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摘要：本文通过运用理论与模拟实际的方法，对沿空留巷上覆岩层的运动规律进行了分析和研究，最后并对其运动规律得出一定的结论。希望通过本文对沿空留巷上覆岩层的运动规律研究能对以后煤矿事业做出一些贡献。
关键词：沿空留巷；综采面；规律研究；
【分类号】：TD322
从20世纪50年代以来，无煤柱区段留巷技术成为了我国煤矿行业进行煤炭开采的重要应用。截止至今日，我们国家对于有关沿空留巷技术应用方向上做出了大量实验研究，并沉淀了许多经验，比如在以下两个方面就取得了成功的收获，一是在由薄煤层过渡到厚煤层方面，二是在由缓倾斜煤层过渡到急倾斜煤層方面。然而，由于我国在煤矿方面的一些特殊因素，比如煤矿地质的多样性；沿空留巷有关于围岩控制方面的机理探究的复杂性；巷旁支护技术的有待改进；沿空留巷技术探究及实践应用方面的不成熟性等等多方面的原因，导致了我国在沿空留巷的理论研究方面、巷内和巷旁支护方面、支护设计思路方面等有待进一步提高。
1. 综放沿空留巷的问题讨论
针对综放沿空留巷技术方向面临的一些具体问题下面笔者给予陈述。
1.1沿空留巷的理论研究问题。
沿空留巷不同于与常见的回采巷道，在沿空留巷的巷道的两侧帮，一侧帮是煤体，另一侧帮是巷旁支护体，其中，巷旁支护体属于大变形围岩，与此同时，它仍需要在掘进和两次强烈的采动方面承受其造成的叠加应力的作用，矿压显现剧烈，它是一项极其复杂的工程技术，但到目前为止，对沿空留巷围岩控制机理研究不够深入，对沿空留巷所处的应力环境及其矿压显现规律掌握不够，构建的沿空留巷受力模型还不完善，还没有一套行之有效的沿空留巷支护参数设计方法，不能很好的指导沿空留巷工程实践。
1.2支护设计思路问题。
一直以来，支护设计作为沿空留巷技术的一方面，在设计思想上存在着一定的不合理性，因为其思路是把回采前巷道掘进和回采后的留巷分开来对待，并未做到让其统筹归一化，只是把其作为各自独立的部分来考虑，而不是作为一个整体系统来对待。比如在解决回采前问题时，只考虑到回采前状态，对亟待预留巷道掘进、在选择巷道支护形式及设计参数时，并未结合回采后留巷问题，最终造成后巷内支护体强度在采动影响方面不合格，达不到巷内和巷旁支护的完好匹配，甚至不能完成任务。
1.3巷内支护问题。
理论与实践表明，如何提高巷道围岩强度，并正确选择合适的巷内支护方式是保证所留巷道在留巷后巷道稳定的关键。目前工作面超前支承压力影响距离扩大、矿压严重、沿空留巷的顶板下沉量随开采厚度的加深而加重，出现上述现象的原因主要由以下几个方面。首先，伴随着采煤技术如综采、综放等的发展，工作面单次采煤厚度提高了。其次[1]，上覆岩层活动强度和涉及范围进一步扩大了。再次，回采巷道压力因采高的增加而逐渐加大。最后，由于已采区和工作面采动造成的支承压力的双重影响，导致巷道围岩应力加大。由于在工作面前方范围内，巷道断面收缩率比较大，要想保障在下区段回采时所保留的巷道能够正常运作，必须采取有效、合理的巷内支护方式并将所保留巷道的形变控制在一定的范围里。我国之前的内沿空留巷的巷内支护方式属于被动式支护，材料较多使用的是金属作为其支架，使用这种材料就会导致尽管运用大型钢重量和缩小棚距也很难保证所保留巷道的稳定性，所以必须采用一种主动式的支护方式提供阻力作为巷内支护。
1.4巷旁支护问题。
沿空留巷技术尽管已经发展很好了，但是现如今仍然存在着一些技术瓶颈，比如巷旁支护问题。巷旁支护主要存在以下几方面的问题。第一，传统的巷旁支护在力学性能上存在一些不足，如支护阻力和灵活性问题。第二，巷旁支护和沿空留巷围岩变形存在着一定的矛盾性，存在着一定的透气性，机械性能差，这些缺点都会导致巷道维护困难以及容易出现采空区漏风与自燃发火现象。由于沿空留巷技术存在着众多问题，所以，我国一直以来只是在薄煤层和中厚煤层阶段使用这种沿空留巷技术，比如在薄煤层和中厚煤层的低瓦斯矿井和没有无自然发火趋势的区域。像在厚煤层条件上就不能使用这种技术，比如在高水速凝材料中以及高水灰渣材料巷旁充填等风力充填的区域，较简单的巷旁支护不能解决此问题，应提出一种比较复杂的填充系统去解决，但是这就必须面临着设备性能差和材料成本高等问题。
2.综放沿空留巷上覆岩层运动规律研究
在工作面回采环节，当回采工作面由开切眼向前行进时，顶板垮落便从第一次垮落循环慢慢地过演变成周期垮落循环，并且顶板的每个岩层的分层垮落在时间上存在着一定的间隔，垮落循环过程中存在两种不同形式的垮落，分别是主动式垮落和被动式垮落。由于采场边界煤体支承的存在，在采空区边界上方会频繁出现不规则的悬臂式顶板残留边界，如图1所示。
图1 悬臂式顶板残留边界
由顶板岩层的分布状态不同，可把采空区边界的岩层分成四个区，从左往右各区依次为垮落区、错动离层区、二次破断区、微破裂区，如图2所示。
图2 顶板破坏
同时，巷旁支护对顶板的活动有显著的影响，从控制顶板移动和保护支护体本身不受损坏两个方面考虑，沿空留巷的支护应与顶板活动在不同时期所表现的不同特点相适应，在前期应主要考虑切顶作用，尽早支护，且保证具有较高的初撑力或增阻速度，以及较大的支护刚度，坚持以“顶”为主，并以“顶、让兼顾”为原则，在后期则应适应“给定变形”的顶板活动特点，坚持以“让”为主，并以“让、顶兼顾”为原则。
顶板在采空区边界区域的断裂位置以及巷道多处的位置会随着媒体强度的不同而不同，具体分为以下两种情况。第一，在煤体强度不高时，顶板断裂则出现在煤壁外侧与之对应的巷道分布在二次破断区的下方；第二，在煤体强度不高时，顶板断裂位置出现在煤体内部上方位置，与之对应的巷道分布在错动离层区下方。因此[2]，沿空留巷的围岩形变特点和大小会受二次破断区和错动离层区顶板的下沉量的影响。
研究表明，上述所说的四个岩层区之间并不是彼此互相独立的，而是彼此互相影响的。实践验证，当巷道处于第三岩层区即二次破断区的下方时要不其处于第二岩层区即错动离层区时顶板会更加稳定，与此同时，顶板的形变处于一种“给定变形”的状态。顶板的活动也受巷旁支护的影响，从保护支护体完好和控制顶板移动两方面出发，沿空留巷的巷旁支护技术必须随着顶板处于不同活动阶段而做出相应的调整。在顶板活动的前期阶段，巷旁支护应该以切顶作用作为主要的考虑方向，提前进行支护保护，在支护技术中应做到让巷旁支护具有较高的初撑力或增阻速度和较强的支护刚度，做到以“顶”为主，“顶、让兼顾”； 在顶板活动的后期阶段，巷旁支护应根据顶板活动的“给定变形”特点，做到以“让”为主，“让、顶兼顾”。
3.结束语
矸石的稳定“大结构”的上位岩层会在其逐渐压实的过程中逐渐出现折断和变形下沉的现象，这种现象会带来各种影响。首先，煤壁甚至直接顶会因此产生损伤。其次，矸石上位岩层的折断和变形下沉会造成支护支撑压力进一步加大，峰值逐渐向内移动，并且留巷上方顶板也会出现平行下沉情况。最后，在顶板活动后期，巷道顶板会因老顶分层垮落的作用出现下沉波动。在此阶段，顶板运动以平行下沉为主要形式，但是下沉速度不大。采高、直接顶厚度、老顶下位岩层的性质都会影响到矸石的“大结构”，正是因为老顶“大结构”的作用，使得巷内支架可以不受上覆岩层自重应力的影响，但是巷旁填充体和巷内支架不能对老顶“大结构”的形态有所改变。巷内支架不必在顶板岩层过渡期活动时对顶板下沉量的值做出改变，它只要保证直接顶的完整以及其与老顶的紧贴即可。同时，巷内支架、巷旁支护以及支护阻力值对由于顶板岩层后期活动导致的平行下沉现象起不到限制作用。
参考文献
[1]黄霆，李小瑜，李伟.综放面沿空尾巷围岩变形规律研究[J]. 煤，2012（07）.
[2]王崇革.近水平煤层开采上覆岩层运动与沉陷规律相关研究[J].岩土力学，2004 （ 8） .
关键词：沿空留巷；综采面；规律研究；
【分类号】：TD322
从20世纪50年代以来，无煤柱区段留巷技术成为了我国煤矿行业进行煤炭开采的重要应用。截止至今日，我们国家对于有关沿空留巷技术应用方向上做出了大量实验研究，并沉淀了许多经验，比如在以下两个方面就取得了成功的收获，一是在由薄煤层过渡到厚煤层方面，二是在由缓倾斜煤层过渡到急倾斜煤層方面。然而，由于我国在煤矿方面的一些特殊因素，比如煤矿地质的多样性；沿空留巷有关于围岩控制方面的机理探究的复杂性；巷旁支护技术的有待改进；沿空留巷技术探究及实践应用方面的不成熟性等等多方面的原因，导致了我国在沿空留巷的理论研究方面、巷内和巷旁支护方面、支护设计思路方面等有待进一步提高。
1. 综放沿空留巷的问题讨论
针对综放沿空留巷技术方向面临的一些具体问题下面笔者给予陈述。
1.1沿空留巷的理论研究问题。
沿空留巷不同于与常见的回采巷道，在沿空留巷的巷道的两侧帮，一侧帮是煤体，另一侧帮是巷旁支护体，其中，巷旁支护体属于大变形围岩，与此同时，它仍需要在掘进和两次强烈的采动方面承受其造成的叠加应力的作用，矿压显现剧烈，它是一项极其复杂的工程技术，但到目前为止，对沿空留巷围岩控制机理研究不够深入，对沿空留巷所处的应力环境及其矿压显现规律掌握不够，构建的沿空留巷受力模型还不完善，还没有一套行之有效的沿空留巷支护参数设计方法，不能很好的指导沿空留巷工程实践。
1.2支护设计思路问题。
一直以来，支护设计作为沿空留巷技术的一方面，在设计思想上存在着一定的不合理性，因为其思路是把回采前巷道掘进和回采后的留巷分开来对待，并未做到让其统筹归一化，只是把其作为各自独立的部分来考虑，而不是作为一个整体系统来对待。比如在解决回采前问题时，只考虑到回采前状态，对亟待预留巷道掘进、在选择巷道支护形式及设计参数时，并未结合回采后留巷问题，最终造成后巷内支护体强度在采动影响方面不合格，达不到巷内和巷旁支护的完好匹配，甚至不能完成任务。
1.3巷内支护问题。
理论与实践表明，如何提高巷道围岩强度，并正确选择合适的巷内支护方式是保证所留巷道在留巷后巷道稳定的关键。目前工作面超前支承压力影响距离扩大、矿压严重、沿空留巷的顶板下沉量随开采厚度的加深而加重，出现上述现象的原因主要由以下几个方面。首先，伴随着采煤技术如综采、综放等的发展，工作面单次采煤厚度提高了。其次[1]，上覆岩层活动强度和涉及范围进一步扩大了。再次，回采巷道压力因采高的增加而逐渐加大。最后，由于已采区和工作面采动造成的支承压力的双重影响，导致巷道围岩应力加大。由于在工作面前方范围内，巷道断面收缩率比较大，要想保障在下区段回采时所保留的巷道能够正常运作，必须采取有效、合理的巷内支护方式并将所保留巷道的形变控制在一定的范围里。我国之前的内沿空留巷的巷内支护方式属于被动式支护，材料较多使用的是金属作为其支架，使用这种材料就会导致尽管运用大型钢重量和缩小棚距也很难保证所保留巷道的稳定性，所以必须采用一种主动式的支护方式提供阻力作为巷内支护。
1.4巷旁支护问题。
沿空留巷技术尽管已经发展很好了，但是现如今仍然存在着一些技术瓶颈，比如巷旁支护问题。巷旁支护主要存在以下几方面的问题。第一，传统的巷旁支护在力学性能上存在一些不足，如支护阻力和灵活性问题。第二，巷旁支护和沿空留巷围岩变形存在着一定的矛盾性，存在着一定的透气性，机械性能差，这些缺点都会导致巷道维护困难以及容易出现采空区漏风与自燃发火现象。由于沿空留巷技术存在着众多问题，所以，我国一直以来只是在薄煤层和中厚煤层阶段使用这种沿空留巷技术，比如在薄煤层和中厚煤层的低瓦斯矿井和没有无自然发火趋势的区域。像在厚煤层条件上就不能使用这种技术，比如在高水速凝材料中以及高水灰渣材料巷旁充填等风力充填的区域，较简单的巷旁支护不能解决此问题，应提出一种比较复杂的填充系统去解决，但是这就必须面临着设备性能差和材料成本高等问题。
2.综放沿空留巷上覆岩层运动规律研究
在工作面回采环节，当回采工作面由开切眼向前行进时，顶板垮落便从第一次垮落循环慢慢地过演变成周期垮落循环，并且顶板的每个岩层的分层垮落在时间上存在着一定的间隔，垮落循环过程中存在两种不同形式的垮落，分别是主动式垮落和被动式垮落。由于采场边界煤体支承的存在，在采空区边界上方会频繁出现不规则的悬臂式顶板残留边界，如图1所示。
图1 悬臂式顶板残留边界
由顶板岩层的分布状态不同，可把采空区边界的岩层分成四个区，从左往右各区依次为垮落区、错动离层区、二次破断区、微破裂区，如图2所示。
图2 顶板破坏
同时，巷旁支护对顶板的活动有显著的影响，从控制顶板移动和保护支护体本身不受损坏两个方面考虑，沿空留巷的支护应与顶板活动在不同时期所表现的不同特点相适应，在前期应主要考虑切顶作用，尽早支护，且保证具有较高的初撑力或增阻速度，以及较大的支护刚度，坚持以“顶”为主，并以“顶、让兼顾”为原则，在后期则应适应“给定变形”的顶板活动特点，坚持以“让”为主，并以“让、顶兼顾”为原则。
顶板在采空区边界区域的断裂位置以及巷道多处的位置会随着媒体强度的不同而不同，具体分为以下两种情况。第一，在煤体强度不高时，顶板断裂则出现在煤壁外侧与之对应的巷道分布在二次破断区的下方；第二，在煤体强度不高时，顶板断裂位置出现在煤体内部上方位置，与之对应的巷道分布在错动离层区下方。因此[2]，沿空留巷的围岩形变特点和大小会受二次破断区和错动离层区顶板的下沉量的影响。
研究表明，上述所说的四个岩层区之间并不是彼此互相独立的，而是彼此互相影响的。实践验证，当巷道处于第三岩层区即二次破断区的下方时要不其处于第二岩层区即错动离层区时顶板会更加稳定，与此同时，顶板的形变处于一种“给定变形”的状态。顶板的活动也受巷旁支护的影响，从保护支护体完好和控制顶板移动两方面出发，沿空留巷的巷旁支护技术必须随着顶板处于不同活动阶段而做出相应的调整。在顶板活动的前期阶段，巷旁支护应该以切顶作用作为主要的考虑方向，提前进行支护保护，在支护技术中应做到让巷旁支护具有较高的初撑力或增阻速度和较强的支护刚度，做到以“顶”为主，“顶、让兼顾”； 在顶板活动的后期阶段，巷旁支护应根据顶板活动的“给定变形”特点，做到以“让”为主，“让、顶兼顾”。
3.结束语
矸石的稳定“大结构”的上位岩层会在其逐渐压实的过程中逐渐出现折断和变形下沉的现象，这种现象会带来各种影响。首先，煤壁甚至直接顶会因此产生损伤。其次，矸石上位岩层的折断和变形下沉会造成支护支撑压力进一步加大，峰值逐渐向内移动，并且留巷上方顶板也会出现平行下沉情况。最后，在顶板活动后期，巷道顶板会因老顶分层垮落的作用出现下沉波动。在此阶段，顶板运动以平行下沉为主要形式，但是下沉速度不大。采高、直接顶厚度、老顶下位岩层的性质都会影响到矸石的“大结构”，正是因为老顶“大结构”的作用，使得巷内支架可以不受上覆岩层自重应力的影响，但是巷旁填充体和巷内支架不能对老顶“大结构”的形态有所改变。巷内支架不必在顶板岩层过渡期活动时对顶板下沉量的值做出改变，它只要保证直接顶的完整以及其与老顶的紧贴即可。同时，巷内支架、巷旁支护以及支护阻力值对由于顶板岩层后期活动导致的平行下沉现象起不到限制作用。
参考文献
[1]黄霆，李小瑜，李伟.综放面沿空尾巷围岩变形规律研究[J]. 煤，2012（07）.
[2]王崇革.近水平煤层开采上覆岩层运动与沉陷规律相关研究[J].岩土力学，2004 （ 8） .