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【摘要】在浅埋深综放应力场沿空送巷中，我们通过矿压观测，找出规律，并进行围岩控制，最后取得了满意的效果。
【关键词】综放；浅埋深；应力场；采空区；沿空送巷
由于煤矿的采面采用综采、综放，造成采空区冒高增大，应力影响范围更广，从而使下一个采面靠本采面的顺槽（多为回风顺槽）的掘进困难较大，主要表现在掘进支护方面，尤其是掘进迎头距采面100米左右的时候，很难支护。往往是支护完一周内，该段巷道断面即有很明显、很大的变形，需将该段重新处理支护，造成人力、物力的极大浪费，同时还严重影响掘进进度，进一步影响回采的接续和矿井的回采产量。因此，对综放应力场的控制，就是对矿井接续的安全控制，就是对矿井安全生产的控制，就是对矿井效益的稳定控制，特别是我们翟镇煤矿，现在已趋于延深采煤和残采，对施工的安全性要求更高，对于施工人员也是一个考验。下面就具体谈谈如何控制采空区，确保沿空送巷的顺利实施。
1、矿压观测
深部离层与采场侧向支撑压力的应力集中程度密切相关。2.5m高度浅部离层在采场前方侧向支撑压力峰值处（采场前方30m）开始出现，由于采场前方上覆岩层仅出现错动，未出现明显回转，7.5m高度离层未出现。采场后方随着直接顶垮落和基本顶回转，2.5m高度浅部离层继续增大，采场推过60m后开始明显降低，最大离层量不超过60mm；7.5m高度浅部离层缓慢增大，采场推过60m后停止，最大离层量8mm。
2、矿压规律
无论在采场前方还是后方表面顶板移近量与2.5m高度深部离层呈显著的线性相关关系；在采场前方7.5m高度未出现离层，在采场后方7.5m高度深部离层与2m高度深部离层和表面顶板移近量均存在显著的线性相关。
3、围岩控制
国内外控制围岩的方法主要有以下几方面：
（1）木垛巷旁支护
一般是单排木垛。其优点是：支撑面积大，稳定性好，用以挡矸比较有效，架设比较灵活、方便，劳动量较小后期支承能力大。其缺点是：木材消耗量大，随采高加大此缺点更为突出；木垛属于支承支架，承载过程中载荷增长速度很慢，且早期支承能力太低，因而不能起到早减少顶板下沉的作用；木垛可缩量大，通常可以压缩到只有原始高度的40%-50%，而不能起到切断采空区顶板的作用；木垛属于宽幅巷旁支护类型，它使巷道控顶宽加大，从而增加了巷内支架的载荷。
（2）密集支柱巷旁支护
密集支柱属于中强度、有限可缩量的窄幅巷支护类型。密集支柱比木垛省材，早支撑性能好，可以进行切顶，架设方便，容易过改变架设密度而调节其承载能力，对采高的适应性也较好，一般用于1.3-2.2m煤层中，但也可用于2.5m甚至更厚的煤层中。但密集支柱当顶板或底板较软时，集支柱易于插入顶板进行卸载，因而失去支撑和切顶作用；稳定性较差，在受到采区冒落矸石的冲击时容易倾倒；密集支柱的工作性能通常受架设质量的影响，尤其采高较大时，不仅不易架设，而且也不稳定。目前国内外的经验都认为，对于薄及厚煤层以及围岩中等稳定以上的条件，密集支柱是比较经济而有效的巷旁支护类型之一。
（3）矸石带巷旁支护
用矸石带作为巷旁支护是煤矿多年来一直采用的。矸石带属于宽幅大可缩量、支承巷旁支护类型。井下观测表明，由于矸石带垒砌不易致密，故它在初期一般不承载，在工作面后方约20m以远阻力才逐渐上升。矸石带的压缩量可达原始高度40%-60%，虽然压实后支承能力可以提高，但这时顶板已大量下沉并失去稳定性，且矸石带较宽，又增加了顶板的悬伸宽度，对于脆性顶板，可能造成顶板煤壁断裂并造成巷内支架上载荷增加。所以从力学特性来看，它不是理想的巷旁支护类型。然而，岩石带巷旁支护方式的最大的优点是它利用了本来是废料的天然矸石作支护料，从而可以节约大量的其它支护材料和相应的费用，在经济上是有效的巷旁支护式。其护巷效果对于顶板较稳定的巷道，只要能随工作面推进及时砌带，并保证砌筑质量，则沿空留下的巷道后期仍可起到较好的护巷效果。此外，对薄煤层来说，矸石带占用的劳动力也不多，由于采高小，采动后顶板总下沉量也不大而且矸石带高度小，故矸石带总的压缩量也不是很大。
（4）人造砌块巷旁支护
人造砌块作为巷旁支护，是为了节约木材、克服木垛可缩量大和承载晚等缺点发展起来的。这种巷旁支护形式在国外有相当的发展，国内也有一定的应用。这种支护形式的优点是材料来源广，价格低廉，可节约木材和金属支护材料，承载能力较而可缩量不大；构件的刚性大，承载快，压缩2%就达到最大载荷。砌块的种类按其材料不同，有料石砌块、矸石水泥混凝土预制块、水泥与炉渣和锯末配制的质砌块或高炉熔渣铸块等。人工砌块巷旁支护的缺点是受载超过抗压时砌垛（带）呈脆性破坏，一旦发生破坏承载能力迅速下降；此外砌垛（带）的稳定性较差，不宜用于高大的煤层。
结合我单位井下实际地址构造，根据受采动影响，特别是在采场侧向支撑压力峰值区段，及时采取了以下围岩补强措施：一是完善顶板支护结构，采场前方30m至采场后方60m以长度7.5m的锚索补强顶板，加大顶板拱高，使锚索悬吊形成的“外拱”和锚带网与顶煤形成的“内拱”构成有机的组合拱结构；二是加固煤帮，对煤帮尤其是采空区一侧的煤帮用全锚的管缝锚杆进行加固，提高煤体的内摩擦角和粘聚力，改善和提高围岩自撑能力。
通过观测和采取措施后，效果显著，并出现以下结果。
1、围岩结构。锚带网支护与顶煤、两帮形成一定的拱结构。单根锚杆在煤体中形成“双锥体压缩区”，锚杆群的“双锥体压缩区”相互交叉重叠形成一定厚度的压缩带，随着围岩变形，压缩带进一步压缩形成压力拱。
2、动压区顶板稳定性评价。顶板表面移近的空间显现范围与两帮及底板的情况基本一致，但相对变化程度较小。
3、项目产生的效益。通过对2#和4#煤层的掘进施工、综放开采和矿压分析，总结出浅埋深综放采场高应力区沿空送巷矿压显现规律，该项目对矿的动压巷道支护起到了指导性作用。
综上所述，要有效地保证沿空送巷的顺利实施，不能按传统的施工方法掘进、支护，而是在压力段采取掘进的同时加强支护。只有这样，才能确保沿空送巷，才能确保正常的生产接续，才能确保安全生产的顺利开展。
【关键词】综放；浅埋深；应力场；采空区；沿空送巷
由于煤矿的采面采用综采、综放，造成采空区冒高增大，应力影响范围更广，从而使下一个采面靠本采面的顺槽（多为回风顺槽）的掘进困难较大，主要表现在掘进支护方面，尤其是掘进迎头距采面100米左右的时候，很难支护。往往是支护完一周内，该段巷道断面即有很明显、很大的变形，需将该段重新处理支护，造成人力、物力的极大浪费，同时还严重影响掘进进度，进一步影响回采的接续和矿井的回采产量。因此，对综放应力场的控制，就是对矿井接续的安全控制，就是对矿井安全生产的控制，就是对矿井效益的稳定控制，特别是我们翟镇煤矿，现在已趋于延深采煤和残采，对施工的安全性要求更高，对于施工人员也是一个考验。下面就具体谈谈如何控制采空区，确保沿空送巷的顺利实施。
1、矿压观测
深部离层与采场侧向支撑压力的应力集中程度密切相关。2.5m高度浅部离层在采场前方侧向支撑压力峰值处（采场前方30m）开始出现，由于采场前方上覆岩层仅出现错动，未出现明显回转，7.5m高度离层未出现。采场后方随着直接顶垮落和基本顶回转，2.5m高度浅部离层继续增大，采场推过60m后开始明显降低，最大离层量不超过60mm；7.5m高度浅部离层缓慢增大，采场推过60m后停止，最大离层量8mm。
2、矿压规律
无论在采场前方还是后方表面顶板移近量与2.5m高度深部离层呈显著的线性相关关系；在采场前方7.5m高度未出现离层，在采场后方7.5m高度深部离层与2m高度深部离层和表面顶板移近量均存在显著的线性相关。
3、围岩控制
国内外控制围岩的方法主要有以下几方面：
（1）木垛巷旁支护
一般是单排木垛。其优点是：支撑面积大，稳定性好，用以挡矸比较有效，架设比较灵活、方便，劳动量较小后期支承能力大。其缺点是：木材消耗量大，随采高加大此缺点更为突出；木垛属于支承支架，承载过程中载荷增长速度很慢，且早期支承能力太低，因而不能起到早减少顶板下沉的作用；木垛可缩量大，通常可以压缩到只有原始高度的40%-50%，而不能起到切断采空区顶板的作用；木垛属于宽幅巷旁支护类型，它使巷道控顶宽加大，从而增加了巷内支架的载荷。
（2）密集支柱巷旁支护
密集支柱属于中强度、有限可缩量的窄幅巷支护类型。密集支柱比木垛省材，早支撑性能好，可以进行切顶，架设方便，容易过改变架设密度而调节其承载能力，对采高的适应性也较好，一般用于1.3-2.2m煤层中，但也可用于2.5m甚至更厚的煤层中。但密集支柱当顶板或底板较软时，集支柱易于插入顶板进行卸载，因而失去支撑和切顶作用；稳定性较差，在受到采区冒落矸石的冲击时容易倾倒；密集支柱的工作性能通常受架设质量的影响，尤其采高较大时，不仅不易架设，而且也不稳定。目前国内外的经验都认为，对于薄及厚煤层以及围岩中等稳定以上的条件，密集支柱是比较经济而有效的巷旁支护类型之一。
（3）矸石带巷旁支护
用矸石带作为巷旁支护是煤矿多年来一直采用的。矸石带属于宽幅大可缩量、支承巷旁支护类型。井下观测表明，由于矸石带垒砌不易致密，故它在初期一般不承载，在工作面后方约20m以远阻力才逐渐上升。矸石带的压缩量可达原始高度40%-60%，虽然压实后支承能力可以提高，但这时顶板已大量下沉并失去稳定性，且矸石带较宽，又增加了顶板的悬伸宽度，对于脆性顶板，可能造成顶板煤壁断裂并造成巷内支架上载荷增加。所以从力学特性来看，它不是理想的巷旁支护类型。然而，岩石带巷旁支护方式的最大的优点是它利用了本来是废料的天然矸石作支护料，从而可以节约大量的其它支护材料和相应的费用，在经济上是有效的巷旁支护式。其护巷效果对于顶板较稳定的巷道，只要能随工作面推进及时砌带，并保证砌筑质量，则沿空留下的巷道后期仍可起到较好的护巷效果。此外，对薄煤层来说，矸石带占用的劳动力也不多，由于采高小，采动后顶板总下沉量也不大而且矸石带高度小，故矸石带总的压缩量也不是很大。
（4）人造砌块巷旁支护
人造砌块作为巷旁支护，是为了节约木材、克服木垛可缩量大和承载晚等缺点发展起来的。这种巷旁支护形式在国外有相当的发展，国内也有一定的应用。这种支护形式的优点是材料来源广，价格低廉，可节约木材和金属支护材料，承载能力较而可缩量不大；构件的刚性大，承载快，压缩2%就达到最大载荷。砌块的种类按其材料不同，有料石砌块、矸石水泥混凝土预制块、水泥与炉渣和锯末配制的质砌块或高炉熔渣铸块等。人工砌块巷旁支护的缺点是受载超过抗压时砌垛（带）呈脆性破坏，一旦发生破坏承载能力迅速下降；此外砌垛（带）的稳定性较差，不宜用于高大的煤层。
结合我单位井下实际地址构造，根据受采动影响，特别是在采场侧向支撑压力峰值区段，及时采取了以下围岩补强措施：一是完善顶板支护结构，采场前方30m至采场后方60m以长度7.5m的锚索补强顶板，加大顶板拱高，使锚索悬吊形成的“外拱”和锚带网与顶煤形成的“内拱”构成有机的组合拱结构；二是加固煤帮，对煤帮尤其是采空区一侧的煤帮用全锚的管缝锚杆进行加固，提高煤体的内摩擦角和粘聚力，改善和提高围岩自撑能力。
通过观测和采取措施后，效果显著，并出现以下结果。
1、围岩结构。锚带网支护与顶煤、两帮形成一定的拱结构。单根锚杆在煤体中形成“双锥体压缩区”，锚杆群的“双锥体压缩区”相互交叉重叠形成一定厚度的压缩带，随着围岩变形，压缩带进一步压缩形成压力拱。
2、动压区顶板稳定性评价。顶板表面移近的空间显现范围与两帮及底板的情况基本一致，但相对变化程度较小。
3、项目产生的效益。通过对2#和4#煤层的掘进施工、综放开采和矿压分析，总结出浅埋深综放采场高应力区沿空送巷矿压显现规律，该项目对矿的动压巷道支护起到了指导性作用。
综上所述，要有效地保证沿空送巷的顺利实施，不能按传统的施工方法掘进、支护，而是在压力段采取掘进的同时加强支护。只有这样，才能确保沿空送巷，才能确保正常的生产接续，才能确保安全生产的顺利开展。