深部近距离下位煤层回采巷道围岩变形控制

摘要

平顶山矿区戊组煤、己组煤均为(极)近距离煤层群,煤层层间距为2～15 m,戊组煤层与己组煤层间距180 m左右,覆岩厚度为700～1000 m.因为埋深大、受上位煤层遗留煤柱集中应力和多次工作面采动影响,巷道围岩应力分布复杂、应力水平高、破碎且可锚性差,易发生大变形,投入维护成本高.为了解决深部近距离下位煤层回采巷道围岩应力分布复杂、多次采动影响造成巷道支护困难的问题,系统分析了己15-31010运输巷受采动影响的围岩应力分布及巷道变形特征,上煤层回采过程中,巷道围岩垂直应力峰值比下煤层回采时高出18.72％,巷道表面位移增速显著,两帮塑性区范围最大3 m,顶板塑性区范围最大1.5 m.基于降低围岩应力、提升支护强度的原则,提出了以"卸-让-抗"为核心的动态立体支护对策,设计了巷道顶板采用超高强让压锚杆+钢筋网+M型钢带+锚索,支护帮部采用等强树脂锚杆+钢筋网+钢筋梯梁+锚索支护,围岩应力集中区或关键部位进行卸压的总体方案,将锚索之间用单股钢绞线连接形成三维整体,对巷道围岩浅部和深部、横向和纵向进行全方位立体支护,爆破卸压释放围岩初期变形压力,局部高应力区钻孔将煤体较高的能量进行释放,让压锚杆缓解支护结构承受载荷.该方案有效地将巷道围岩集中应力从距巷道表面2.5 m转移到距巷道表面8.0 m的围岩深部,对该方案进行的工业性试验结果表明:上煤层开采时,巷道两帮最大移近量240 mm,顶底板最大移近量156 mm,下煤层开采时,巷道两帮最大移近量335 mm,顶底板最大移近量230 mm,巷道支护效果良好,能有效控制巷道围岩变形,可为类似条件的回采巷道围岩控制提供参考.