某矿掘进工作面上覆岩移动规律及支护技术探讨

也保证了掘进工作面的安全进尺。掘进工作面的围岩体受掘进工作影响，原始应力平衡状态被打破，应力重新分布，在围岩体及支护结构共同作用下达到新的应力平衡状态。掘进工作面围岩分为松动圈（岩体较为破碎）、塑性区（岩体完整性较好但有变形）和弹性区（受影响很小）。一般而言，松动圈岩层虽强度丧失但仍有残余强度，若支护及时且裂隙发育规模不大，松动圈可作为承载围岩应力的岩体；但若支护不及时或方法不当，导致松动圈规模和范围较大，围岩体破碎严重、完整性差、承载能力低，围岩支护压力将大幅增加，给支护安全带来诸多问题。图 1 为巷道开挖后围岩应力分布图，巷道围岩在水平方向上存在应力降低区、应力升高区和应力稳定区。巷道开挖后，破裂松动区一般包括工作面直接顶和基本顶的部分区域，直接顶和基本顶虽有裂隙产生，但仍可形成砌体结构在围岩应力作用下保持平衡。此时，若支护不当，直接顶和基本顶可能垮落，造成工作面初次来压；若上覆围岩体垮落趋势不能有效控制，基本顶上方关键层可能破断失稳；若关键层垮落，掘进工作面将产生大范围来压，来压剧烈程度大，严重威胁工作面顶板安全。图1

开挖巷道后，通过以上分析可以得知围岩应力的分布情况。支护作用对于掘进工作面的顶板安全有着至关重要的作用。具体而言，支护方式以及支护阻力的选择，需要依据煤矿掘进工作面实际的地质条件来进行选定。一般来说，围岩体若较破碎且强度较低，就应及时进行支护，以防止破碎区进一步发展；当围岩体完整性良好且强度较大时，应采用柔性支护，并采取一定的让压措施，让围岩体发生一定的可控变形，这样能减小支护结构的支护阻力，发挥围岩的自承作用，使围岩成为支护结构的一部分。依据围岩压力与支护阻力特性曲线，能够选择恰当的支护阻力以及支护时间。该矿首采工作面的可采煤层厚度在 0.5 至 1.6 米之间，其伪顶较为破碎，容易冒落，难以进行控制，所以需要带采伪顶，由此确定采高的范围为 1.1 至 1.8 米。伪顶和夹矸的硬度在 f = 4 以下；煤质的硬度在 f = 2 与 f = 3 之间；埋深处于 700 ～ 750m 之间；工作面的最大走向；工作面的最小走向；底板的硬度为 f = 2.3；顶板的硬度为 f = 2.1；煤层的倾角在 4°以下；进风巷的宽为 3.8m，高为 2.8m；回风巷的宽为 3.4m，高为 2.4m。顶板是黑色泥岩，底板由粘土岩和泥岩构成。岩石和煤的硬度并非特别大，但对于采煤机和刮板机来说，其硬度已经不算小了，属于硬质煤。同时，割岩、运岩的工作以及硬度一直保持不变，工作面的走向长度较大，推采时间也较长。

在该工作面回风巷和进风巷的掘进期间，首要问题之一是采用何种支护方式。如果支护强度过大，不但会耗费财力物力，而且不一定能取得最佳的支护效果，还有可能导致支护阻力过大，破坏支护结构，甚至出现锚杆的拉剪破坏，这会对掘进工作面的安全施工构成严重威胁。倘若支护强度过小，虽然节省了耗材，但是掘进工作面上覆围岩体的破碎区域可能无法得到控制，并且会进一步发展，引发大面积来压，致使掘进工作面顶板失稳。支护方式在进风巷和回风巷的掘进工作面顶板以及两帮布置位移监测计，用以观测顶板和两帮的位移情况。安排专人进行数据的读取与记录，观测周期为每班一次。通过这些监测数据，可以预测预报巷道围岩的安全问题。本文选取进风巷顶板的位移以及两帮的位移数据，以此来分析评价支护方式的效果和合理性。进风巷掘进工作面的顶板最大位移量出现在距离工作面大概 200m 的位置，其位移量为 60mm。顶板位移量整体呈现先增加后减少的趋势，这与支护规律相符合。进风巷掘进工作面两帮的最大位移量约为 45mm，两帮位移曲线的整体规律和顶板位移曲线是一样的。这些数据表明，在某矿的进风巷和回风巷掘进工作面使用锚网索支护技术，达到了预期的支护效果，保障了掘进工作面的安全。结论 1 对掘进工作面上覆岩层的移动规律以及开挖后巷道应力分布规律进行了探讨，指出支护方式会对上覆围岩体的移动产生重要影响；结论 2 结合某矿进风顺槽、回风顺槽掘进工作面的具体情况，提出使用锚网索支护技术，并且观测了进风顺槽顶板及两帮的位移数据，这些数据表明，采用该支护方式后，巷道的位移量较小，安全性较高。工作单位：邮编：

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