1.1大采高動壓影響分析
根據(jù)寺河礦2301、2302兩個工作面回采期間的觀測，大采高回采工作面由于采高增大、開采強度加強，動壓影響較普通綜采尤為強烈，尤其是回采之后壓力尤為劇烈。一般回采動壓滯后工作面300～500米后逐漸穩(wěn)定，動壓影響表現(xiàn)形式主要為巷道頂板下沉、煤壁片幫、底板鼓起、錨索斷裂較多、幫錨桿托盤撕裂失效嚴重等。
1.1.1 2301、2302工作面順槽布置方式及煤柱留設(shè)情況
兩工作面均采用了五巷布置(一側(cè)兩巷,另一側(cè)三巷),一條切眼和尾巷,三進兩回通風系統(tǒng)的工作面布置方式。具體煤柱尺寸見下圖：
圖1： 2301、2302工作面順槽布置方式及煤柱留設(shè)尺寸
1.1.2 2301、2302工作面順槽巷道支護形式
圖2： 2301、2302工作面順槽巷道支護圖
2301、2302兩個工作面順槽斷面除皮帶順槽為5.5×3.5米，其余均為5.0×3.5米， 順槽支護采用錨桿支護錨索補強的方式，錨桿錨固設(shè)計為加長錨固方式。
1.1.3 2301、2302工作面受回采動壓影響情況
2301工作面開采期間動壓影響波及較大，在工作面沿頂開采期間，15、12兩巷變形嚴重，頂、底板移近量最大1.5米。在工作面轉(zhuǎn)入沿底開采后15、12兩巷相繼冒落，最后對其實行密閉處理。由于23022巷在2301回采過后也受到2301的動壓影響，巷道變形嚴重，其中22巷尾部50米地段因采動影響發(fā)生冒落。后對23022巷進行木垛維護，木垛間距3米。為保障23025、27兩巷能夠在2302回采結(jié)束后仍能滿足使用要求，在2302開采期間對25巷進行了木垛維護，并對交叉口進行錨索補強，但在2302開采之后，巷道變形并沒有得到遏制，在對23025巷進行的觀測中，發(fā)現(xiàn)巷道頂?shù)装逡平窟_1.5米，巷道兩幫移近量也達到1.5米。
1.1.4 2301、2302工作面回采動壓的分析
通過對2301、2302兩個工作面的動壓觀測，我們總結(jié)出以下經(jīng)驗：
1.1.4.1回采動壓對煤體破壞的影響深度不超過5米。在留巷觀測中我們發(fā)現(xiàn)幫錨桿被整體擠出的較多，而在幫部試驗補打的5.3米錨索沒有一根被整體擠出，現(xiàn)場只有一根錨索因鎖具破裂造成失效。這說明煤柱并沒有被整體壓裂，只是在巷道周邊兩幫的煤體被壓裂破碎。
1.1.4.2煤幫變形較頂板變形大。頂板下沉一般在300毫米左右，而煤幫變形一側(cè)就達到500毫米～800毫米左右。由于煤幫的破壞造成頂板失去支撐點，進而造成頂板的進一步破壞。
1.1.4.3動壓影響后巷道底鼓嚴重。相對于頂板下沉，底鼓問題尤為突出，在承受動壓影響之后，巷道底鼓最大1.5米，底鼓深度達到2米左右。在對幫部進行補強支護后，底鼓得到控制，底鼓深度一般在500毫米以內(nèi)。這說明原有支護幫部強度不夠，尤其是起錨高度過高造成煤幫變形嚴重，進而造成巷道底鼓。$Page_Split$
2 33022、24兩巷概況
33022、24為3302面的兩條回風巷，在3302回采完畢后，兩巷保留作為下一個工作面3301的兩條進風巷及輔助運輸巷，兩巷的斷面為均為5.0×3.5米，兩巷的順槽支護方式同圖2所示的5.0×3.5米支護圖設(shè)計相同，22、24巷之間凈煤柱為20米，22巷和23巷的凈煤柱 35米。由于兩巷為連采掘進工藝施工，每隔50米就要施工長60米的橫川，橫川的數(shù)量增多，破壞了煤體的完整性，特別是橫川交叉口，斷面超寬更大，再加上連采施工循環(huán)進度大的特點，在煤體破碎區(qū)頂板得不到及時支護，使得兩巷多處形成高冒區(qū)，給將來的留巷帶來較大的難度。
3 33022、24兩巷留巷設(shè)計
根據(jù)北京天地科技開采股份有限公司為我礦提供的留巷維護方案，結(jié)合我礦的實際情況，分別對工作面兩條巷道進行補強支護如下：
圖3： 33022巷留巷支護圖
圖4： 33022巷留巷支護圖
圖5： 33022、24巷橫川及交叉口留巷支護圖
3.1 33022巷留巷設(shè)計
3.1.1在原巷道支護的基礎(chǔ)上,兩幫補加幫錨索(規(guī)格為Φ15.24-5300-1)，錨索為兩花布置，一排兩根，一排一根，排距3米，錨索托盤選用12#槽鋼（規(guī)格12#-500-1），兩錨索間距1.5米，起錨高度1.0米，施工角度均垂直于巷道兩幫，所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和一支Z2360（后放）。
3.1.2兩幫補打底角螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400）,并上底金屬網(wǎng)（規(guī)格5500-1100），角錨桿距巷道底板0.3米，施工角度與水平線成-15o夾角，新上的金屬網(wǎng)與原有網(wǎng)片用8#鉛絲連接牢固；所用錨固劑型號為Z2360，每根錨桿一支錨固劑。
3.1.3在巷道的交叉口頂板補加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），在原有錨索的基礎(chǔ)上每排施工兩根錨索，保證交叉點及附近3米范圍內(nèi)頂板每排都有兩根錨索；所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和兩支Z2360（后放）。
3.1.4由于該巷局部發(fā)育了一系列小型褶曲，在地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤質(zhì)疏松，巷道超寬0.1～0.5米，局部達到1米之多。經(jīng)統(tǒng)計，巷道超寬大于0.5米的巷道有千余米，所以以上設(shè)計只在巷道超寬小于0.5米的地點應(yīng)用，在大于0.5米的巷道中參考以上設(shè)計加強支護，根據(jù)超寬的實際情況幫錨索排距改為2米和1米。
3.1.5該巷局部有超高段，巷道高度達到5.0-5.5米，在該段支護要加強，正巷頂板要補加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），每排2根，排距1米；根據(jù)超高的實際情況幫錨索布置改為三花布置，排距為2米和1米。
3.2 33024巷留巷設(shè)計
3.2.1靠22巷道的一幫補打底角螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400）并上底金屬網(wǎng)（規(guī)格5500-1100），角錨桿距巷道底板0.3米，施工角度與水平線成-10o夾角，新上的金屬網(wǎng)與原有網(wǎng)片用8#鉛絲連接牢固；所用錨固劑型號為Z2360，每根錨桿一支錨固劑。
3.2.2在巷道的交叉口頂板補加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），在原有錨索的基礎(chǔ)上每排施工兩根錨索，保證交叉點及附近3米范圍內(nèi)頂板至少每兩排有兩根17.8的錨索；所用錨固劑分別為Z2360、K2335兩種，每根幫錨索分別用一支K2335（先放）和兩支K2360（后放）。
3.2.3 該巷同33022巷一樣，也存在有約千余米的超寬段，所以以上設(shè)計只在巷道超寬小于0.5米的地點應(yīng)用，在大于0.5米的巷道中參考以上設(shè)計加強支護，根據(jù)超寬的實際情況左幫施工錨索，兩花布置，排距3米到4米。
3.2.4 該巷局部超高段巷道高度達到5.0-5.5米，在該段支護要加強，正巷頂板要補加錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1），每排2根，排距1米；根據(jù)超高的實際情況幫錨索布置改為三花布置，排距為3米到4米。
3.3 33022、24巷橫川及交叉口留巷設(shè)計
3.3.1 22巷兩側(cè)橫川口采用頂、幫錨索聯(lián)合支護：23巷側(cè)橫川口為連采進刀端，跨度均在11米左右，頂板補加6根錨索（規(guī)格為Φ17.8-9300-1），其中2根鎖口錨索。24巷側(cè)橫川口為貫通端，跨度8米左右，頂板補加3根錨索（規(guī)格為Φ17.8-8300-1）；兩橫川口往里4米及附近4米范圍內(nèi)的巷幫均補加幫錨索和底角錨桿，錨索為兩花布置，根據(jù)現(xiàn)場情況排距2米和1米，錨桿為螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400），排距1米。
3.3.2 24巷左側(cè)橫川口采用頂、幫錨索聯(lián)合支護：24巷橫川口為連采進刀端，跨度均在11米左右，頂板補加6根錨索（規(guī)格為Φ17.8-9300-1），其中2根鎖口錨索。橫川口往里4米及附近4米范圍內(nèi)的巷幫均補加幫錨索和底角錨桿，錨索為兩花布置，根據(jù)現(xiàn)場情況排距2米到3米，錨桿為螺紋鋼錨桿（規(guī)格Φ20-M22-2400），排距1米。
3.3.3 在33022與33024巷的橫川內(nèi)靠33022巷側(cè)打兩個井字形木垛，在33022與33024巷的橫川內(nèi)靠33022巷側(cè)打一個井字形木垛，木垛采用R200、長度2000mm的板梁搭設(shè)。$Page_Split$
4 33022、24留巷礦壓觀測
4.1 測站布置：共布置兩個簡易測站，分別距切眼592米和624米，依次編號為1#測站、2#測站，每個簡易測站安設(shè)一個表面位移和一個頂板離層儀。
采用十字布點法安設(shè)表面位移監(jiān)測斷面，如圖6。在頂板中部垂直方向和兩幫水平方向鉆Φ28mm的孔，將Φ29mm、長400mm的木樁打入孔中，頂板和上幫端部安設(shè)彎頭測釘，底板和下幫木樁端部安設(shè)平頭測釘。
圖6：巷道測點布置圖
在每個表面位移測站附近一米左右安設(shè)一個頂板離層儀監(jiān)測頂板離層情況，深基點安裝在頂板7米深度，淺基點安裝在頂板2米深度內(nèi)。
4.2觀測數(shù)據(jù)及分析：
2004年5月19日安設(shè)好簡易測站，并進行了首次觀測，至2004年6月25日觀測結(jié)束，其間共觀測了5次。
4.3、觀測結(jié)論：
4.3.11#測站兩幫稱近量70毫米，其中左幫26毫米、右?guī)?/span>44毫米，頂?shù)装逡平?/span>91毫米，其中頂板下沉量46毫米、底鼓量39毫米。
2#測站兩幫移近量64毫米，其中左幫26毫米、右?guī)?/span>36毫米，頂?shù)装逡平?/span>15毫米，其中頂板下沉量3毫米、底鼓量12毫米。
由以上數(shù)據(jù)可知，頂?shù)装逡平窟h遠小于300毫米，在控制范圍之內(nèi)，說明巷道支護效果較好，留巷比較成功。
4.3.2工作面超前壓力對巷道支護影響較小，滯后壓力對巷道影響較大，一般在滯后工作面150～200米巷道斷面開始發(fā)生較大變化。
4.3.3結(jié)合現(xiàn)場實際情況，巷道應(yīng)力區(qū)域主要集中在超前工作面50米至滯后工作面340米共390米范圍內(nèi)，在滯后工作面340米以后巷道所受應(yīng)力漸漸達到平衡，巷道趨于穩(wěn)定，巷道斷面不再發(fā)生大的變化。
4.3.4通過對頂板離層指示儀觀測數(shù)據(jù)分析，頂板離層儀外測筒讀數(shù)無變化，說明錨桿支護效果較好，在錨桿錨固范圍內(nèi)未發(fā)生顯著離層。1#測站頂板離層儀內(nèi)測筒主讀數(shù)由15到54，說明在錨桿錨固范圍外、頂板7米深度范圍內(nèi)，頂板離層39毫米，由表面位移測站頂板下沉量為46毫米，說明在頂板深度7米范圍外頂板發(fā)生離層，離層值為7毫米。
5結(jié)論
5.1 在33022、33024留巷成功之后，我礦又相繼進行了33012、33014巷的留巷，除33012巷局部地段有小范圍底鼓以外，基本上達到了預(yù)期的效果，證明33022、22024巷的留巷設(shè)計方案是可行的。通過留巷，不僅緩解了我礦銜接緊張的局面，而且避免了大量煤炭資源的浪費。例如，33022、24巷的留設(shè)成功，使3301工作面減少掘進工程量6810米，多采出煤量110萬噸。同時，可將留巷支護技術(shù)推廣應(yīng)用至其它盤區(qū)，大幅度提高盤區(qū)萬噸掘進率及回采率。以我礦規(guī)劃的東四盤區(qū)為例，該盤區(qū)共布置4個3400米的大采高工作面，通過留巷，整個盤區(qū)減少掘進工程量21450米，多采出煤量402萬噸。
5.2 動壓區(qū)留巷應(yīng)緊密的同地質(zhì)條件相結(jié)合，尤其是隱性構(gòu)造區(qū)。在生產(chǎn)的過程中，往往在許多巷道掘進中并沒有異常的變化，但由于該區(qū)域裂隙的發(fā)育度、周邊圍巖的強度等因素的變化造成巷道壓力較大，因此在整條巷道的支護設(shè)計中要考慮到巷道各區(qū)段地質(zhì)條件的變化，分區(qū)段考慮支護強度的變化。
5.3 留巷要結(jié)合所留巷道的用途及其對巷道變形量的承受能力決定支護強度的大小，避免支護過剩及不必要的材料、人力浪費。
5.4 加強留巷過程中的礦壓觀測，根據(jù)巷道壓力顯現(xiàn)情況適時調(diào)整巷道的支護強度。
5.5 如果有條件要提前完成地應(yīng)力、圍巖參數(shù)等測定工作，以便為設(shè)計方案的提出提供更有利的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
第一作者簡歷：
劉軍鋒，男，1978年12月，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學，現(xiàn)在晉城煤業(yè)集團寺河礦從事采掘設(shè)計工作，助理工程師。電話：(0356)3698642；E-mail:liujunfeng1978@163.com。
