中能袁大滩煤矿11203综采工作面二次采动影响巷道超前支护研究

中能袁大滩煤矿11203综采工作面二次采动影响巷道超前支护研究

张毅1

1.陕西中能煤田有限公司 袁大滩煤矿，陕西，榆林，719000

摘要：11203综采工作面的运输顺槽靠近相邻11201工作面采空区，当11203工作面回采期间运输顺槽受到二次超前动压，破坏了巷道顶板结构。巷道出现顶板下沉现象，导致转载机、端头支架频繁压死，严重影响生产。通过分析二次采动影响巷道的矿压数据，结合巷道的变形特征，提出适合11203综采工作面运输顺槽巷道超前支护方案。

关键词：综采工作面；二次动压；顶板下沉；超前支护。

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引言

11203综采工作面运输顺槽机头段巷道受二次动压集中影响，导致机头区域顶板下沉，端头架频繁压死，严重影响生产。

1工作面概述

11203综采工作面位于袁大滩矿井西北部112盘区，西部与北部为井田边界；东部为回采完成的11201综采工作面。11203工作面地表标高为1223.6～1242.6m，煤层底板标高831.4～881.1m。工作面呈南北方向布置。11203工作面推进长度5238.38m，工作面宽度300.15m。

11203工作面煤层厚度1.9-3.6m，平均2.7m，结构简单，属于稳定煤层。煤层顶板岩性主要为细粒砂岩、粉砂岩，次为泥岩或中粒砂岩；底板岩性主要为粉砂岩，次为细粒砂岩，中粒砂岩，炭质泥岩，砂质泥岩。

11203运输顺槽设计为矩形断面，净宽5.4m，净高2.75m,S净=14.85㎡。

2 11203运输顺槽原有支护情况

巷道顶板采用锚杆+锚索+钢筋网联合支护。顶锚杆规格为Φ20×2000mm的Ⅱ级左旋无纵筋螺纹钢；托盘采用冷压蝶形钢板（Q235）规格为150mm×150mm×10mm，间排距1000mm×1000mm，矩形布置。锚索采用Φ17.8×5300mm钢绞线，五花型布置，间排距2400mm×2400mm。巷道采煤侧锚杆采用Φ18×1600mm的玻璃钢锚杆，间排距1200mm×1200mm。巷道非采煤侧，锚杆规格为Φ18×1600mmⅡ级左旋无纵筋螺纹钢，间排距1200mm×1200mm。

图2-1-1 巷道原有设计支护图

3 11202工作面运输顺槽变形特征

11203工作面进入相邻的 11201工作面采空区时，运输顺槽受二次采动影响，巷道矿压显现强烈。11203运输顺槽顶板顶板出现不同程度的下沉，顶底相对移近量平均为1000mm；巷道顶板整体倾斜下沉，回采侧顶板比煤柱侧多下沉约300mm。超前变形剧烈的位置在距离工作面20m以内，距离工作面20m以外较为缓和。回采侧帮片帮严重的位置，存在玻璃钢锚杆随帮部变形整体向外推移现象，并伴有端头破断、螺母退丝、托盘松动掉落等。距离工作面20m范围内，回采帮发生大面积片帮，片帮深度达600mm～1000mm，造成回采侧顶角漏冒，形成空洞。

4 11203运输顺槽巷道超前影响距离分析

4.1工作面周期来压步距

11203综采工作面通过矿压监测系统、及日常压力表观测，工作面周期来压平均来压步距为21.0～25mm。周期来压时液压支架压力较大，来压历时较短，顶板破碎，有掉矸，工作面有片帮。

4.211203运输顺槽巷道超前顶板离层分析

在运输顺槽内距离工作面5m、10m、15m、20m、25m处，布置5组顶板离层仪。顶板离层仪深基点为8.6m，浅基点为2.4m。根据巷道顶板离层仪数据，观测分析顶板离层情况：

通过顶板离层仪观测得知，巷道离层显区域为距离工作面０～20ｍ，同时根据现场实际情况得知，顶板两侧下沉量不一致，回采帮侧顶板下沉0.9ｍ，煤柱帮侧下沉0.6ｍ，顶板中央的最大下沉量约为0.9ｍ。

通过分析，运输顺槽机头超前段在距离工作面20m范围内，顶板出现明显离层，按照直接顶的厚度可知，直接顶内部、之间有离层。

5二次采动影响巷道支护方案

为了保证工作面顺利推采，经现场分析、摸索、试验，最终确定利用钢绞线φ17.8*7300mm锚索+注浆锚索进行针对性补强。

根据总结前期巷道周期来压步距21～25m，将注浆锚索布置在推测来压位置周围，按照每25m为单位进行施工注浆锚索。每一区段打断周期来压布置6根注浆锚索，在周期第21～25m区间内靠近巷中顶板完好处均匀布置。注浆锚索布置间排距为1400*1200mm，每排3根。注浆锚索选用φ22*8300mm注浆锚索，托盘选用300*300*16mm蝶形钢托盘，锚固力不小于200KN,外露150-250mm。锚索注浆剂选用ACZ-1、ACZ-2两种专用注浆材料加水混合搅拌，注浆剂ACZ-1、ACZ-2配合比为10：1，水灰比为0.5：1，使用专用注浆泵进行注浆。

帮部破网处及时补网，距帮部原支护锚杆水平距离200mm处补另行补打锚杆，锚杆规格：φ18×1600mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆。

6支护效果分析

11203工作面进入11201工作面采空区后，运输顺槽机头端头支架、转载机处多次发生压架事件。11203运输顺槽补强支护完成后，每月推进310ｍ。11203运输顺槽未采取补强措施前，工作面机头周期来压步距为21～25ｍ。11203运输顺槽超前支护调整后，工作面机头周期来压步距无较大变化。通过分析可知，因超前支护未采取补强措施，巷道变形制约了工作面的推进速度，导致工作面采场上覆岩层运移充分，在工作面后方采空区内表现较剧烈的矿压显现，对回采产生影响，加剧了机头及超前段矿压显现。

7结论

通过采用注浆锚索全长锚固对11203运输顺槽超前段进行补强支护后，11203综采工作面机头超前区域顶板保持稳定，未出现顶板下沉、离层、压架等现象，巷道断面满足通风、运输等要求。从根本上解决了综采工作面受相邻工作面采空区动压影响，机头超前区域顶板下沉问题。

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作者单位名称及地址：姓名（1992-）：张毅；性别：男，籍贯：陕西榆林，毕业时间：2015.07，毕业院校：西安科技大学高新学院，学历/学位：大学本科/学士学位，职称：助理工程师，现从事工作：煤炭开采，单位地址：陕西中能煤田有限公司（陕西榆林市榆阳区小纪汗乡奔滩村），邮政编码：719000，样刊邮寄地址：榆林市榆阳区青山路街道考古队家属院3单元601，收件人：张毅，收件人联系电话：17792131818 电子邮箱：297178510@qq.com。