??? 關(guān)于空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及其與放出率、巖層幾何力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，已經(jīng)另文發(fā)表。
3.2四面“孤島”采場(chǎng)的礦壓控制實(shí)踐
??? 本節(jié)以河南義馬煤業(yè)集團(tuán)某綜放采場(chǎng)穿越巨厚礫巖下高壓煤柱為例，闡述四面“孤島”開(kāi)采的礦壓控制技術(shù)。
??? 采場(chǎng)的基本條件
??? 該采場(chǎng)傾斜長(zhǎng)度223 m，走向長(zhǎng)度1460 m，其中自切眼開(kāi)始580 m為頂分層未采區(qū)，外段880 m為頂分層已采區(qū)，工作面上、下側(cè)均為采空區(qū)，上下巷均采用留小煤柱沿空掘巷和錨網(wǎng)架聯(lián)合支護(hù)，其中上巷側(cè)煤柱寬度為4-5 m，下巷側(cè)煤柱寬度為6-7 m。煤層平均厚度9.5 m，其中采高2.5 m，頂煤厚7m。傾角平均12°，煤層上的巖層依次為:粗砂巖10.5 m,中砂巖6.76 m、粉砂巖8.41 m、煤線(xiàn)0.04 m、泥巖15.67m、煤線(xiàn)0.52 m、砂巖互層26 m。再往上為多組厚層礫巖。
??? 采場(chǎng)礦壓控制的總體方案
??? (1)在理論上預(yù)計(jì)巖層結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并預(yù)計(jì)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律[4-6]
??? (2)制定礦壓監(jiān)測(cè)方案:a)采用鉆孔應(yīng)力計(jì)監(jiān)測(cè)煤柱內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，從而判斷和預(yù)報(bào)煤體是發(fā)生沖擊破壞還是快速變形，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施;b)監(jiān)測(cè)采場(chǎng)支架壓力從而監(jiān)控采場(chǎng)內(nèi)的安全狀況;c)監(jiān)測(cè)順槽圍巖變形規(guī)律，從而確定支護(hù)方式和加固、翻修的時(shí)間、地點(diǎn)和程度。
??? (3)制定了水、火、瓦斯的防治預(yù)案。
??? (4)改變工藝參數(shù)以適應(yīng)巖層運(yùn)動(dòng)和壓力顯現(xiàn)，如:適時(shí)降低頂煤回收率和切割高度，減小巖層運(yùn)動(dòng)的范圍，從而減弱礦壓顯現(xiàn)程度;改變作業(yè)程序，加快推進(jìn)速度;調(diào)整工作面推進(jìn)方向，人為造成煤壁的“分段來(lái)壓”;進(jìn)入煤柱區(qū)前，提前調(diào)整和維護(hù)好采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶機(jī)、泵站等設(shè)備，確?？焖偻七M(jìn);加強(qiáng)兩巷和端頭支護(hù)，按要求開(kāi)掘安全通道等。
??? 實(shí)施后取得的主要結(jié)果
??? (1)煤柱破壞形式的判定
??? 圖4是距離分層采場(chǎng)停采線(xiàn)46 m (#5點(diǎn))和52m ( #6點(diǎn))處煤體深部20 m處鉆孔應(yīng)力計(jì)的曲線(xiàn)圖。由圖中可以看出，5月1日起，應(yīng)力值開(kāi)始急劇下降，說(shuō)明煤體開(kāi)始破裂，此時(shí)煤柱的寬度為92 m, #5點(diǎn)和#6點(diǎn)分別距離綜放面46 m和40 m。依此可以判定，煤柱將以快速變形的方式破壞。



??? (2)依據(jù)巷道的變形速度確定翻修的方案
??? 根據(jù)礦壓觀測(cè)結(jié)果確定擴(kuò)修時(shí)間間隔，以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需要和最少投入為原則。大致規(guī)律是:以?xún)蓭鸵平?.7 m為臨界值，距離分層采場(chǎng)停采線(xiàn)300 m以外的巷道，擴(kuò)修間隔為6090 d; 300200 m以?xún)?nèi)的巷
道為40-60 d; 200m-100 m以?xún)?nèi)的巷道為30-40 d .100 m以?xún)?nèi)的巷道則采取構(gòu)筑安全通道、加強(qiáng)支護(hù)等措施保障安全。大部分地段實(shí)現(xiàn)了一次擴(kuò)修到位的目標(biāo)。
??? (3)穿越煤柱地段構(gòu)筑安全通道
??? 隨著煤柱尺寸的逐漸減小，兩巷變形速度將急劇增加并有因煤炮引發(fā)煤體突出堵塞巷道的危險(xiǎn)。根據(jù)礦壓觀測(cè)結(jié)果，從煤柱寬度為60 m起，到分層采場(chǎng)停采線(xiàn)，在兩巷中構(gòu)筑安全通道。安全通道尺寸與支護(hù)方式為:兩巷的安全均設(shè)在巷道下邦，通道寬1.0 m,高2.8 m，頂幫均采用錨網(wǎng)并用單體液壓支柱配合金屬頂梁支護(hù)。
??? (4)采用快速可靠的加固和封堵材料
??? 采場(chǎng)臨近高壓區(qū)時(shí)，區(qū)段小煤柱破裂嚴(yán)重，兩個(gè)端頭壓力很大，為了確保安全，選擇了注射“馬麗散”加固煤體的方案。“馬麗散”是一種低粘度、雙組分合成高分子一聚亞胺膠脂材料，能很好地滲入細(xì)小的裂縫中，有極好的粘合能力和良好的韌性，可與水反應(yīng)并封閉水流。注漿加固完成后，經(jīng)受了采煤工作面超前壓力的劇烈影響，巷道變形明顯減小，轉(zhuǎn)載機(jī)順利通過(guò)加固段，施工效果基本達(dá)到要求。
上下巷防滅火、防瓦斯工程中，下巷注射了“羅克休”。“羅克休”產(chǎn)品是由兩種成分組成的注射產(chǎn)品，用于充填、密閉、防火和加固地層。由于頂煤破碎，普通鉆孔存在塌孔問(wèn)題，所以采用了特制的自帶鉆頭的注漿麻花空心管，順利解決了塌孔問(wèn)題，使注漿得以順利實(shí)施。為防止漏漿，在頂板上鋪設(shè)了彩條布?！傲_克休”充填后，破碎頂煤得到加固，為補(bǔ)打錨桿創(chuàng)造了條件，其綜合效果使得巷道變形明顯減小，維護(hù)狀況得到明顯改善。充填后，且直到回采結(jié)束，試驗(yàn)段巷道沒(méi)有出現(xiàn)自然發(fā)火征兆。試驗(yàn)基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
??? 通過(guò)上述綜合技術(shù)方案，采場(chǎng)安全采過(guò)了高壓煤柱。
4結(jié)論
??? (1)四面采空“孤島”采場(chǎng)越來(lái)越成為深部和老礦井的重大安全隱患，專(zhuān)題研究這類(lèi)采場(chǎng)的礦壓控制問(wèn)題具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值，提出了三種典型的四面采空“孤島”的開(kāi)采地質(zhì)條件。
??? (2)將四面采空“孤島”采場(chǎng)覆巖視為多層空間結(jié)構(gòu)，有助于正確認(rèn)識(shí)巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其與采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系，在理論上作出合理的分析。
??? (3)制定并實(shí)施了采場(chǎng)礦壓控制的總體方案，通過(guò)鉆孔應(yīng)力計(jì)監(jiān)測(cè)煤柱內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了煤體破壞形式的判斷，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施;通過(guò)監(jiān)測(cè)采場(chǎng)支架壓力從而實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控采場(chǎng)內(nèi)的頂板安全狀況;通過(guò)監(jiān)測(cè)順槽圍巖變形規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了順槽圍巖支護(hù)方式和加固、翻修等的科學(xué)決策。
??? (4)采用新材料進(jìn)行煤體的加固和封堵，是防治災(zāi)害的有效手段。
??? 衷心感謝河南省義馬煤業(yè)集團(tuán)以及常村礦課題組的大力支持和良好合作!
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