B060305 孤岛工作面沿空顺槽的矿压监测.doc

孤岛工作面沿空顺槽的矿压监测 王元明 （徐州矿务集团有限公司韩桥煤矿，江苏 徐州 221011） 摘 要 介绍孤岛工作面沿空顺槽矿压监测方法、手段及取得的主要结论。 关键词 孤岛工作面 沿空掘进 矿压监测 韩桥煤矿潘家庵井主采石炭二迭纪下石盒子组1＃、3＃煤层，m，顺槽外段200 m用29#U型钢棚支护，里段400 m用锚杆支护。锚杆为直径20mm、长2200mm等强螺纹钢锚杆，树脂锚固。锚杆间排距为700×700（mm）。锚杆孔径为27mm。梯子梁采用直径16mm圆钢加工而成。顶、帮所有锚杆均穿过梯子梁，并以托板将梯子梁压紧在顶板上。锚杆托板采用外方鼓形碳素钢托板，边长150mm、厚10mm。锚索托板采用18#槽钢，长度400mm。 为了掌握孤岛工作面两顺槽围岩活动规律及沿空巷道锚杆支护围岩控制机理，为锚杆支护设计提供监测反馈信息，确保上、下两顺槽安全可靠，必须对巷道围岩稳定状况、锚杆受力状况等进行全面监测。 1 矿压监测 1.1 监测内容、目的及仪具 孤岛工作面“三软”沿空顺槽的矿压监测内容、方法及仪具见表1。 表1 两顺槽锚杆支护监测内容、目的及仪具 监测内容 监测目的 测试仪具 表面位移 监测巷道相对变形量从而判定稳定性 测枪 顶板离层 监测顶板稳定状况及时采取安全措施 离层指示仪 锚杆轴力 检测锚杆强度是否合适以调整密度 测力锚杆 锚杆托锚力 监测托板对围岩支护阻力，整体评价锚杆工作状况 锚杆液压枕 锚杆拉拔力 检测锚杆的锚固力 测力计 1.2 表面位移分析 工作面运输机巷共设置了3个表面位移观测点，分别位于第1、第2、第3观测站。其中第1观测站位于29#U型钢棚支护区域，设置目的是监测围岩的稳定状况、与锚杆支护区域进行对比，该站设了三个位移监测点。第2、第3两观测站位于锚杆支护区域。材料巷设了一个表面位移观测点，即第4观测站。掘进影响期间及掘后稳定期间巷道顶板、两帮位移量、位移速度见表2和图1、图2。 表2 115工作面上、下顺槽围岩变形 掘进影响时期 稳定时期 变形量 (mm) 最大变形速度 (mm/d) 影响 时间 (d) 变形量 (mm) 变形速度 (mm/d) 顶板 两帮 顶板 两帮 顶板 两帮 顶板 两帮 1#测站 1# 351 652 2# 272 636 27 43 47 3# 659 756 2#测站 365 37 3#测站 109 345 16 30 23 8 23 0.27 0.77 4#测站 105 212 10 23 18 7 13 0.23 0.43 从钢棚支护（1#测站）和（2#、3#、4#测站）锚杆支护两区域的表面位移观测结果可以看出，在掘进影响期孤岛工作面由于支承压力及煤层的松软变形，沿空巷道的围岩变形量总的来说两帮大于顶板。由于两帮的较大变形，导致顶板的位移量也较大。 图1 1#测站位移观测结果 钢棚支护区的两帮和顶板的位移量都较大，但总的看，两帮移近量大于顶板位移量。如1#和2#测点测出两帮移近量为600mm左右，顶板的位移量为200～300mm2～33#测点测出两帮移近量和顶板位移量相差较小，分别为759mm和659mm。 锚网支护区如图2所示，3#测站两帮相对位移近量在320～360mm3倍。2#测站位移测点设在两帮锚杆托板上。由于托扳破裂掉落没有继续观测下去。实际上在该测站附近由于两帮锚杆托板部分破裂失效，造成帮部的锚杆支护失效，引起两帮的较大变形，顶板位移量亦较大，导致3#测站附近出现了局部冒顶。随后改进了锚杆支护结构，采用废旧型钢加工的高材质托板。 图2 3#测站表面位移及位移速度 1.3 顶板离层观测分析 115工作面两巷2#测站～9#8个离层仪，各测站的观测结果如表3所列。 表3 115工作面上、下顺槽顶板离层 观测站 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 锚固范围内(mm) 90 12 20 19 4 70 40 12 锚固范围外(mm) 120 37 27 20 80 37 图3 2＃测站离层观测结果 2#测站锚固范围内、外离层量均较大。锚固范围内离层量为90mm，锚固范围外离层量为120mm。因在2#测站位置出现了局部冒顶，因此2#测站的离层观测结果可以作为该类围岩条件下锚杆支护沿空巷道离层量的临界值。 由上述结果可以看出，孤岛工作面沿空巷道锚杆支护与普通条件下锚杆支护相比，其离层量临界值要大，与2#测站相比，其他各站顶板离层量均比临界值小，说明现有的锚杆支护是安全的。由锚固范围内外离层量的对比结果可以看出，锚固范围外的离层量普遍大于锚固范围内的离层量，说明现有锚杆支护设计合理，锚索