巷道围岩的控制途径主要集中于降低巷道围岩应力、提高围岩稳定性、恰当的选择巷道位置[1]。目前，有许多学者对巷道联合支护进行了研究，但多数是单一巷道使用锚杆与锚索或锚喷注支护[2-9]。利用接续工作面相邻巷道进行联合支护的研究未见相关报道，为此开展研究针对这一问题展开，预期研究成果可对该领域有所补充。

1 矿井地质概况

大同煤田位于天山-阴山纬向构造带的南侧，新华夏系第三隆起带上。所选矿井资料为山西大同同煤集团某矿4#煤层402采区8203,8204采煤工作面，煤层埋深275 m。矿井走向长度为1 607 m，倾向长度为2 078 m，采用倾斜长壁采煤法，“U”型通风，年产量为150万t，煤层中最大倾角为1.12°，最小倾角为0.98°，煤层平均倾角为1°，煤层厚度5.7～6.6 m，煤层平均厚度为6.2 m，属于单一结构，低瓦斯矿井，岩性多为中、细砂岩。

城市更新是一项综合的系统的工程，各种利益主体在此过程中博弈。根据当前多重利益主体的发育状况来看，中国的城市更新模式总体上是一种自上而下式的更新。这种模式反映了政府力量的强大以及居民和社区力量的薄弱，从总体上体现了行政力量对城市更新项目和过程的推动力。

2 模拟研究

对工作面的开采状况研究利用数值模拟软件FLAC3D实现，数值模拟模型如图1。模型尺寸为500 m（长）×150 m（宽）×200 m（高），模型单元体个数为28 030个。模型顶部未建的覆岩质量，用竖直向下的压力 275 m×0.027 kN/m3=7.425 MPa代替。

模型底部约束横向位移和纵向位移，前后左右约束横向位移。工作面长 200 m，巷道宽5.6 m，高3.4 m。模型所采用的岩石物理力学参数见表1。

雨水利用是一种综合考虑雨水径流污染控制以及生态环境改善等要求提出的环保理念，同时也是确保城市水资源可持续利用的重点举措。但在对我国城市公园景观的雨水利用现状进行分析时发现，大部分城市公园均未实现对雨水资源的有效利用，直接将雨水排入市政排水管道中，不仅加大了市政排水管道的压力，同时浪费了大量的雨水资源，甚至将导致城市出现洪涝灾害[2]。其主要是因为在公园的景观规划以及设计时，设计师忽视了将城市公园景观与雨水利用设施相结合，公用厕所采用的冲厕用水以及公园绿地使用的浇灌用水均为自来水，严重浪费了优质的水资源，使城市的生态发展受到了较大的影响。

  

图1 数值模拟模型

 

表1 物理力学参数

  

层号 厚度/m 密度/（t·m-3）体积模量/GPa剪切模量/GPa内摩擦角/（°）抗拉强度/MPa黏聚力/MPa基本顶伪顶煤层直接底基本底10.0 1.5 6.5 2.0 7.0 2.60 2.70 1.35 2.70 2.63 2.41 2.58 1.30 2.58 2.20 1.71 1.88 0.90 1.88 1.50 41 42 26 42 41 2.37 2.40 1.02 2.40 2.18 2.40 1.60 0.80 1.60 1.90

3 卸压方法

当采用传统放顶煤采煤工艺的时候，巷道围岩应力情况是：巷道顶板应力值1.73 MPa，底板应力值2.0 MPa，巷道左帮应力值11 MPa，巷道右帮应力值13 MPa。巷道顶板附近变形量最大36 mm，巷道底板围岩变形量最大为13 mm，巷道两帮最大围岩变形量为15 mm。煤柱上方支承应力最大可达到11.3 MPa。由地质条件知，4#煤层埋深344.5 m，原岩应力7.425 MPa，应力集中系数 1.5。

3.1 开掘卸压巷道

煤矿井下的应力场是由原岩应力场和采动应力场构成的叠加应力场[10]。在煤层的采动过程中，采动引起的支承压力明显大于巷道围岩的原岩应力，而且支承应力影响的范围大。回采工作面的巷道受到回采工作面采动的影响，围岩应力和围岩变形会成倍或近数倍的急剧发生破坏。利用卸压巷道进行巷道卸压的实质是，在回采工作面被保护的巷道左（右）侧开掘专门用于卸压的巷道或者硐室，转移回采过程中的支承压力的分布，从而使巷道围岩应力重新分布，最终，可以使被保护的巷道处于开掘卸压巷道而形成的应力降低区域[11]。在巷道的一侧受到采动影响后，靠近采空区的煤柱及回采巷道，因受到集中应力的影响下，产生巨大的变形与破坏。此时，如果在护巷煤柱与巷道之间间隔一段距离，重新开掘1条卸压巷道。重新形成窄煤柱（让压煤柱）和宽煤柱（承载煤柱）。巷道一侧开掘卸压巷道的卸压原理如图2。

利用FLAC3D数值模拟软件分析显示，高集中应力作用于远离巷道的承载煤柱，而剩余的一部分的应力作用于靠近巷道周边的让压煤柱上。此时，巷道属于应力降低区域，巷道可以取得较良好的保护作用。与此同时，承载煤柱在高应力的作用下，产生大量的变形，也被重新开掘的卸压巷道所吸收。巷道围岩应力变化如图3，在巷道一侧布置卸压巷道后，巷道右侧的围岩应力由原先的12 MPa，降低为现在的7 MPa。巷道围岩变形量变化如图4，巷道围岩的变形经计算后，由原来的8 mm缩小为3 mm，也就是在布置卸压巷道后，被保护的巷道的变形量可以减少63%，卸压效果很显著。

  

图2 巷道一侧开掘卸压巷道的卸压原理

从被访者的薪酬福利来看，对于当前大专学历毕业生而言，殡葬行业工作稳定，工资较高，有的殡仪馆甚至将大学生当做人才引进，给予较高经济待遇，并提供培训学习的平台以及较好的住宿条件等。目前我国大部分殡仪馆的硬件设施都比较先进，软件正处于建设发展中，急需具有专业学历的人员加入。因此，绝大部分被访者认为薪酬福利满意度高于其他职业选择，一进入工作单位，往往成为业务骨干，因此目前尚无职业竞争压力。他们的压力一般来自于职业声誉压力。

  

图3 巷道围岩应力变化

  

图4 巷道围岩变形量变化

3.2 错层位相邻巷道联合支护

巷道顶部锚杆选用φ22 mm×2 400 mm的高强螺纹钢锚杆；锚网为4 800 mm×900 mm 12#铅丝金属菱形网；钢带为宽230 mm，厚3 mm，2×2 300 mm的W型钢带。巷帮锚杆选择φ20 mm×2 400 mm等强螺纹钢锚杆，采用五花眼均匀交错布置，锚杆间排距700 mm×800 mm。锚杆参数和布置方式见表2。

因此，当采用错层位相邻巷道联合支护方法的时候，效果明显强于传统的放顶煤开采工艺。正如FLAC3D数值模拟显示，采用联合支护后，在联合锚固区域内，巷道围岩应力普遍低于传统放顶煤采煤工艺，特别是在两相邻巷道联合支护部分围岩应力降低更为显著，并且巷道围岩变形量整体减小。巷道之间煤柱上方的支承压力降低50%，这对于工作面巷道的维护起到了重要的保护作用，可以有效的改善巷道应力状态。

  

图5 传统放顶煤采煤工艺

  

图6 错层位采煤工艺

  

图7 相邻巷道联合支护

为了解决放顶煤开采技术存在的煤炭采出率低、易自然发火、瓦斯积聚等问题，中国矿业大学（北京）赵景礼教授先后发明了专利技术——“厚煤层错层位巷道布置采全厚采煤法”（专利号ZL9810544.6）及“厚煤层全高开采的三段式工艺”（专利号ZL200410039575.0）[12]。传统采煤工艺中，开采厚煤层时采用的放顶煤开采技术，是将工作面的进风巷和回风巷均布置在同一层位上，相邻工作面巷道之间留设煤柱（图5）。错层位采煤法巷道布置的原则是当煤层厚度较厚时，将回风巷沿煤层顶板布置。在相邻工作面，进风巷沿煤层底板布置（图6）。

3.3 实验对比

实验采用传统的放顶煤采煤工艺和采用错层位相邻巷道联合支护方式进行对比。分别从竖直方向上的应力、竖直方向的位移变化、煤柱上方围岩支承应力的分布3个方面进行方案对比,研究结果如图8和图9。

 

表2 锚杆参数

  

参数名称 锚杆 锚索规格/mm锚固长度/mm预紧力/kN抗拉强度/MPa间排距/mm×mm φ22×2 400 1 110 110 600 700×800 φ22×7 200 1 400 114 570 1 500×2 400

  

图8 传统放顶煤采煤工艺

  

图9 错层位相邻巷道联合支护

该矿井工作面采用常规放顶煤开采，巷道沿4#煤层地板布置，但依据集团公司相邻矿井的开采经验，这种开采方式下，在回采引起的围岩扰动下，煤巷内煤壁片帮，冒顶严重。

2．2．4 哮喘治疗情况 480例现患哮喘儿童在哮喘发作时使用抗生素者409例（85．21%）、全身或吸入性激素389例（81．04%）、支气管扩张剂340例（70．83%）、抗白三烯治疗310例（64．58%）、免疫调节剂283例（58．96%）、中药治疗339例（70．62%），抗过敏治疗55例（11．46%）和脱敏治疗2例（0．42%）。

采用错层位巷道联合支护方式，巷道围岩应力情况是：巷道顶板应力值1.0 MPa，底板应力值0.8 MPa。上工作面回风巷左帮应力值10 MPa，下工作面进风巷右帮应力值12 MPa，两工作面巷道形成搭建的部位，巷道应力值为7 MPa。巷道顶板附近变形量最大4.3×10-3m，巷道底板围岩变形量最大2.3 mm，巷道两帮最大围岩变形量为1 mm。煤柱上方支承应力最大可达到8.2 MPa。由地质条件知，4#煤层埋深275 m，原岩应力为7.425 MPa，应力集中系数1.1。

从错层位采煤工艺形成的相互搭接工作面方面考虑，在布置连续工作面的相邻巷道时，可以实现相邻巷道的联合支护。巷道采用锚杆、锚索、锚网联合支护的方法。相邻巷道联合支护方式是指上工作面回风巷沿煤层顶板布置巷道，靠近实体煤一侧巷帮布置锚杆；下一工作面进风巷，沿煤层底板布置时，下一工作面进风巷顶板左侧锚杆与上一工作面回风巷右帮锚杆之间形成“联合锚固区”，增强了锚杆的作用效果，相邻巷道联合支护如图7。

3.4 方案对比结果

1）采用开掘卸压巷道的方法的优点是可以使巷道周围应力明显降低，被保护巷道变形量显著减少；缺点是重新开掘卸压巷并无其它用途，开挖巷道成本高，同时，煤损也比较严重，浪费矿产资源，不利于实现煤矿绿色开采理念。

2）采用错层位式巷道布置回采巷道，可以使接续工作面相邻巷道实现联合支护，降低围岩应力和减少围岩变形量，维护巷道围岩稳定，大幅减少工作面的支护成本，方法较为合适。

4 结论

1）采用错层位相邻巷道联合支护技术相比较于重新开掘卸压巷道和传统的放顶煤开采工艺，能够有效提高巷道围岩稳定性，改善围岩力学性质，提高围岩的整体承载能力，减少巷道围岩变形。

2）相邻巷道联合支护技术采用“联合锚固区”结构，将巷道围岩性质和围岩强度明显提升，并且该结构可有效的控制巷道的塑形变形、降低巷道围岩的支承应力。研究结论对于类似地质与开采条件具有一定的参考意义。

二是成立专业的水肥一体化推广团队。水肥一体化是大势所趋，成立专业团队专心做水肥一体化推广是农资企业适应新形势的举措之二。而现实情况则是做肥料的不懂水肥一体化设备，做水肥一体化设备的不懂肥料，二者结合才能做好。同时，科学灌溉施肥制度和农艺结合，才能给水肥一体化插上腾飞的翅膀。这是一个较复杂的团队，要有跑项目的业务人员，要有会设计的，要有会施工的，要有后续的维护保养，要有水质化验，要有土壤化验，要有科学的灌溉施肥推荐方案和农艺指导服务。现在企业若做这一块，和传统渠道还是有冲突，如何化解冲突，还是那句话，和经销商联手，共开市场，利益均享，合作共赢。

参考文献：

［1］ 赵志强.大变形回采巷道围岩变形破坏机理与控制方法研究［D］.北京：中国矿业大学（北京）：2014.

［2］ 张炜，张东升，王旭锋，等.大断面回采巷道锚梁网索联合支护效果分析［J］.煤炭工程，2008（7）：64-66.

［3］ 赵先刚.锚注联合支护技术在高应力松软围岩巷道中的应用［J］.煤炭工程，2007（2）：38-40.

［4］王辉，高群山.“三锚”联合支护技术在高构造应力区巷道支护中的应用［J］.煤炭工程，2006（7）：26-27.

［5］ 秦广鹏，蒋金泉，孙森，等.大变形软岩顶底板煤巷锚网索联合支护研究［J］.采矿与安全工程学报，2012（2）：209-214.

［6］ 王振，刘超，张建新，等.深部软岩底鼓巷道锚注联合支护技术［J］.煤炭科学技术，2012（8）：24-27.

［7］ 王金华.全煤巷道锚杆锚索联合支护机理与效果分析［J］.煤炭学报，2012（1）：1-7.

［8］ 唐建新，邓月华，涂兴东，等.锚网索联合支护沿空留巷顶板离层分析［J］.煤炭学报，2010（11）：1827.

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［10］ WANG Pengfei,ZHAO Jingli,Y P Chugh,et al.A Novel Longwall Mining Layout Approach for Extraction of Deep Coal Deposits［J］.Minerals,2017,7（4）：60.

［11］ 钱鸣高，石平五，许家林，等.矿山压力与岩层控制［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2010.

［12］ 王志强，张玉波，张俊文.错层位巷道布置矿山压力与围岩控制［M］.北京：煤炭工业出版社，2015.