巷道卸压孔在综放工作面对空巷道中运用

【摘要】综放工作面临空巷道由于紧临采空区，在开采过程中受临空压力与超前压力叠加影响，巷道变形严重，利用卸压孔卸压技术，使应力重新进行分布，改善了围岩中的应力环境，控制了围岩的变形，达到了保护巷道的目的。
【关键词】综放；临空；卸压；应用
同忻矿井位于山西省大同市西南约20km，大同煤田北东部。矿井设计规模为10.00Mt/a，矿井首先开采东部的一水平北一盘区，为单翼盘区，盘区内石炭系太原组3～5#煤层大部分可采，煤层倾角一般为3～10°，煤层厚度0～31.78m，一般10～20m，属特厚煤层，采用单一走向长壁后退式综合机械化一次采全厚低位放顶煤采煤法，实现了特厚煤层一次全高开采。

1、问题的提出

综放工作面临空巷道采用锚网喷支护：顶板采用“锚杆+BHW型钢带”、“锚索+可调心托板”和金属网喷浆联合支护，两帮采用“锚杆+BHW型钢带”和金属网喷浆联合支护。开采过程中，临空巷道受矿山压力影响，局部巷段变形特别明显，出现了严重的帮鼓、底鼓、顶板下沉等现象，导致巷道断面减小，给工作面通风、运输、行人等带来了安全隐患，严重影响了综放工作面的安全生产。

2、方案的确定

2.1 一般措施：针对综放工作面临空巷道压力大，断面缩小等问题，采取了以下措施来解决：（1）局部巷段起底，尤其是超前压力段起底，使其高度满足正常生产要求；（2）补强巷道顶板、帮部支护，避免碎煤或浆皮崩落伤人；（3）增加超前支护长度，加大超前支护液压单体柱密度。虽然采取这些措施能暂时起到了一定作用，但由于压力太大，巷道变形仍然很严重，不能从根本上解决问题。
2.2 方案的确定：针对综放工作面临空巷道的实际情况，决定采取施工卸压孔的方法，转移应力分布。围岩松动圈理论认为，巷道周围存在一个松动圈（破碎区）、塑性变形区和弹性变形区，巷道支护的对象就是巷道围岩松动圈和塑性变形区所产生的碎胀力。施工卸压孔的基本原理就是采用人工的方法对围岩的碎胀变形力进行有控制的释放，使巷道周边形成的应力峰值向远离巷道周边的围岩深部转移，使巷道处于应力降低区中。卸压孔造成局部煤体破裂，降低了煤体强度，使应力重新分布，释放或降低了煤体中的弹性能，减小了巷道承受的压力和变形量，从而达到维护巷道的目的。

3、方案的实施

3.1施工巷段概况：综放工作面临空巷沿3～5#煤层底板布置，煤层厚度12.79～19.55m，复杂结构，含夹石层6层左右，夹石厚度最小0.14m，最大0.49m，平均0.29m，老顶为粉、细砂岩、中砂岩、含砾粗砂岩，2.15～4.30m，灰白色，石英为主，长石次之，分选中等次棱角状。直接顶为粗砂岩，1.52～9.36m，白色，成分以石英为主，长石次之，块状构造，分选性差。直接底为炭质泥岩，0.45～1.67m，灰黑色，断口参差状，均一状结构。施工卸压孔巷段为采位890～990m。
3.2卸压孔布置及要求：在采位890～990m巷段上下两帮施工卸压孔，孔深15米，孔径108mm，每帮打两排，三花眼布置，向上倾角5°，间距

1.0米，排距0.8米。如图。

3.3卸压孔效果：在施工卸压孔巷段，选择、布置4处测点，定期分别测量顶底板移近量和两帮移近量，连续观测一月，做好记录。通过与施工卸压孔前巷道变形情况相比较，巷道的变形速度及变形量明显减小，顶板下沉10～20cm左右，局部地段发生底鼓30～50cm左右，大大减少了开采过程中巷道起底工程量，巷道有效断面得到保证，达到了预期效果。随工作面推进，在施工卸压孔区域未发生过大的“闷墩”现象。
4、结论
①在巷道两侧施工卸压孔转移了应力分布，对减轻顺槽巷超前压力，控制超前支护段矿压显现有一定的效果，在一定程度上缓解了顶板压力，起到了比较有效的卸压作用，施工卸压孔后巷道状况已有明显

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的改善，达到了保护巷道的目的。②同时可减少或防止开采过程中临空压力与超前压力叠加而形成应力集中现象，防止冲击性来压。③巷道面貌的改善，利于工作面通风，保证了行人及物料运输安全，促进了安全生产，经济效益显著。④临空巷卸压孔施工为放顶煤开采过程中巷道的维护提供了借鉴，对类似条件下煤炭开采，防止冲击性来压和控制巷道变形具有一定的参考价值和指导意义。
参考文献
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