2305工作面回风顺槽矿压观测分析.docx

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2305工作面回风顺槽矿压观测分析

山西三元煤业股份有限公司

2305工作面回风顺槽矿压观测分析报告

生产技术科徐国建

二〇一五年四月二十七日

2305工作面回风顺槽矿压观测分析报告

一、工作面概况

2305工作面位于二采区，工作面地表标高+932m—+936m，井下标高+583m—+640m。

工作面井下东面为矿界煤柱,南接长晋高速公路保护煤柱,西为2303工作面（采空区）隔离煤柱（煤柱宽12.0m），北为二采区巷道保护煤柱。

2305工作面切眼距2303工作面切眼（采空区边沿）65.0m。

工作面老顶砂质泥岩及中粒砂岩，厚924.1m，直接顶砂质砂岩厚2.45m。

2305工作面12月15日八点班开始试生产，截止2015年4月27日，2305工作面已推进大约445.7m。

根据观测，工作面在推进至35.0m（采空区跨度42.0m）时。

工作面老顶缓慢下沉局部发生跨落，工作面自端尾向端头逐步老顶初次发生断裂。

工作面开始进入初压阶段.待工作面推进至40.0m时,老顶逐步垮落完毕。

二、2305工作面回风顺槽支护形式

2305回采工作面的回风顺槽均沿煤层顶沿底板掘进，托顶煤厚度4.1m，均为锚网索支护，2305工作面运输顺槽设计断面为矩形，采用锚网（索）+钢带联合支护，巷道尺寸为净宽4.5m，高3.05m。

三、工作面回风顺槽超前支护的最初支护方式及其矿压观测情况

1、工作面超前支护采用ZTF16800/22/42型超前支护支架进行支护，每排2架，共7架，每架6355mm，架中心距2100mm。

2、2305回风顺槽矿压观测情况

2305工作面在推进100.0m时，回风顺槽因采动影响巷道变形开始明显，突出表现在巷道宽度变化较大。

元月21日沿回风顺槽设观测点50组。

依H15号导线点为1号观测点，向里每十米一组，共设置5组；向外每10m一个点，共设置45个点。

通过元月26日观测，巷道变化情况如下：

（1）、距工作面20.0m范围内巷道变形大。

从观测数据看出，2天内变形较大的点为4、3号，（5号因回采看不到了），这三个观测点巷道宽度减少了360-640mm，平均每天减少250mm。

顶板下沉160.0mm，平均每天下沉80mm。

底板鼓起60.0mm，平均每天鼓起300mm。

（2）距工作面30-80m范围内，观测点巷道宽度减少了30-90mm，平均每天减少30mm。

顶板下沉0-115mm，平均每天下沉17mm。

底板鼓起4.0mm，平均每天鼓起2.0mm。

（3）距工作面90-500m范围内巷道变化轻微。

从观测数据看出，沿2305回风顺槽距工作面90.0m至500.0m内，共有40个观测点，平均巷道宽度减少1.75mm。

顶板下沉0mm，底板鼓起4.4mm（四个点有轻微鼓起）。

四、工作面回风顺槽超前支护方式改进后及其矿压观测情况

1、改进后的工作面超前支护方式

2305工作面端尾支护由于受侧压挤压，端尾液压支架距巷帮仅有0.9m宽，已不能按规程要求支设超前支架。

将端尾处超前支架撤出，改由在风巷超前支护范围内套支3.2m长л型钢梁，配合DW42单体液压支柱支设一梁三柱支护，支设距离不小于20.0m。

并且在支设л型钢梁棚的前提下，将原有的七架ZTF16800/22/42型超前支护支架沿风巷靠采空区侧帮部一字型排开加强支护。

同时为防止2305风巷1在2305工作面推采过程中顶板下沉或对帮部挤压，于2015年2月初对2305风巷1顶帮进行补强锚索加固支护，在原锚索排距1.6m的基础上，又加打一排，使锚索排距改为0.8m。

通过对风巷超前支护方式的改进，巷道变形减小，效果较明显。

2、2305回风顺槽矿压观测情况

（1）距工作面20.0m范围内巷道变形大。

从观测数据看出，2月10日至12日，同一观测点巷道宽度减少了120-380mm，平均巷道宽度减少了250mm，每天减少120mm。

顶板下沉100.0mm，平均每天下沉30mm。

（2）距工作面30.0m范围外巷道逐步减少。

从观测数据看出，距工作面30-80m范围内，2月10日至12日，同一观测点巷道宽度减少了60-100mm，平均巷道宽度减少了80mm，平均每天减少30mm。

顶板下沉80-0mm，平均每天下沉8mm。

（3）距工作面90-500m范围内巷道变化轻微。

从观测数据看出，沿2305回风顺槽距工作面90.0m至500.0m内，共有40个观测点，平均巷道宽度减少1.75mm。

顶板下沉0mm，底板鼓起4.4mm。

五、2305风巷采取注浆加固措施后的情况

1、针对2305风巷压力显现较强的问题，为防止2305风巷1在2305工作面推采过程中顶板下沉或对帮部挤压，为此改变了超前支护的支护方式，并在补强锚索的基础上，于3月15日开始对工作面回风顺槽的靠采空区侧帮部进行了注浆加固。

注浆孔深4m,孔径42mm。

注浆孔间距0.8m，排距1.6m，每排2个，交错布置。

注浆使用材料：

高水速凝材料（其中：

甲料：

硫铝酸盐水泥熟料、缓凝剂和悬浮剂等混合而成。

乙料：

石膏、石灰、速凝剂、悬浮剂混合而成。

）以注浆泵压力表升到2MPa或巷道帮出现开裂、响动等异样现象时为达到注浆标准。

2、2305回风顺槽矿压观测情况

（1）距工作面20.0m范围内巷道变形大。

从观测数据看出（风巷4.24-4.27日变化）：

此时工作面进入注浆段30.0m，工作面出口最窄3010mm；超前支护20.0范围内，3天内同一点宽度减少了150-280mm，底板鼓起200mm；平均每天减少76mm。

（2）风巷30.0m—50m内宽度减小20-100mm。

平均每天减少40mm。

高度保证了3.1m以上。

50.0m以外宽度减小10-0mm。

3、以2305风巷未注浆的20#观测点与注浆后的32#观测点对比。

（1）20#点自3月9日-3月25日回采前，巷宽由4200mm逐渐减小为3150mm，月累计变形减小了1050mm，其中至3月19日，进入超前支护范围内（距工作面20.0m）时减小了280.0mm；在前超前支护内巷宽变形加快，至临采前（3月25日）减小了770mm。

（2）32#点自4月10日-4月27日回采前，巷宽由4030mm逐渐减小为3250mm，月累计变形减小了780mm，其中进入工作面超前支护范围前，距工作面20.0m（4月22日）时减小了390.0mm，前超前支护内巷宽变形加快，至临采前（4月27日）减小了390mm。

通过上述实测数据可以看出：

（1）随工作面推采，因受2305回采动压影响和2303采空区影响，距工作面20.0范围内矿压显现强烈，回风顺槽靠2303采空区侧煤柱整体变形或位移，导致巷道宽度减少及顶板下沉，工作面实体煤侧变化较小。

工作面超前支护范围内需加强支护。

（2）距工作面30至50.0m范围时，巷道受压力影响产生变化，采空区侧煤柱煤体变形导致巷道轻微变形，支护加固方式满足要求，要注意观察巷道变化，及时处置和加强支护。

（3）距工作面50.0m以外的巷道支护加固有效，巷道受压力影响产生变化较小，巷道变化轻微。

六、结论及采取的措施

通过上述实测数据可以看出：

1、注浆加固对巷道支护效果较明显，重点在工作面超前支护范围内，每天比补强锚索时的巷道宽度减小了56mm。

在工作面超前支护范围外，每天比补强锚索时的巷道宽度减小了10mm。

2、巷道注浆加固后，巷道累计变形减小量减小了270mm，其中超前支护以里累计减小了380mm。

3、2305工作面自2014年12月底开始回采至今，以推进445.7m，由于风巷受2303采空区压力及工作面推采过程中的采动超前压力的双重影响，对2305风巷超前支护和巷道支护前后进行了多处改进和加固，特别是注浆加固采空区侧煤柱，效果比较明显。

4、由于工作面风巷沿煤层底板掘进，上托4.1m厚度的煤层，在上述双重压力的影响下，工作面超前支护范围内的矿压活动明显，仍然对巷道维护产生较大影响。

特别是工作面周期来压期间，工作面出口处压力更为强烈。

为了确保风巷的支护，最大限度地减少巷道变形，建议在原有支护方式及加固方式上采取一下几点措施：

1、加强工作面超前支护范围内的支护，特别是钢梁棚的单体液压支柱，要确保支柱初撑力达到11.5MPa。

同时在支设靠近采空区侧帮部的支柱时，为防止巷道变形挤进将柱脚挤偏，可将单柱离开帮部500mm处支设。

这就要求超前支架支设时也偏离帮部600mm。

2、由于超前支架的支护强度大于单体液压支柱和钢梁棚的支柱强度，如果超前支架在支设和移架时反复升降，对巷道顶部煤层产生了较大的影响，使煤层破碎离层，同时由于超前支架升紧时，导致单体液压支柱的初撑力为0或减小，甚至有的支柱因钢梁升起而歪倒，这就使巷道钢梁棚和2305巷道采空区侧煤柱的压力增大，加快了巷道变形。

因此特别强调在此情况下，超前支架不要升的太紧，仅仅升起防止支架歪倒即可，必要时可以撤出。

同时注意每次移动超前支架后要及时对单体液压支柱进行二次或多次补液，以确保支柱初撑力和钢梁棚的稳定。

生产科

2015年4月27日

2305工作面风巷矿压观测分析

1、工作面超前支护采用ZTF16800/22/42型超前支护支架进行支护时，回风顺槽因采动影响巷道变形开始明显，突出表现在巷道宽度变化较大。

通过元月26日观测，巷道变化情况如下：

（1）、距工作面20.0m范围内巷道变形大。

从观测数据看出，2天内观测点巷道宽度减少了640-360mm，平均每天减少250mm。

顶板下沉160.0mm，平均每天下沉80mm。

底板鼓起60.0mm，平均每天鼓起300mm。

（2）距工作面30-80m范围内，观测点巷道宽度减少了90-30mm，平均每天减少30mm。

顶板下沉115-0mm，平均每天下沉17mm。

底板鼓起4.0mm，平均每天鼓起2.0mm。

（3）距工作面90-500m范围内巷道变化轻微，平均巷道宽度减少1.75mm。

顶板下沉0mm。

2、风巷超前支护范围内套支3.2m长л型钢梁，配合DW42单体液压支柱支设一梁三柱支护，支设距离不小于20.0m。

并且在支设л型钢梁棚的前提下，将原有的七架ZTF16800/22/42型超前支护支架沿风巷靠采空区侧帮部一字型排开加强支护，并顶部进行补强锚索加固支护，通过观测，巷道变化情况如下：

（1）距工作面20.0m范围内巷道变形大。

同一观测点巷道宽度减少了380-120mm，平均巷道宽度减少了250mm，每天减少120mm。

顶板下沉100.0mm，平均每天下沉30mm。

（2）距工作面30-80m范围内巷道逐步减少。

从观测数据看出，同一观测点巷道宽度减少了100-60mm，平均巷道宽度减少了80mm，平均每天减少30mm。

顶板下沉80-0mm，平均每天下沉8mm。

（3）距工作面90-500m范围内巷道变化轻微。

3、在补强锚索的基础上，于3月15日开始对工作面距工作面30-80m范围内顺槽的靠采空区侧帮部进行了注浆加固。

通过观测，巷道变化情况如下：

注浆后

（1）距工作面20.0m范围内巷道变形大。

从观测数据看出（风巷4.24-4.27日变化）：

此时工作面进入注浆段30.0m，工作面出口最窄3010mm；超前支护20.0范围内，3天内同一点宽度减少了280-150mm，平均每天减少76mm，底板鼓起200mm。

（2）风巷30.0m—50m内宽度减小100-20mm。

平均每天减少40mm。

高度保证了3.1m以上。

50.0m以外宽度减小10-0mm。

4、以2305风巷未注浆的20#观测点与注浆后的32#观测点对比。

（1）20#点自3月9日-3月25日回采前，巷宽由4200mm逐渐减小为3150mm，月累计变形减小了1050mm，其中至3月19日，进入超前支护范围内（距工作面20.0m）时减小了280.0mm；在前超前支护内巷宽变形加快，至临采前（3月25日）减小了770mm。

（2）32#点自4月10日-4月27日回采前，巷宽由4030mm逐渐减小为3250mm，月累计变形减小了780mm，其中进入工作面超前支护范围前，距工作面20.0m（4月22日）时减小了390.0mm，前超前支护内巷宽变形加快，至临采前（4月27日）减小了390mm。

通过上述实测数据可以看出：

3、注浆加固对巷道支护效果较明显，重点在工作面超前支护范围内，每天比补强锚索时的巷道宽度减小了56mm。

在工作面超前支护范围外，每天比补强锚索时的巷道宽度减小了10mm。

4、巷道注浆加固后，巷道累计变形减小量减小了270mm，其中超前支护以里累计减小了380mm。

3、加强工作面超前支护范围内的支护，特别是钢梁棚的单体液压支柱，要确保支柱初撑力达到11.5MPa。

同时在支设靠近采空区侧帮部的支柱时，为防止巷道变形挤进将柱脚挤偏，可将单柱离开帮部500mm处支设。

这就要求超前支架支设时也偏离帮部600mm。

4、由于超前支架的支护强度大于单体液压支柱和钢梁棚的支柱强度，如果超前支架在支设和移架时反复升降，对巷道顶部煤层产生了较大的影响，使煤层破碎离层，同时由于超前支架升紧时，导致单体液压支柱的初撑力为0或减小，甚至有的支柱因钢梁升起而歪倒，这就使巷道钢梁棚和2305巷道采空区侧煤柱的压力增大，加快了巷道变形。

因此特别强调在此情况下，超前支架不要升的太紧，仅仅升起防止支架歪倒即可，必要时可以撤出。

同时注意每次移动超前支架后要及时对单体液压支柱进行二次或多次补液，以确保支柱初撑力和钢梁棚的稳定。

H15点距工作面切眼

h12点距工作面切眼