìn)行補(bǔ)壓，在工作面初采階段和末采階段頂板可能強(qiáng)烈來(lái)壓的情況下使用，以保證工作面支架的初撐力達(dá)到30 MPa以上，預(yù)防支架被垮落的頂板“拍出”甚至推垮，而造成人員傷害和設(shè)備損壞。

3 老頂“懸臂梁”式破斷

以往的小采高工作面通常認(rèn)為采空區(qū)頂板破斷符合“砌體梁”結(jié)構(gòu)理論，然而隨著采高的逐步增大，尤其是特大采高工作面，學(xué)者們開(kāi)始認(rèn)為特大采高工作面覆巖破斷后較難形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)，取而代之的是一端被約束，另一端自由的“懸臂梁”，這也是大采高工作面與小采高工作面相比，在覆巖破斷規(guī)律上存在的顯著差異。但是，究其本質(zhì)，有學(xué)者認(rèn)為是破斷后的巖塊回轉(zhuǎn)量大，即采空區(qū)頂板至采空區(qū)內(nèi)松散體的空間大，破斷后的巖塊會(huì)因回轉(zhuǎn)過(guò)大而失穩(wěn)，導(dǎo)致較難形成“砌體梁”平衡結(jié)構(gòu)。然而，從形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)的理論條件出發(fā)，上述原因應(yīng)為較難形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)因素。

事實(shí)上，形成“砌體梁”式平衡結(jié)構(gòu)必須有足夠的水平推力T作用在“砌體梁”的兩個(gè)拱腳以阻止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)，水平推力T對(duì)能否形成“砌體梁”式平衡結(jié)構(gòu)起著關(guān)鍵作用(圖2)。水平推力T用式(1)[13]進(jìn)行計(jì)算。

(1)

式中：LB為第一亞關(guān)鍵層內(nèi)懸露巖塊B的長(zhǎng)度；QB為懸露巖塊B的自重；hB為第一亞關(guān)鍵層的厚度；sB為懸露巖塊B的下沉量。

圖2 老頂破斷后沿煤層走向采空區(qū)剖面圖Fig.2 Profile of goaf along strike of coal seam after the main roof has broken

結(jié)合式(1)并以12402工作面為例，可近似地將LB、QB、hB視為定值，因此，懸露巖塊B的下沉量sB主要決定著形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)所必需的水平推力T的大小，sB越小，所必需的水平推力T越小，破斷后的巖塊更容易形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)；反之，sB越大，所必需的水平推力T越大，破斷后的巖塊就不容易形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)。因此，在特定情況下，sB決定著能否形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)，而sB的大小應(yīng)從特大采高工作面的劇烈影響范圍以及破斷巖塊的最大可回轉(zhuǎn)高度兩方面考慮。

3.1 特大采高工作面劇烈影響范圍分析

受煤層賦存條件等方面的影響，特大采高工作面的斷面形狀實(shí)際上較難準(zhǔn)確描述，這里將其斷面形狀簡(jiǎn)化近似為圓形，通過(guò)分析圓形孔的周邊應(yīng)力來(lái)確定開(kāi)挖后劇烈所波及的范圍，圓形孔周邊應(yīng)力分布圖如圖3所示。圖3中pz為垂直方向應(yīng)力，px為水平方向應(yīng)力，λ為側(cè)壓系數(shù)，σt為切向應(yīng)力，σr為徑向應(yīng)力，τ為剪應(yīng)力，a為圓形孔半徑，r為孔周邊任意一點(diǎn)至圓心的距離，θ為任意一點(diǎn)的方位角。

另外，由于節(jié)理裂隙、斷層等地質(zhì)因素的存在，計(jì)算前需先將孔周邊的圍巖簡(jiǎn)化近似為均質(zhì)、各向同性的連續(xù)彈性體，然后應(yīng)用求解平面應(yīng)變問(wèn)題的方法及應(yīng)力疊加原理可求得圓形孔周邊任意一點(diǎn)處的應(yīng)力，各應(yīng)力表達(dá)式見(jiàn)式(2)～式(4)[14]。

圖3 地應(yīng)力場(chǎng)中的圓形孔Fig.3 Circular hole in natural stress field

(2)

(3)

(4)

令式(2)～式(4)中的λ等于1，可得出常見(jiàn)的雙軸等壓情況下軸對(duì)稱圓形巷道周邊的應(yīng)力，見(jiàn)式(5)～式(7)[14]。

(5)

(6)

τ=0

(7)

將式(5)和式(6)中的r分別取a和無(wú)窮大，可以得到軸對(duì)稱圓形孔周邊應(yīng)力的分布圖，如圖4所示。從圖4中可以看出，巷道開(kāi)挖后的影響范圍在理論上是無(wú)限的，但通常會(huì)取σt超出原巖垂直應(yīng)力pz的5%～10%處的r作為巷道開(kāi)挖后的劇烈影響范圍邊界。 因此，將σt等于1.05pz和1.1pz分別代入式(5)可得出劇烈影響范圍的邊界r為3～5a。從該結(jié)論可以看出，隨著孔開(kāi)挖半徑a的增大，其開(kāi)挖后的劇烈影響范圍就越廣，特大采高工作面回采空間半徑越大，因此，其劇烈影響范圍會(huì)更廣更遠(yuǎn)，與小采高工作面相比，可造成采空區(qū)上覆更高的厚且硬的巖層不同程度發(fā)生下沉甚至失穩(wěn)，從而導(dǎo)致第一亞關(guān)鍵層(老頂)出現(xiàn)下沉量過(guò)大的情況，不容易形成“砌體梁”式平衡結(jié)構(gòu)，直接進(jìn)入垮落帶全部垮落。

圖4 雙軸等壓情況下圓形孔開(kāi)挖后周邊應(yīng)力分布Fig.4 Stress distribution around excavated circular holeunder condition of biaxial equal pressure

另外，通過(guò)分析式(5)可知，在孔的周邊，即r=a處，切向應(yīng)力σt的大小與孔半徑a的大小不存在必然的聯(lián)系；非孔半徑越大，其周邊切向應(yīng)力越大，在同等條件下，無(wú)論孔半徑取何值，其周邊切向應(yīng)力值均為2pz。所以，在將工作面斷面簡(jiǎn)化近似為圓形后知，小采高工作面與特大采高工作面其周邊應(yīng)力在理論上是相等的。然而，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況出發(fā)，特大采高工作面劇烈影響范圍大，其范圍內(nèi)會(huì)包含更多的不連續(xù)面，造成其范圍內(nèi)頂板巖體強(qiáng)度發(fā)生大的折減，因此在周邊應(yīng)力相等的情況下，特大采高工作面頂板失穩(wěn)巖體會(huì)更多，造成頂板來(lái)壓會(huì)更加劇

烈，這一點(diǎn)在工作面初采時(shí)應(yīng)給予足夠重視。

3.2 破斷巖塊最大可回轉(zhuǎn)高度分析

破斷巖塊最大可回轉(zhuǎn)高度可用采空區(qū)Δ值表示，其值為采空區(qū)上方完整老頂與采空區(qū)內(nèi)直接頂和偽頂垮落后形成的松散體之間的間隙距離[13]，如圖5所示。Δ值的大小可利用式(8)[13]計(jì)算求得。

Δ=M+∑h(1-Kb)

(8)

式中：M為采高；Σh為直接頂和偽頂巖層的垮落厚度；Kb為巖石碎脹系數(shù)，通常取1.2～1.5。

特大采高工作面采高大，則式(8)中的M值大，Δ值也越大，老頂已破斷巖塊的可回轉(zhuǎn)空間就越大。上灣煤礦12402工作面采高8.8 m，偽頂平均厚度0.35 m，直接頂平均厚度5 m，巖石碎脹系數(shù)按大值取1.5，則根據(jù)式(8)可計(jì)算出Δ值為6 m，數(shù)值較大。為作比較，假設(shè)目前工作面采高為3.5 m，其余參數(shù)不變，則可計(jì)算出此時(shí)的Δ值為0.8 m。顯然，與大采高工作面相比，采高相對(duì)小的工作面其采空區(qū)內(nèi)的松散體更容易起到有效阻止懸露巖塊下沉的作用，而大采高工作面卻難以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，造成懸露巖塊因下沉過(guò)多而較難形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)。

圖5 沿煤層走向采空區(qū)剖面圖Fig.5 Profile of goaf along strike of coal seam

4 大斷面切眼周邊應(yīng)力分析

12402工作面采高大，其切眼斷面面積同樣大，為其又一較顯著的特點(diǎn)。以12403工作面為例(圖6)，其切眼斷面形狀為矩形，跨度為11.4 m，高度為6.3 m。受12CM27-11D型連續(xù)采煤機(jī)最大挑頂高度的限制，12403工作面切眼掘進(jìn)時(shí)需要分兩步工序進(jìn)行，即先掘進(jìn)完11.4 m×4.7 m斷面的巷道，再通過(guò)將留設(shè)的1.6 m底煤進(jìn)行二次挖底而達(dá)到設(shè)計(jì)的6.3 m高度。 目前，切眼支護(hù)設(shè)計(jì)為：頂板采用錨索+錨桿+W鋼帶聯(lián)合支護(hù)，其中頂錨索采用Φ21.6×8 000 mm錨索，排距2 m，每排布置6根，頂錨桿采用Φ22×2 200 mm螺紋鋼錨桿，排距1 m，每排布置11根；正幫采用玻璃鋼錨桿+塑料網(wǎng)片聯(lián)合支護(hù)，錨桿規(guī)格為Φ27×2 400 mm，排距1 m，每排5根；副幫主要采用Φ18×2 100 mm圓鋼錨桿支護(hù)，排距1 m，每排5根，并之后采用錨索和W鋼帶進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)[15]。

切眼作為工作面推采的始采位置，其能否在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定或是不發(fā)生劇烈塑性變形關(guān)乎到12403工作面開(kāi)采工作的正常進(jìn)行，一旦切眼發(fā)生失穩(wěn)，與小斷面切眼相比，大斷面切眼二次維護(hù)難度更大。因此，有必要分析切眼開(kāi)挖后其周邊的應(yīng)力狀態(tài)，從而在此基礎(chǔ)上確定合理的掘進(jìn)和支護(hù)方案。

一直以來(lái)，相對(duì)于分析圓形孔周邊的應(yīng)力，矩形孔周邊應(yīng)力的分析較少，尤其在一些傳統(tǒng)教材中介紹也相對(duì)簡(jiǎn)單。一方面是因?yàn)榫匦慰字苓厬?yīng)力的求解需要采用復(fù)變函數(shù)，計(jì)算難度大、過(guò)程復(fù)雜；另一方面是因?yàn)楸M管圓形孔與實(shí)際情況相比做了很大的簡(jiǎn)化，但通過(guò)分析圓形孔周邊的應(yīng)力，仍能解釋一些工程問(wèn)題，尤其在確定區(qū)段煤柱寬度、研究支承壓力等問(wèn)題上，然而通過(guò)分析切眼周邊的應(yīng)力狀態(tài)，同樣可以得出一些有益的結(jié)論。

圖6 地應(yīng)力場(chǎng)中的矩形孔Fig.6 Rectangle hole in natural stress field

施高萍等[16]針對(duì)矩形孔周邊的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)為矩形孔周邊的應(yīng)力大小與側(cè)壓系數(shù)λ和孔的跨度與高度之比a/b關(guān)系密切，給定具體的側(cè)壓系數(shù)λ和跨高比a/b，可以得出孔周邊拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的分布情況；其中，無(wú)論λ和a/b各自取何值，孔的四個(gè)拐角均會(huì)發(fā)生壓應(yīng)力集中，四個(gè)拐角區(qū)域始終應(yīng)是重點(diǎn)支護(hù)的區(qū)域。另外，考慮到煤巖體抗壓不抗拉，要重點(diǎn)關(guān)心拉應(yīng)力的分布范圍，切眼的頂?shù)装寮皟蓭途赡艹霈F(xiàn)大面積拉應(yīng)力區(qū)域，此時(shí)拉應(yīng)力區(qū)域要進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。其次，與上述加強(qiáng)支護(hù)相比，還可以通過(guò)改變a/b的比值改善孔周邊的應(yīng)力狀態(tài)，縮小不利應(yīng)力的分布范圍，尤其是縮減存在較大拉應(yīng)力的的區(qū)域，這種方式更多的是強(qiáng)調(diào)利用圍巖的自穩(wěn)能力而實(shí)現(xiàn)切眼的良好維護(hù)，即在λ<1時(shí)，降低a/b的比值；在λ>1時(shí)，增加a/b的比值，在減少支護(hù)量的同時(shí)維護(hù)好切眼。

12403工作面切眼跨度為11.4 m，高度為6.3 m，跨高比a/b等于1.8，借鑒于上述結(jié)論，若上灣煤礦實(shí)測(cè)的側(cè)壓系數(shù)λ<1，則可通過(guò)減小切眼的跨度a或增加切眼的高度b降低a/b的比值；若實(shí)測(cè)側(cè)壓系數(shù)λ>1，則可通過(guò)增大切眼的跨度a或降低切眼的高度b增加a/b的比值。但是，目前上灣煤礦還未實(shí)測(cè)過(guò)原巖地應(yīng)力場(chǎng)，因此，暫無(wú)法得到實(shí)際的λ。在有了具體的λ值后，可以計(jì)算得出在a/b等于1.8情況下孔周邊拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的分布范圍，根據(jù)拉壓應(yīng)力的分布范圍則可制定出合理的支護(hù)方案。或?yàn)榱丝s小不利應(yīng)力的影響范圍，減少支護(hù)量，在對(duì)a和b進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要考慮到綜采設(shè)備正常運(yùn)行的最小工作尺寸、初采強(qiáng)制放頂所需補(bǔ)償空間及掘進(jìn)設(shè)備的最大挑頂高度等因素。

5 結(jié) 論

1) 與小采高工作面相比，特大采高工作面開(kāi)采配套設(shè)備重量大、裝機(jī)功率高，在設(shè)備的設(shè)計(jì)上也有其特殊之處，如采煤機(jī)行走箱內(nèi)設(shè)兩級(jí)惰輪、第一過(guò)渡架上安裝有大側(cè)護(hù)板、支架配液塊上管路的“雙進(jìn)雙回”及乳化液泵站增加的高壓增壓泵等。

2) 特大采高工作面第一亞關(guān)鍵層內(nèi)破斷的巖塊較難形成“砌體梁”平衡結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)原因是特大采高工作面第一亞關(guān)鍵層下沉量更大、采空區(qū)Δ值更大，“兩更大”可造成形成“砌體梁”平衡結(jié)構(gòu)所必須的水平推力T不足而導(dǎo)致較難形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)，取而代之的為“懸臂梁”。

3) 特大采高工作面劇烈影響范圍廣，開(kāi)采擾動(dòng)性大，12401工作面采空區(qū)對(duì)12402工作面機(jī)尾段的影響需要重視，尤其在12402工作面初采期間。另外，要重視12402工作面機(jī)尾段的生產(chǎn)組織，控制好工作面的工程質(zhì)量。

4) 在12402工作面初采期間，回順副幫多次出現(xiàn)過(guò)錨索托盤(pán)鼓起嚴(yán)重乃至飛出、聯(lián)巷內(nèi)靠回順側(cè)的密閉墻表層大面積脫落等情況。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，12401～12405工作面采后所形成的大型采空區(qū)群是否會(huì)影響到12406工作面的正常生產(chǎn)，需要做進(jìn)一步的研究，其中尤其應(yīng)論證目前25 m寬的區(qū)段煤柱在將來(lái)的合理性。

5) 特大采高工作面頂板破斷巖塊的可回轉(zhuǎn)高度大，相應(yīng)的破斷巖塊內(nèi)儲(chǔ)存的重力勢(shì)能就越大，因此，從老頂巖塊失穩(wěn)開(kāi)始回轉(zhuǎn)至其觸及到采空區(qū)矸石的整個(gè)過(guò)程，易形成颶風(fēng)沖擊工作面。而為減少這一風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生所帶來(lái)的不利影響，可通過(guò)降低采高M(jìn)值、增大垮落巖層厚度Σh值來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，初采期間采高不宜過(guò)高，要保證工作面上方留有一部分頂煤，其隨著工作面推進(jìn)將垮落直接充填采空區(qū)，增大Σh值的同時(shí)，降低了Δ值。待初次來(lái)壓發(fā)生過(guò)后，再逐步通過(guò)挑頂、臥底將采高控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

6) 12403工作面切眼在12402工作面貫通之前需“閑置”一年多的時(shí)間，同時(shí)考慮之前工作面已形成的采空區(qū)對(duì)12403工作面切眼可能造成的影響，因此12403工作面切眼在這一段時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定性同樣應(yīng)引起重視，而側(cè)壓系數(shù)λ決定著切眼的穩(wěn)定性。綜上，上灣煤礦在條件允許時(shí)可進(jìn)行原巖地應(yīng)力場(chǎng)的測(cè)量以用來(lái)確定后續(xù)切眼合理的斷面尺寸，盡可能地減少圍巖蠕變效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。