复杂地质条件下工作面矿压治理的研究与应用

复杂地质条件下工作面矿压治理的研究与应用

王晓光

安徽恒源股份有限责任公司五沟煤矿 安徽淮北 235131

    摘要：矿压治理作为综采工作面顶、帮管理的一种直观体现，治理的效果直接影响整个工作面的管理，尤其是一些地质条件异常复杂的工作面，如何加强矿压治理显得尤为重要。

     关键词：煤矿 工作面 复杂地质  矿压治理

   一、引言

五沟煤矿地质条件极其复杂，断层、小煤柱多，很难布置较大规整工作面，工作面大多数为不等长工作面，需要频繁的不停采接架或抽架，回采期间频繁的揭露断层、老巷以及过小煤柱，造成回采及抽架期间顶板压力显现明显，管理风险大。为深入推进安全技术经济一体化，五沟煤矿组织对复杂地质条件下工作面的矿压治理工作进行研究，最大限度提高安全效果和经济效益。

   二、实施背景

（一）1024工作面位于二采区西翼，东为F6正断层，间距为4.8～47m；西至F7正断层，间距为3.4～16.7 m；南与DF314、DF434中型正断层相邻，间距分别为0～72.8m和42.8～45.2m，靠近F9大型正断层断煤交线；北至1022-1机巷。机巷长514.3m，机巷外段长268.1m，风巷长690.6m，工作面切眼长175m，共安装ZZ11000/24/50D液压支架97架。

（二）1024机巷临近F6断层，最短距离4.8m，在FS1水仓位置只有1m，回采后期先后揭露F1024-7、F1024-6、F1024-5以及F1022-7四个断层，断层落差大，导致工作面在回采期间，机巷顶、帮来压明显，局部区域顶板整体下沉、底板鼓底、帮部涨帮严重，对工作面整体的回采进度以及机巷出口的管理带来了很大的影响。

（三）1024风巷回采期间过风巷与措施巷之间煤柱，同时揭露F1024-3正断层，煤壁松软、顶板破碎，另外还面临着不停采抽架后的大断面顶板管理，对于矿压治理而言是一个大挑战。

三、矿压治理方案

（一）1024机巷与1022风巷四岔门向里使用单体配合π型梁（4m）一梁三柱，局部地点一梁四柱垂直巷道进行布置用于加固支护顶板，排距1m。

（二）1024机巷与1022风巷四岔门向外非回采侧施工2排锚索（锚索规格：Φ21.8×7300mm，第一排位于帮部第二根锚杆下100mm，第二排位于帮部第四根锚杆上100mm），回采侧施工1排锚索（锚索规格：Φ21.8×7300mm，位于帮部第二根锚杆与第三根锚杆中间，锚索间距1600mm），顶板施工2排锚索（锚索规格：Φ21.8×9000mm，间距×排距=1600×2000mm），锚索预紧力为150kN（煤）、180kN（岩），超前加固管控顶、帮。

（三）1024风巷非回采侧使用14架单元式支架（单元式支架间距3m，距非回采帮部200mm），回采侧使用一排单体配合铰接顶梁一梁两柱进行支护（单体间距0.6m，距回采帮部200mm）。

（四）1024风巷非回采侧施工2排锚索（锚索规格：Φ21.8×7300mm，第一排位于帮部第二根锚杆下100mm，第二排位于帮部第四根锚杆上100mm），回采侧施工1排锚索（锚索规格：Φ21.8×7300mm，位于帮部第二根锚杆与第三根锚杆中间，锚索间距1600mm），顶板施工2排锚索（锚索规格：Φ21.8×9000mm，间距×排距=1600×2000mm），锚索预紧力为150kN（煤）、180kN（岩），超前加固管控顶、帮。

（五）工作面过风巷与措施巷之间煤柱及F1024-3断层区域采用高分子材料面内、面外注浆管控顶、帮。

四、矿压治理效果

（一）1024机巷矿压治理效果

1.治理前顶底板平均变化量100mm，两帮平均变化量为180mm。

2.治理后顶底板平均变化量75mm，两帮平均变化量为60mm。

（二）1024风巷矿压治理效果

1.治理前顶底板平均变化量392mm，两帮平均变化量为519mm。

2.治理后顶底板平均变化量90mm，两帮平均变化量为175mm。

五、结语

通过1024工作面回采期间揭露断层多、老巷多及过小煤柱等顶、帮管理难题，我们从矿压治理前期只是针对工作面面内注浆加固的点突破，逐步延伸到两巷超前支护方式的升级再到两巷回采范围全断面改进支护工艺等方式，实现了由点到面的突破。为后期的安全回采及不停才抽架奠定了坚实的基础，为其它工作面的矿压治理积累了丰富的经验，具有极大的推广应用价值。

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作者简介：王晓光（1990—），男，汉族，安徽淮北人，本科，工程师。

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