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1、采煤工作面跨采技术总结随着矿井生产的延续，在采煤工作面回采区域内、下覆系统巷道及老巷不断增多，给回采工作带来了较大的影响，也降低了矿井煤炭资源回收率。我矿二采区已回采的多块工作面都有跨巷开采的技术实例，主要采取的技术措施均为采前加固支护、跨巷时实行区域巷道封闭管理、跨采后及时修复加固（若为废弃老巷则及时封闭）；跨采老巷提前充填底板薄弱区域。例：2812工作面跨采221材料回风上山的经验1、跨采条件1.1 工作面概况2812工作面位于一水平二采区第一区段，属最底层可采煤层，上覆2212工作面（已回采）及2312-2工作面（已回采）、2312-1工作面已布置完毕，即将回采
2、。工作面以北为南北矿边界隔离煤柱，以东为2811工作面采止保安煤柱，以南为2824工作面（正在布置），以西为一、二采区隔离煤柱。工作面平均走向长度452m、倾斜长度113m、工作面煤层倾角8°、面积（斜面积）51578㎡。工作面范围内煤厚3.0m～3.9m；平均3.5m。伪顶为0.10～0.30m灰色薄层状粉砂质泥岩；直接顶为2.0m～2.6m灰色泥质粉砂岩，含一层0.2m厚的煤线；老顶为14.5～16m左右灰色薄至中厚层状粉砂岩，含较多黄铁矿结核，层理明显。直接底为2.00～2.50m浅灰黄色粘土岩、夹少量粉砂质泥岩；老底为1.00～2.80浅灰色细砂岩。1.2 老
3、巷概况采区设计时221材料回风上山老巷布置在该工作面回采区域内,自+600m总风底版道穿至工作面上方2#煤层内,现工作面推采时,需要推采过此斜巷。该巷采用锚喷支护（局部架设有螺纹钢格栅支架）,半圆拱型,宽2.9m,高2.95m,斜长共计47m。1.3 问题的提出由于221材料回风上山老巷布置在该工作面回采区域内,采用常规推采方法将会对开采过程中的安全构成威胁,若丢弃剩余煤炭不回采,又会丢弃掉部分煤炭,造成浪费,并且会增加煤柱压桩范围，加大下覆区域系统巷道的维修难度。因此有必要针对现场实际采取特殊措施,使该工作面安全推过此穿层斜交转载斜巷。2、跨采方案设计2.1 跨采设
4、计技术分析根据该巷与工作面相对位置关系及巷道围岩运动变化发展过程,巷道破坏需经历以下5个阶段:(1)斜巷工作面底板段轻微影响阶段;(2)斜巷工作面底板段显著影响阶段;(3)斜巷工作面与巷道相交阶段;(4)斜巷工作面顶板显著影响阶段;(5)斜巷工作面顶板轻微影响阶段。支护设计的重点在于确定顶板及底板显著变化的临界距离提出支护措施,根据工作面支承压力分布特征、底板矿山压力分布特征、老巷围岩状态等提出合理跨采方案。在一个周期来压过程中,顶板支承压力的分布和显现,包含以下两个过程:(1)岩梁运动相对稳定的发展过程。在此过程中支承压力大小和分布的变化都是渐进的、均衡的,在巷道和
5、工作面附近支承压力显现的变化是平缓的均匀的(2)岩梁运动显著变化的发展过程,在这个过程中,从岩梁断裂前夕开始,至老顶运动结束,随岩梁的运动状态的明显改变,支承压力分布和显现急剧变化,支承压力的分布主要包括:岩梁断裂时,在断裂部位应力集中;断裂结束后,断裂线附近的力下降和迅速向两侧转移,支承压力分布明显的分为内外应力场;随工作面推进和岩梁回转运动加速内应力场的高峰向煤壁方向转移,直至岩梁触矸,压力降到最小,外应力场重新向前方扩展。工作面采时底板应力分布和巷道围岩应力是遵循一定规律变化的。工作面跨采时,底顶岩层中最大主应力σ及其与煤层法线夹角α的变化情况表明:围岩主应力方
6、向随工作面逼进逐渐回转,工作面前方5m以外α值较小,巷道两帮及拱部变化较小,不对称分布,但工作面煤壁下方4m,α值达到20°～50°时,巷道反推进方向侧的帮及拱部出现了上述破坏现象。巷道距离煤层的法向距离越小,α值变化越大,这种破坏特征越明显。因此,对上述容易破坏的部位,应加强支护,且应提前加固。为进一步明确加固范围,需要找出在采动影响下,采煤引起的底板破坏深度。根据矿压理论,工作面底板支承力划分为3个区。即Ⅰ区主动应力区(即高应力压缩区),Ⅱ区为过渡区,Ⅲ区为被动应力区(拉断鼓胀区)。根据经验公式有:D=rCOSθ r=reαtanΨ式中:D—底板破坏深度;r—
7、破坏区域半径;Ψ—底板岩石内摩擦角;α—应力移动扩展角。根据上述公式,计算出处于工作面底板下方3.5m范围段巷道围岩发生明显的变形,周边出现塑性破坏区,围岩塑性区随应力的增加而扩展,从而引起明显的矿压显现因此需要对该范围的围岩进行重点加固。2.2 工作面跨采斜巷技术措施(1)采前充填加固:老巷穿层布置,与工作面煤岩层呈立体交叉关系,开门点位于煤层底板内,逐渐向北为穿层布置,过渡到煤层顶板内。为减缓应力集中的影响,需要对巷道围岩进行早期加固。巷道A区采用木垛及浮矸充填的矸石带进行加固,充填范围为自巷道与煤层交叉处0.5m岩柱至巷道拱顶距离煤层底板岩柱3
