周慧忠 韦 一 袁慧敏

（1.山东东山新驿煤矿有限公司，山东 济宁 272116；2.山东省煤炭技术服务有限公司，山东 济南 250022；3.山东鼎安检测技术有限公司，山东 济南 250022）

东山新驿煤矿设计一水平回风石门巷道和轨道石门巷道之间间距留设宽度为60m。为了掌握回风石门和轨道石门在掘进期间表面及深部位移变形情况，分析引起巷道围岩变形破坏的原因，确定深部巷道间的合理间距[1-2]，通过现场工业性试验进一步验证理论力学计算得出的结论与数值模拟研究的准确性[3]，从而为今后类似巷道间距的留设研究提供一定的建议和经验，从2014年8月开始到2014年12月，对回风石门巷道和轨道石门巷道的移近量和移近速度进行观测研究。

1 工程地质概况

8采区位于中西部(中央区第10～19勘探线之间)，采区的西侧为83采区。北至SDF259、SDF262、SDF264断层上盘及F9断层上盘；南至SDFl9断层下盘及19勘查线；西至SDF8断层下盘及保护煤柱(-1030m)；东至Fl、DFl9断层下盘(回采上线-530m)。南北长约4900m，东西宽约0～3124m，面积约7.86km2。该采区回风石门巷道和轨道石门巷道位于一水平-960m处，岩性为泥岩、粉细砂岩、泥岩以及薄层碳质泥岩等，水文地质条件相对简单，在构造发育处顶板会有淋水现象，初期较大，随着时间推移逐渐变小。回风石门巷道和轨道石门巷道顶底板岩体强度低，裂隙较发育，完整性不好，总体稳定性差，属于软岩巷道。

2 观测方案

2.1 巷道表面位移监测

通过布置在巷道中的测点来及时监测巷道的表面位移，从而掌握巷道围岩的变形破坏情况，从数据分析中得出巷道围岩变形的规律，为类似巷道间合理间距的确定提供一定的参考依据[4-5]。

2.1.1 巷道表面位移观测点布置

回风石门巷道围岩变形破坏情况观测点布置，如图1。在巷道顶、底板及两帮布置移近量观测点。基点位于迎头后方10m处，每隔10m布置一组测站，共设4个测站，用l、2、3、4表示。测点的布置要选在巷道顶底板及两帮围岩完整的地方，方便于观测采集数据。测点布置时，顶底板测点所选择的基点分别布置在便于采集数据的地点，如锚杆的端头，铁钎。巷道顶底板及两帮距离的观测通过采用钢卷尺来测量出巷道顶底板的高度及两帮的宽度，并及时做好记录。

图1 巷道表面位移测站布置图

2.1.2 顶底板及两帮表面位移分析

图2 1号表面位移曲线

图3 2号表面位移曲线

图4 3号表面位移曲线

图5 4号表面位移曲线

图2～图5为回风石门巷道顶底板移近量和帮部移近量与巷道掘进面进尺距离关系曲线。由观测数据和曲线图可知，随巷道掘进推进，巷道顶底板移近量及帮部移近量逐渐增加，当巷道刚开始掘进到测点距迎头50～80m时，巷道顶底板和帮部变形速率比较大。一号测点顶底板最大变形速率达到11.25mm/d，帮部最大变形速率达到1.1mm/d。说明由于巷道掘进引起围岩的剧烈变形。到迎头距测点100～150m时，巷道变形速率明显减缓。说明随着掘进面推进，巷道顶底板和帮部的移近速率是逐渐变小的，在测点位置的巷道围岩已经趋于稳定。l号测站的巷道顶底板总的移近量为70mm，帮部总的移近量为60mm，2号测站的巷道总的位移量为65mm，帮部的总位移量为60mm，1号测点的布置和4号测点的布置相距30m，随着掘进的推进所在位置距迎头距离越远，巷道围岩变形量逐渐减缓。测点位置距迎头距离50～80m时，巷道的顶底板最大变形速率为1.2mm/d，帮部最大变形速率为1.1mm/d，测点所在位置巷道围岩已趋于稳定。根据观测可知巷道的围岩变形量比较缓和，说明巷道间的距离留设比较合理。

2.2 巷道深部位移观测

2.2.1 测站、测点布置

巷道中布置1个测站，3个测点，分别位于巷道断面两帮和顶部，对巷道深部位移进行观测。

2.2.2 巷道深部位移变形分析

图6 深部位移顶部测点变形曲线

图7 深部位移左帮测点变形曲线

图8 深部位移右帮测点变形曲线

图6～图8为回风石门巷道两帮深部位移关系曲线，由观测数据和曲线图可知，随着巷道掘进进尺增加，回风石门两帮的移近量逐渐增加，测点距迎头距离180～200m时，巷道的两帮移近量变化速率趋于稳定，当测点距迎头100m之内时，两帮的变形速率最大，当测点距迎头距离超过150m时，回风石门巷道两帮变形量明显减小，变形速率也趋于稳定。lm位置帮部的移近速率明显大于其他位置，受水平应力的作用，巷道变形位移量由外而内逐渐增大，左帮位移变化量大于右帮，lm位置处的最大位移变化速率为1.1mm/d，2m位置处的最大位移变化速率为0.954mm/d，3m位置处的最大位移变化速率为0.7mm/d，4m位置处的最大位移变化速率为0.65mm/d，6m位置处的最大位移变化速率为0.4mm/d，8m位置处的最大位移变化速率为0.35mm/d。顶板位移变化量由下往上逐渐增大，1m位置处的最大位移变化速率为1.1mm/d，2m位置处的最大位移变化速率为0.9mm/d，3m位置处的最大位移变化速率为0.6mm/d，4m位置处的最大位移变化速率为0.58mm/d，6m位置处的最大位移变化速率为0.4mm/d，8m位置处的最大位移变化速率为0.35mm/d。由上述数据分析可得知，巷道两帮的收敛变化量由外及里帮部移近速率逐渐减小，而顶板位移变化量由下往上逐渐增大。则由顶板及两帮巷道深部位移变化量得知，巷道的围岩比较稳定，说明巷道的间距留设较为合理。

3 结论

（1）通过对回风石门巷道共计240m的现场测试及数据分析可知，巷道间距留设60m较为合理，能维持巷道的稳定，本矿井深部围岩巷道的变形能够得到控制。

（2）随着掘进进尺的增加，迎头后方50～80m范围巷道的变形较为剧烈，移近变形速率较为明显，距离迎头后方150m以外的距离巷道围岩变形量趋于稳定，围岩应力逐步得到了释放。

（3）深部巷道围岩进入塑性区破坏，由于岩石出现更加明显的蠕变和流变特征，其中破坏比较严重的地方为底板和帮肩部分，应该加强改善围岩的受力状态，及时修整受到破坏的部分，加强易破坏地方的支护。