[摘 要]本文通过分析对比，论述了矿压显现的一般规律，探讨了采区巷道布置方式，对采区巷道布置具有一定的指导意义。
　　[关键词]煤矿采区；矿压；巷道布置
　　中图分类号：TG306 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0075-01
　　一、引言
　　随着采煤机械化特别是综采的发展，对矿井开拓、巷道布置和运输系统等方面提出新的要求与机械化相适应。而采区巷道布置又是首先要考虑解决的问题。因为，它对推广机械化、充分发挥综采设备效能，降低掘进率、保持采掘正常接续，合理集中生产、提高矿井生产能力等都起着重要作用。因此，对现行的采区巷道布置进行调查研究和分析，哪些是可取的，哪些是需要改进和发展的，是十分有必要的。現就目前采用的几种采区巷道布置方式谈一些肤浅的看法。
　　二、采区巷道矿压显现一般规律
　　1、矿山压力及矿山压力显现
　　采动前，原始岩层中已存在的应力是矿山压力产生的根源。由三部分组成：①上覆岩层的重力，即自重应力，作用于原岩体内某点的自重应力包括垂直应力及水平应力。②构造应力。地下原岩体在形成时或形成后，经历或正在经历着各种地质运动。这种由于地质构造运动而在岩体内积存的应力称为构造应力。③岩体膨胀应力。由温度升高引起岩石膨胀而产生的应力，其中：为岩体的温升梯度；为岩体的线膨胀系数；为岩体的弹性模量；垂直深度。而对于泥质岩石特别是含蒙脱石等吸水很强成分的情况下，遇水膨胀可以产生很大的应力，是巷道矿山压力的一个重要来源。
　　煤及岩层采动后，在矿山压力作用下表现出来的围岩运动与支架受力等现象，称为矿山压力显现，主要有以下2种特点：①围岩的明显运动形式：两帮运动、顶板运动、底板运动。②支架受力：主要包括支架承受载荷的增减、支架变形（活柱下缩）及支架压折等现象。影响矿山压力显现的因素：开采深度、岩层性质、地质构造、巷道尺寸和形状、时间和其它采掘工程的影响。
　　2、采煤工作面上覆岩层移动规律
　　在采用长壁采煤法时，随着工作面的不断向前推进，暴露出来的上覆岩层在矿山压力的作用下，将产生变形、移动和破坏。根据破坏状态不同，上覆岩层可划分为3个带： （1）冒落带：指采用全部垮落法管理顶板时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏范围。该部分岩层在采空区内已经垮落，而且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支架暂时支撑。（2）裂隙带：指仅次于冒落带之上的岩层。这部分岩层的特点是岩层产生垂直于层面的裂缝或断开，但仍能整齐排列。（3）弯曲下沉带：一般指仅次于裂隙带之上的岩层，向上可发展到地表。此带内的岩层将保持其整体性和层状结构。
　　直接顶的移动规律。采煤工作面顶板管理方法、支架设计和选型、日常顶板管理等问题，都与采煤工作面的直接顶有关。直接顶厚度（顶板冒落高度）决定着裂隙带发展的高度，也决定着各岩层稳定期的长短。采煤工作面自开切眼开始推进后，直接顶岩层一般并不立即垮落。待推进一定距离后，直接顶悬露面积超过其允许值，才会大面积垮落下来，称为直接顶的初次垮落（初次放顶）。初次放顶后，直接顶岩层随采煤工作面的推进而冒落。在下沉推进过程中，直接顶是一种由采煤工作面支架支撑的悬臂梁。由于其结构特点，在推进方向上不能水平力的传递，因此，当其运动时，控制直接顶的基本要求是支架应能承担其全部重量。
　　老顶的移动规律。老顶的运动对采煤工作面矿山压力显现有明显的影响。第1次来压后，老顶是一组在推进方向上能传递水平力的不等高裂隙梁。老顶周期性折断或垮落的矿压显现称为老顶周期来压。两次周期来压期间工作面推进的距离称作周期来压步距。周期来压步距取决于老顶的岩性、厚度、老顶上方岩层的组成情况等因素。周期来压的矿压显现有：顶板下沉速度急剧增加、顶板下沉量急剧增大、支柱载荷增大、煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等。老顶的运动一般有2种形式：老顶的缓慢下沉和老顶呈长岩梁断裂。
　　煤层底板煤（岩）巷矿压显现规律。根据西德学者雅可毕的岩体模拟理论，采空区周围的支承压力，在垂直煤层方向的顶地板岩层中的一般规律是在煤柱下或煤体下方为增压区，而在采空区下方则为减压G即由于开采造成的支承压力，还通过采空区内未遭破坏的残留煤柱或附近未采动的煤体而传递到底板岩石中，因而使煤柱或煤体下方形成应力增高区，而在采空区下方形成应力降低区；通过煤柱向底板传递的支承压力，其应力集中程度随远离煤层底板会逐渐降低，当达到一定程度以后，煤柱所造成的应力集中的影响则很小。
　　三、采区巷道布置方式
　　1、岩石上（下）山和岩石中巷走向长壁巷道布置方式。这是我国传统的近距离缓倾斜煤层群或厚煤层分层开采的采区巷道布置方式。此种巷道布置的特点是：岩石上（下）山一般设在采区中部，有两条（运输机和轨道上下山），也有三条的（另设一条通风上下山，如山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司）；岩石中巷一般轨运合一；岩石上（下）山与岩石中巷通过反上山和溜煤眼联系；岩石中巷与分层巷道通过斜巷和溜煤眼联系，简称“集中式”布置。
　　这种“集中式”布置是由分层布置演变而来的，即经过了“分煤层布置—煤层集中巷布置—岩石集中巷布置”的发展过程。它与分层布置相比具有许多优点，如井巷工程量小、掘进率低；巷道维护工程量小及维护费用低，且能保证巷道经常处于良好状态；占用设备和人员少，有利于提高效率和降低成本；煤柱损失少，有利于防止煤的自燃；生产较为集中，管理方便；开采程序灵活，区段内可两翼对采也可一翼跨采，区段间可上行、下行也可一翼上行、一翼下行，采区内可同时布置较多工作面，实行综、普、炮三种工作面搭配回采等。
　　2、倾斜长壁式开采的巷道布置方式
　　这种布置方式的主要特点是，在主要运输巷道一侧或两侧直接布置倾斜长壁工作面，无需沿走向划分采区开掘（上）下山再布置工作面。对于单一侧薄及中厚煤层，工作面回采巷道可直接与大巷联结，或各工作面运输巷通过溜煤眼与集中皮带巷联结，再通过集中皮带巷的煤仓与大巷贯通，实现工作面与集中皮带巷联结的形式。 　　对于煤层群，是以共用平巷代替了采区上（下）山。即在各煤层中平行于大巷开掘两条共用平巷（一条运输、一条运料通风）与回采巷道联结，一般每隔2—4个相邻工作面，通过一对溜煤眼和斜巷与大巷联结，开掘共用平巷是为了解决回采巷道与大巷直交，出现装车场多，交岔点多的问题。
　　3、跨越多组上山（或石门）连续回采布置方式
　　这种布置方式在我省以山西焦煤集团霍州煤电团柏煤业为典型，该矿已经过多年生产实践业取得较为成熟的经验。它是在总结了传统的采区岩石集中上山和岩石集中巷布置方式的基础上形成的。它与分区布置相比，其主要特点是，不设岩石集中巷，采用跨越多组上山（或石门）连续回采的办法，来延长采区走向长度，以适应采煤机械化的需要。
　　这种市置方式与分区走向一长壁式和倾斜长壁式相比，兼有两者的长处。具体的讲，主要有以下优点：① 适应性较强。由于可跨越上山（或石门），对于近水平或级倾斜的中尽煤层（群）和厚煤层分层开采均可适用；由于上山（或石门）间距可适当调整；由于煤、岩巷成网状布置，可及时发现地质构造变化，因而也适用于地质构造多变的煤层；②由于不设岩石集中巷，减少了准备巷道岩石工程量，缩短了准备工期；③回采方式可以多样。④采掘工作分别在不同的上山进行，既可做到互不干优，又可消除采掘串联通风，改普通风条件。
　　4、岩石上山全煤区段巷道布置方式
　　这是山西乡宁焦煤集团神角煤业有限公司已采用的布置方式。它的主要特点是，取消岩石中巷，直接在煤层中布置区段巷道。岩石上山与区段煤巷通过区段石门相联。这种布置方式的弊病在于：不利于综采设备效能的发挥。因此，一般认为这种方式只适用于采区尺寸不大，产量要求不高的中型矿井。
　　结语
　　以上仅将针对矿山压力和矿压显现进行了简要剖析，并对目前生产实践中常采用的几种典型的采区巷道布置经验进行了梳理，还需要进一步的总结和探讨在地质条件、技术水平、机械装备、职工素质等诸多因素影响下的煤矿采区巷道布置。
　　参考文献
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　　作者简介
　　高明（1972—），男，乡宁县煤炭工业技工学校，太原理工大学采矿工程本科，注册安全工程师，研究方向：煤矿开采技术。