4-2煤巷道布置及矿压影响.doc

兴陶煤业42101工作面巷道合理位置研究兴陶煤业公司 4-2煤巷道布置及矿压影响二〇一一年七月十三日一、矿压监测目的为了验证4203主运顺槽和辅运顺槽是否满足前面计算的要求以及掌握围岩的变形规律，确定巷道的稳定程度，以便及时采取有效措施来保证矿井的安全生产，同时为了给近距离煤层回采巷道的布置提供必要的数据支持，建议对巷道进行矿压观测二、监测内容和断面布置观测的内容主要包括巷道围岩表面位移观测和顶板离层观测，根据研究的需要，在4203主运顺槽中选取3种不同条件下的巷道区域布置观测点，具体观测断面布置如图5.1所示1）距4203工作面开切眼0~50m布置3个测点A1、A2、A3，其中A1与开切眼间距20m，A1与A2、A2与A3分别间距15m，以测量工作面刚开始开采时巷道两帮和顶底板移近量2）距开切眼100m、200m处分别布置测点B1、B2，由于其深入巷道内部，既可以测量巷道掘进时的移近量又可以测量工作面回采时的移近量3）距内错8m的开口位置35m处布置测点S1，以测量刚开始掘进时巷道的变形量图5.1 主运顺槽测点布置图三、监测仪器选择和安设1、 巷道表面位移观测巷道表面位移包括巷道顶底板和两帮的相对位移，在顺槽布置“十”字基准点进行观测，顶底板基准点居中安设、下帮基点位于帮部中间位置，上帮基准点与下帮基准点水平对应，基点布置使用钢筋，基点外露长度5~10cm，一般为5cm，打入围岩或煤体深度不小于50cm，用锚固剂锚固，当巷道围岩条件较差时可适当加大打入深度，断面基点布置图如图5.2所示。

巷道表面位移观测使用ZHC-Ι型号测杆直接观测图5.2 巷道表面位移观测断面示意图2、巷道顶板离层观测顶板离层量的观测采用顶板离层指示仪通过对顶板离层状况提供连续的直观信息显示，能及时发现顶板失稳的征兆，一般将顶板离层指示仪垂直于巷道顶板安设在巷道顶板巷宽的中部，要求离层仪深基点固定于顶板上方的稳定岩层中（距顶板表面约7m），浅基点固定在锚杆端头平行的位置（距顶板表面约2m），通过比较不同基点间的位移，来判断顶板是否出现离层及离层的部位，离层仪布置如图5.3所示图5.3 巷道顶板离层观测断面示意图3、小结为了验证4203主运顺槽和辅运顺槽是否满足设计的要求，建议对巷道进行矿压监测1）矿压观测的内容主要包括巷道围岩表面位移观测和顶板离层观测；（2）主要对4203主运顺槽3个区域进行矿压监测，距4203工作面开切眼0~50m布置3个测点A1、A2、A3，距开切眼100m、200m处分别布置测点B1、B2，距内错8m的开口位置35m处布置测点S15 兴陶煤业42101工作面巷道合理位置研究四、主要结论和建议山西朔州平鲁区华美奥兴陶煤业有限公司井田面积4.2515km2，生产能力150万t/a。

井田内主要含煤地层为石灰系上统太原组，自上而下含有4-1、4-2、8、9-1(9-1+9-2)、9-2、10、11、12号煤层，其中4-1、4-2、8、9号煤层井田内稳定可采，10、11号为较稳定局部可采煤层，12号为不可采煤层矿井现采煤工作面为4-2煤首采面4201面，其上层为4-1煤采空区两个掘进工作面也布置在4-2煤中，分别施工4203工作面主运顺槽和辅运顺槽通过4201工作面的掘进和回采，发现该区域的4-1和4-2煤层间距仅为2-4m，4-2煤厚度仅为3-5m，均比地质报告小由于4201主运顺槽与上层煤4102辅运顺槽重叠布置，同时其上帮正对上层煤的沿空送巷3m煤柱，4201主运顺槽在掘进和回采过程中压力显现明显，顶帮压缩量可达400~500mm甚至更大，不得不加强支护，影响了采掘进度，并在同一位置出现两次巷道冒顶情况针对上述情况，本项目对4203工作面主运顺槽和辅运顺槽布置方式进行了针对性的研究，主要结论如下1）4201工作面主运顺槽与上层煤4102工作面辅运顺槽重叠布置，并且其上帮正对上层煤3m煤柱边缘，4201顺槽处于不均匀顶板压力作用之下，约2/3巷道宽度顶板处于压力增量0.1~0.4p作用下，这是4201主运顺槽在掘进和工作面开采过程中巷道难维护的主要原因。

2）4203工作面主运顺槽和辅运顺槽受上方24m煤柱影响，4-2煤煤柱内部的应力分布呈马鞍形，峰值距煤壁边缘6~8m下方3m处应力传递影响角为40°，煤柱下方3m处煤（岩）层垂直应力升高的范围在煤柱中心线两侧各14m内，最大集中应力为12MPa，应力最大集中系数为k=3.0，应力降低区内应力最小值距煤柱外边缘水平距离6m3）4-2煤顺槽采用内错5.5m布置、重叠布置和外错5.5m布置时，巷道掘进时的变形量分别为25mm、65mm和78mm；3者比值为1∶2.6∶3.12，内错布置方式时巷道掘进时巷道变形量最小；（4）工作面推进时，重叠布置4-2煤顺槽围岩垂直应力最大，达到32MPa，外错布置次之，达到23MPa，内错布置最小，仅为10MPa工作面开挖100m后，顺槽在工作面采动和上层煤柱双重作用下，变形量均有所增大，内错布置由25mm增大至40mm，外错布置由78mm增大至104mm，重叠布置由65mm陡增至235mm，分别增加1.6倍、1.3倍和3.6倍工作面开采后主运顺槽会出现变形量明显增大的区域，内错布置仅为超前工作面10m范围内，外错布置为超前工作面25m范围内，重叠布置为超前工作面30m范围内。

4）通过理论分析和数值模拟，确定4-1煤采空区下3m处的4-2煤4203工作面主运顺槽和辅运顺槽均可采用内错方式布置，即将巷道置于4-1煤采空区下方4-1煤24m煤柱边缘6m布置兴陶煤业有限公司欲将4203辅运顺槽内错4-1煤24m煤柱边缘12.5m（即内错4103主运顺槽边缘8m）布置，巷道处于4-1煤煤柱对底板应力明显增量范围之外，即处于应力降低区内，是可行的巷道位置但从提高煤炭采出率方面考虑，辅运顺槽内错6m布置时，相对于内错12.5m布置，可以少留6.5m煤柱，从而可多采煤炭约37437.4t（按工作面长847m，煤厚4m，煤层倾角0°，煤的密度1.70t/m3计算）；（5）为了验证4203主运顺槽和辅运顺槽是否满足设计的要求，建议对巷道进行矿压监测矿压观测的内容主要包括巷道围岩表面位移观测和顶板离层观测，分别距4203工作面开切眼0~50m布置3个测点A1、A2、A3，距开切眼100m、200m处分别布置测点B1、B2，距内错8m的开口位置35m处布置测点S1；。