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    为确保晓南矿“110工法”的顺利实施,及时总结经验,为下一步工作提供指导。晓南矿于1月5日组织中国矿大、工程地测大队、生产科、刨煤队、综维队等相关单位负责人及矿相关领导召开了“110工法”阶段性总结研讨会,会议由晓南矿矿长石振文主持。

    2019年12月2日至2020年1月1日晓南矿N1-1502运顺“110工法”留巷110m,恒阻锚索施工802根,其中切缝侧恒阻锚索施工574根,516.6m;巷中侧恒阻锚索施工228根,410.4m;切缝钻孔施工822个,411m、切缝爆破734个,367m;挡矸U型钢施工189组;设立矿压监测站6站,对恒阻锚索受力及变形、单体受力及缩量、巷道表面位移、碎石帮侧向力、顶板离层进行了监测和统计。通过对近一个月的监测数据进行整理和分析得出如下结论:

    1 、支架工作阻力

     (1)沿工作面倾向长度,压力呈明显的分区特征。

    (2)切缝侧卸压显著,其液压支架平均压力为16.16 MPa,影响范围0-20 m;工作面中部受切缝的影响,液压支架平均压力为20.45 MPa,影响范围20-100 m;工作面右侧未受切缝的影响,液压支架平均压力为25.78 MPa,范围100-210 m。

    (3)切缝侧平均压力比工作面中部区域降低约21%,相对未切缝侧压力降低约37%。

     

    图1 工作面压力分布

    2 、恒阻锚索受力规律

    根据工作面推进情况和锚索应力计布置情况,选择 3#测站恒阻锚索应力监测为典型监测进行分析。3#测点距留巷开始位置50m,锚索应力计的锚索受力变化曲线如图2所示。

    通过曲线分析可以得到锚索应力变化的具体情况,曲线增大起始位置为超前工作面15m处,工作面回采过后,锚索受力开始增加,滞后工作面30m处时锚索受力达到350KN,之后锚索受力变化不大。

    工作面的推进产生的超前集中应力对锚索受力产生轻微影响, 3#测点超前工作面 15m 位置锚索受力有轻微升高,超前10m升高开始明显,分析原因主要是顶板条件完整坚硬,预裂切缝切断了部分应力传递,巷道中超前压力显现不明显。

    图2 3#锚索应力值变化曲线

    3 、临时支护单体受力规律

    选择 2#测站滞后单体支柱压力为典型进行分析,其位置距开始留巷 30m,滞后单体支柱压力变化曲线如图3所示。

    图3 2#测站单体受力变化曲线

    (1)通过统计发现,相同断面情况下,越靠近切缝侧滞后单体支柱压力增量越大,单体逐渐远离工作面的过程中,靠近切缝侧单体压力由 18.1MPa 增加至 22.4MPa,压力增幅为 4.3MPa, 而靠近巷中侧的单体压力由 12MPa 增加至 15MPa,压力增幅为 3MPa,其它单体有类似规律,这与切缝侧顶板下沉量较大相对应。

    (2)切缝侧滞后工作面 32m 之内,单体压力出现波动,滞后工作面32m后稳定在23MPa,分析原因是底鼓和顶板来压多重因素的影响。巷中侧单体压力滞后工作面19m处时压力稳定,说明巷中侧单体压力受顶板压力影响小于切缝侧单体。

    (3)两列单体达到稳定压力值后,巷中侧单体压力波动明显大于切缝侧,分析原因是巷中侧底鼓量大于切缝侧,造成巷中侧单体压力出现波动较大。

    4 、巷道围岩变形规律

    巷道开挖及切顶作业破坏了巷道周围岩体中原始地应力的平衡状态,围岩应力重新分布,并伴随着围岩的变形与破坏。采用切顶成巷技术后,巷旁由实体煤变为松散矸石,围岩会发生变形以寻求稳定。对留巷段不同位置进行布点观测,主要监测靠近切缝侧和靠近煤柱侧巷道顶底板变形情况巷道,变形监测及分析以#1测站为典型监测过程分析。

    图4  #1测站巷道变形监测曲线

     

    图5  #1测站巷道总收敛监测曲线

    图6  #1测站底鼓监测曲线

     

    图7  #1测站顶板下沉监测曲线

    图8  底鼓严重

    图9  底板松软

    (1)巷道变形呈非对称变形特征。切缝侧、巷道中部、实体煤侧的巷道顶底板收敛量、顶板下沉量、底鼓量均不同。#1测站切缝侧、巷道中部、实体煤侧顶板下沉量分别为 115 mm、102 mm、 95 mm,切缝侧下沉最大,实体煤侧下沉最小;底鼓量分别为 263 mm、240 mm、 310 mm,最大底鼓发生在实体煤侧。因此,其总变形量分别为 378 mm、342 mm、 405 mm,巷道总变形量最大值位于实体煤侧。巷道变形主要为底鼓,切缝侧、巷道中部、实体煤侧的底鼓占巷道总变形比例分别为69.5%、70.2%、76.5%。

    (2)#3测站(距离留巷起点40 m)变形量最大。目前位于架后70 m处,其切缝侧、巷道中部、实体煤侧的底鼓量分别为 410 mm、530 mm、 650 mm;顶板下沉量分别为 85 mm、76 mm、 70 mm 。巷道变形仍为稳定。

    (3)综合来看, 巷道顶底板收敛变形大致可分为三个阶段:第一个阶段为架后约0-20 m,此段内基本顶发生弯曲下沉,但尚未断裂,底板岩体在端头支架的约束下底鼓缓慢,因此,巷道总变形缓慢增加;第二阶段为架后20-90 m,基本顶发生回转断裂,采空区矸石未压实,底部岩体在两侧支承应力作用下发生底鼓,尤其是实体煤一侧集中应力较大,因此,巷道总变形快速增大;第三阶段为架后90 m以后,采空区矸石逐渐压实,顶板下沉速度显著降低,趋于稳定,但是,巷道底部岩体仍为稳定,持续发生缓慢底鼓,因此,巷道总变形仍缓慢进行。

    (4)以每天变形量不超过 3mm 为巷道变形趋于稳定的评判标准。则在架后80-100 m范围后,顶板运动趋于稳定,然而,底鼓仍在缓慢发生,巷道变形仍未稳定。

    5 、阶段总结及应对措施

    1、滞后工作面110m,顶板压力和顶板变形趋于稳定,但巷道持续底鼓严重,巷道总变形仍未稳定。

    2、方案设计中初定留巷150m回撤临时支护,但考虑到N1-1502工作面运输顺槽巷道断面大(宽5.6m),底鼓严重,巷道变形仍未稳定。建议第一次回撤万博体育下载安装ios调整为滞后工作面250—300m,后根据巷道变形情况可逐步减少临时支护距离。

    3、继续巷道顶底板移近量、顶板下沉量、底鼓量监测。

    4、距停采线300m处切缝钻孔深度调整为4.5m,装药参数调整为3+2,封泥1.5m;恒阻锚索长度调整为6.5m。

    5、保证施工质量,尤其恒阻锚索外露长度不能超过300mm;加强巡视,及时更换漏液失效单体。

     

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