【正文】 取得良好的效果。另外，爆破后巷道形狀發(fā)生了變化，以半圓拱形巷道為例，當(dāng)未進(jìn)行松動(dòng)爆破時(shí)，在巷道基角處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致底板巖層失穩(wěn)、破壞。底板切縫的卸壓能力主要取決于切縫深度、寬度及形狀、切縫與開(kāi)巷的間隔時(shí)間等。（3）卸壓法卸壓法與加固法控制底臌原理不同，主要通過(guò)切縫等一些方法改變巷道底板受力狀況，使其處于應(yīng)力降低區(qū)，從而保持底板穩(wěn)定。通過(guò)封閉式支架的底梁給底板巖層施加的反力提高了支架的整體支護(hù)阻力，也增加了支架控制底臌的支護(hù)阻力，改變底板巖層附近的應(yīng)力狀況，從而在一定程度上抑制底板巖層擴(kuò)容、彎曲及膨脹變形的產(chǎn)生。②底板注漿。巷道底臌的控制方法總結(jié)如下：雖然巷道底臌機(jī)理的研究相對(duì)緩慢，但目前國(guó)內(nèi)外各種控制底臌措施的探索工作卻十分活躍，試驗(yàn)成功了很多控制底臌的方法，歸納起來(lái)有以下幾種方法：（1）加固法加固法就是對(duì)底臌巷道底板巖層進(jìn)行支護(hù)或增強(qiáng)其強(qiáng)度，從而提高底板巖層的穩(wěn)定性，減小底臌量。討論了底板巖層地應(yīng)力狀態(tài)及穩(wěn)定性。底板管理是巷道圍巖控制的基礎(chǔ)，井下測(cè)試表明，在底板不支護(hù)的軟弱底板的回采巷道中，頂?shù)装逡平康?/3～3/4是底臌引起的，底臌造成的巷道維修量要占維護(hù)總量的80%以上。 圖1 古書(shū)院礦圍巖變形實(shí)拍照片因此，開(kāi)展研究項(xiàng)目“古書(shū)院礦15煤預(yù)留巷道雙采動(dòng)影響下圍巖控制技術(shù)研究”，治理該條件下巷道底臌、片幫問(wèn)題，保證預(yù)留巷道在服務(wù)期間圍巖的穩(wěn)定性，保證安全生產(chǎn)和工作面的正常銜接，對(duì)于古書(shū)院礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效有著重要意義。在回采152306工作面過(guò)程中， 1523072巷（膠帶巷）～，巷幫片幫嚴(yán)重，頂板變化不大。預(yù)留巷道服務(wù)兩個(gè)工作面。在目前已回采過(guò)的工作面預(yù)留巷道受上個(gè)工作面的采動(dòng)影響巷道出現(xiàn)不同程度的圍巖變形，巷道失去二次使用的作用。古書(shū)院礦圍巖變形實(shí)拍照片如圖1。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)概況長(zhǎng)期以來(lái)，回采巷道圍巖控制一直是人們所致力解決的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，其目的是為了保證巷道的正常使用，為礦井安全生產(chǎn)創(chuàng)造必要條件。為了使巷道斷面保持一定的大小，保證生產(chǎn)能夠進(jìn)行，人們通常采用人工起底來(lái)處理底臌，這樣不僅浪費(fèi)人力、物力，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，同時(shí)不能從根本上解決問(wèn)題，需反復(fù)起底。此外還有利用板殼理論建立了底板的壓曲微分方程，非線性大變形連續(xù)體力學(xué)理論也已用來(lái)進(jìn)行底臌量的計(jì)算。它包括底板錨桿、底板注漿及封閉式支架等形式。底板注漿主要用來(lái)加固底板破碎巖層，漿液主要有水泥漿、聚胺脂、高水材料等。加固法雖然可以起到一定的抑制底臌的作用，但在有強(qiáng)烈底臌趨勢(shì)的巷道中不僅材料消耗大、支護(hù)費(fèi)用高，而且并不能真正起到控制底臌的作用，原因在于加固法只能被動(dòng)維護(hù)底板，在高應(yīng)力、松軟底板的條件下，封閉式支架底梁往往無(wú)法充分發(fā)揮其承載能力，致使向巷道內(nèi)鼓起，失去控制底臌的能力；很多情況下，底板錨桿由于在松軟底板巖層中錨固基礎(chǔ)差而錨固力不足或延伸量不匹配而失效；底板注漿可提高底板淺部巖層的強(qiáng)度，如注漿達(dá)不到底板巖層的破壞深度，則上部已加固巖層會(huì)被下部巖層頂起，因此，注漿控制底臌的作用也是有限的。國(guó)內(nèi)外使用的卸壓法包括底板切縫、鉆孔、松動(dòng)爆破及卸壓煤柱等方法。② 打鉆孔在底板打鉆孔的卸壓機(jī)理與切縫類(lèi)似，此法可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：A 底板打鉆后，周邊應(yīng)力峰值顯著減小，應(yīng)力向圍巖深部轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移；B 打鉆孔后，底板內(nèi)形成一個(gè)卸壓區(qū)，在開(kāi)孔區(qū)域以外附近形成一個(gè)高壓區(qū)，使更大范圍的巖層承載，提高了圍巖的自承能力；C 鉆孔的直徑、孔深以及數(shù)目都影響著鉆孔的卸壓性能。當(dāng)實(shí)施松動(dòng)爆破后，巷道形狀近似橢圓形，它消除了拱形巷道底部的基角，改善了巷道受力狀態(tài)，減小了底臌。當(dāng)工作面一側(cè)的巷道沒(méi)有卸壓煤柱時(shí)，由于煤體內(nèi)受應(yīng)力集中作用，不僅使煤體嚴(yán)重向巷道內(nèi)涌入，而且使底板承受過(guò)大的壓應(yīng)力而產(chǎn)生底臌。它們都有各自的適用范圍。（4）巷旁充填法巷旁充填法控制底臌的原理與卸壓煤柱相似，首先把巷道兩幫一定范圍內(nèi)的煤采出，再填入充填材料，但充填材料的抗壓強(qiáng)度不超過(guò)頂?shù)装鍘r層，要求充填材料既有一定的支護(hù)阻力又有較好的讓壓性能，使巷幫應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移，達(dá)到控制底臌的作用。加固巷道幫、角的措施有幫角注漿和幫角錨桿，其作用是：① 減弱巷道角部應(yīng)力集中程度，在兩幫及角部形成自承能力較高的承載拱以控制兩幫和底角圍巖塑性區(qū)的發(fā)展；② 提高巷道兩幫與角部（尤其是底角）圍巖的自承能力，減少兩幫的變形；③通過(guò)加固巷道幫、角，減少由于兩幫破裂壓縮下沉所造成的底臌、體積膨脹量、頂板的破裂和離層，從而減少巷道底臌和頂板下沉量。 本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容及目標(biāo) 主要研究?jī)?nèi)容針對(duì)古書(shū)院煤礦15煤層預(yù)留巷道圍巖變形的特點(diǎn)，對(duì)以下幾方面的內(nèi)容進(jìn)行研究：（1）試驗(yàn)巷道的地質(zhì)和生產(chǎn)條件詳細(xì)調(diào)查；（2）研究巷道底板受力、變形特征；（3）試驗(yàn)巷道底臌原因及機(jī)理分析；（4）采用大型有限元分析數(shù)值計(jì)算軟件，結(jié)合相似模擬，對(duì)受雙采動(dòng)影響的試驗(yàn)巷道圍巖應(yīng)力、變形和破壞范圍計(jì)算，分析各種因素對(duì)巷道底板穩(wěn)定性的影響；（5）針對(duì)受雙采動(dòng)影響、嚴(yán)重底臌的預(yù)留巷道，研究制定科學(xué)合理的巷道圍巖控制技術(shù)；（6）制定巷道井下施工和礦壓監(jiān)測(cè)方案；（7）指導(dǎo)日常監(jiān)測(cè)，觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分析；（8）總結(jié)試驗(yàn)研究成果，編寫(xiě)課題研究報(bào)告。項(xiàng)目研究技術(shù)路線如圖2所示。該試驗(yàn)系統(tǒng)主要由主控計(jì)算機(jī)、數(shù)字控制器、手動(dòng)控制器、液壓控制器、液壓作動(dòng)器、三軸壓力源、液壓源以及進(jìn)行各種功能的試驗(yàn)附件等組成，如圖3所示。圖 3 巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)及控制系統(tǒng)采區(qū)內(nèi)的巷道多受動(dòng)壓(即采動(dòng))影響，開(kāi)拓巷道多受靜壓影響，而很少或不受采動(dòng)影響。（1）煤體內(nèi)開(kāi)掘巷道后，巷道圍巖出現(xiàn)應(yīng)力集中，在形成塑性變形區(qū)的過(guò)程中，圍巖向巷道空間顯著位移。（3）巷道受上區(qū)段工作面(A)的回采影響后，隨著回采引起的支承壓力的增長(zhǎng)，巷道圍巖應(yīng)力再次重新分布，塑性區(qū)顯著擴(kuò)大，圍巖變形急劇增長(zhǎng)。（4）回采引起的應(yīng)力重新分布趨向穩(wěn)定后，巷道圍巖的變形速度再一次顯著降低，但其變形量仍按流變規(guī)律緩慢而不斷地增長(zhǎng)。則巷道圍巖的總變形量為：u=u0+v0t0+u1+v1t1+u2式中 u0——掘巷引起的附加變形量，mm； v0——掘巷影響穩(wěn)定后的圍巖變形速度，mm/d； t0——巷道從掘進(jìn)至工作面(A)回采時(shí)的維護(hù)時(shí)間，d； u1——巷道初次受工作面(A)回來(lái)影響引起的附加變形量，u1； v1——回采影響穩(wěn)定后的變形速度，mm/d； t1——上、下區(qū)段工作面開(kāi)采的間隔時(shí)間，d； u2——巷道再次受工作面(B)回采影響引起的附加變形量，mm。監(jiān)測(cè)目標(biāo)：回采巷道變形發(fā)生、發(fā)展、穩(wěn)定規(guī)律研究；工作面采動(dòng)對(duì)巷道影響分析；回采巷道支護(hù)設(shè)計(jì)改進(jìn)。每個(gè)測(cè)站擬設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距為5m。如果生產(chǎn)和觀測(cè)互相影響，可在巷道一側(cè)開(kāi)掘煤龕，并在煤龕里安設(shè)測(cè)量?jī)x器。在頂、底板垂線方向以同樣的方法在底板設(shè)基點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)選用十字布置方式。 圖9 超前支護(hù)區(qū)域單體支柱壓力監(jiān)測(cè)儀器 圖10 鉆孔應(yīng)力計(jì)(2) 超前支護(hù)區(qū)巷道圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)一般來(lái)說(shuō)，工作面前方煤體由近及遠(yuǎn)可劃分為三個(gè)區(qū)域：塑性區(qū)，彈性區(qū)，原巖應(yīng)力區(qū)。圖10所示為超前支撐壓力觀測(cè)布置方案。影響巷道支護(hù)效果的因素很多，評(píng)判一條巷道支護(hù)效果的好壞所要考慮的評(píng)判因素不僅要考慮圍巖條件、采動(dòng)影響、煤柱尺寸、巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)等,還要考慮將要采用的錨桿支護(hù)參數(shù)，上述各因素相互制約、相互關(guān)聯(lián)。 152309工作面頂板弱化處理施工安全技術(shù)措施按照古書(shū)院礦已有的15230152307工作面頂板弱化處理的成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體實(shí)施。目前爆破弱化的方法有淺孔放頂、步距深孔爆破、超前深孔預(yù)裂爆破、地面深孔放頂?shù)?。通過(guò)超前深孔預(yù)裂爆破的方式弱化頂板，可以起到兩個(gè)作用，第一是減少初次來(lái)壓步距，第二是減小周期來(lái)壓步距。工作面切眼爆破鉆孔布置工作面設(shè)備安裝前，在切眼內(nèi)距老塘側(cè)巷幫1m處頂板打眼，180m長(zhǎng)的切眼共布置10組炮孔，分別為A、B、C、D、E和a、b、c 、d、e10組炮孔，A和a每組為2個(gè)炮孔；B、C、D和b、c、d每組為3個(gè)炮孔，E和e每組為4個(gè)炮孔，炮眼的具體參數(shù)為：BbCcDc1炮眼長(zhǎng)度為14m，仰角為32176。裝藥長(zhǎng)度7m，；Ee2炮眼長(zhǎng)度為14m，仰角30176。炮眼剩余部分用炮泥封滿，A組與a組對(duì)稱(chēng)，B組與b組對(duì)稱(chēng)，以此類(lèi)推。水平角度為90176。水平角度為18176。水平角度為18176。（2）1523093巷鉆孔布置。裝藥與封孔（1）裝藥采用炮棍直接將炸藥裝入到炮孔內(nèi)。一人負(fù)責(zé)裝藥卷并隨手適度拉緊導(dǎo)爆索；一人負(fù)責(zé)遞藥；一人負(fù)責(zé)拉緊炮棍內(nèi)的鋼絲繩（）；一人負(fù)責(zé)連接炮棍并與裝藥卷人共同用炮棍頂推藥卷到位并搗實(shí)，保證藥卷緊密接觸；一人負(fù)責(zé)遞炮棍；共5人參與裝藥過(guò)程。炮泥經(jīng)搗實(shí)后再裝下一次炮泥，封堵炮泥時(shí)不得損壞導(dǎo)爆索。退炮棍時(shí)，采用向外拉鋼絲繩的方法，嚴(yán)禁直接拉炮棍，防止炮棍脫節(jié)順炮眼滑出。起吊設(shè)備前，班組長(zhǎng)指派專(zhuān)人對(duì)起吊設(shè)備連接部位的穩(wěn)固、完好、安全、可靠性進(jìn)行詳細(xì)檢查，存在隱患必須先處理后作業(yè)，確認(rèn)安全無(wú)誤后方可起吊設(shè)備，否則嚴(yán)禁起吊。絞車(chē)司機(jī)必須持證上崗，嚴(yán)格按絞車(chē)牌板進(jìn)行掛車(chē)，嚴(yán)禁超掛車(chē)。爆破安全技術(shù)措施（1）放炮、火工品管理、通風(fēng)、瓦斯要嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦工人安全操作規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”制和“三人連鎖”放炮制。起爆時(shí)班組長(zhǎng)、爆破工和瓦斯檢查員（安檢員）三人必須同時(shí)在場(chǎng)，否則嚴(yán)禁起爆，嚴(yán)禁約時(shí)爆破。（4）裝藥前必須停電，且用皮帶把放炮地點(diǎn)附近20m范圍內(nèi)的各種電纜、管線、支架活柱進(jìn)行遮蓋保護(hù)，防止崩壞、崩傷電纜、管線和支架活柱表面。爆破母線與電纜、電線、信號(hào)線應(yīng)分別懸掛在巷道兩側(cè)，如遇到特殊情況必須掛在同一側(cè)時(shí)，爆破母線必須掛在電纜或信號(hào)線下方300mm處。爆破工躲避距離不得小于300m，并避開(kāi)直線方向。在放炮前提前通知負(fù)責(zé)警戒單位，清理人員并設(shè)崗警戒，未經(jīng)調(diào)度通知爆破結(jié)束，任何人不得擅自離崗，警戒人員執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)交接班制度。（9）在聯(lián)線爆破前，必須在爆破地點(diǎn)20m范圍內(nèi)進(jìn)行第二次瓦斯檢查，％時(shí)，方可進(jìn)行連線爆破，否則必須采取措施處理。（12）班組長(zhǎng)清點(diǎn)人數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤后，發(fā)送爆破命令，爆破工將母線與發(fā)爆器連接。（15）爆破完畢，待炮煙完全吹散后，爆破工、班長(zhǎng)開(kāi)始對(duì)巷道爆破眼的終孔位置及工作面的情況認(rèn)真檢查，有無(wú)拒爆現(xiàn)象或崩壞設(shè)備等，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。如果是短路、短線或連接不良造成的拒爆可重新連線爆破。（21）炸藥、導(dǎo)爆索及雷管在運(yùn)送及使用過(guò)程中，必須妥善保管，嚴(yán)禁丟失。（24）在工作面放炮前，必須由監(jiān)測(cè)隊(duì)打影響監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)告，防止因放炮振動(dòng)或沖擊波造成監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)損壞或誤報(bào)警。（3）機(jī)電部負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查機(jī)電設(shè)備的保護(hù)工作。爆破前，預(yù)備隊(duì)要在調(diào)度會(huì)上通報(bào)準(zhǔn)確爆破時(shí)間，屆時(shí)15號(hào)煤沿途回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)嚴(yán)禁有人進(jìn)入或作業(yè)（工作面到東風(fēng)井沿線的回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)）。爆破當(dāng)班必須審批影響監(jiān)測(cè)監(jiān)控的報(bào)告?；饏^(qū)下風(fēng)側(cè)：1523091巷—1