0 引言
巷道围岩控制一直是煤矿开采中的一个热点问题[1-3]。目前针对回采巷道的围岩控制[4-5]、支护技术及变形机理[6-10]的研究较多，为完善回采巷道支护措施提供了大量理论依据。而对大巷围岩控制及变形影响方面的研究相对较少，文献[11]采用数值模拟软件对采后运输大巷的移动变形情况及所处位置岩层的应力分布情况进行了模拟；文献[12]采用理论计算和相似模拟实验的方法对上覆岩层的移动规律进行了分析，研究了工作面连续回采对上方大巷的影响。在现有理论分析与模拟分析中，对某些特殊条件如断层构造进行了简化，导致模拟结果与实际结果差异较大。针对该问题，本文以某煤矿回采工作面为工程背景，采用现场实测方法分析工作面开采后其邻近大巷的变形规律，研究工作面回采对邻近大巷的影响。
1 工程概况
回采工作面与4条大巷相邻，其平面图和剖面图分别如图1和图2所示。图1中，蓝色区域为2012年回采区域，红色区域为2013年回采区域，罗马数字代表月份。由图1和图2可知，乘人巷与工作面距离最近，约为114 m，其受工作面采动的影响也最大，故对其进行重点分析。
图1 回采工作面及邻近大巷平面图
Fig.1 Plan of coal face and adjacent main roadways
A—乘人巷；B—胶带巷；C—回风巷；D—西大巷。
图2 回采工作面及邻近大巷剖面图
Fig.2 Profile of coal face and adjacent main roadways
工作面于2012年9月开始回采，截至2013年12月底，进风巷累计推进1 892 m，回风巷累计推进1 928 m，具体推进距离见表1。
从表1可知，工作面进风巷日推进距离最大值为8.1 m，最小值为1.8 m，平均值为4.1 m；回风巷日推进距离最大值为7.8 m，最小值为1.4 m，平均值为4.1 m。
工作面平均推进速度如图3所示。由图3可知，工作面日均推进速度主要为2.8～5.5 m/d。
工作面不同月份推进情况如图1所示，推进过程中共遇到7个落差较大的断层，断层落差最大值为28 m，最小值为4.5 m。沿工作面走向断层与切眼距离及落差见表2。其中第4个断层贯穿于工作面倾向和乘人巷西翼，第6个断层落差最大，贯穿于整个工作面倾向和主巷道，第7个断层贯穿于工作面倾向和乘人巷中部。从工作面推进速度数据可知，当推进至断层时，推进速度减小。
图3 工作面日均推进速度
Fig.3 Daily average advancing speed of coal face
2 巷道变形现场监测
2.1 测点布置方案
为了观测工作面回采期间乘人巷变形特征，在乘人巷不同位置共布置11个测点。由于部分测点布置于乘人巷起点交叉巷道处，本身变形较大，不能客观反映巷道受工作面回采影响而产生的变形，本文只分析如图4所示的9个测点的巷道变形数据。测点间距离为50 m或70 m。
表1 2012年9月—2013年12月工作面推进距离
Table 1 Advance distance of coal face during 2012-09—2013-12
表2 沿工作面走向断层与切眼距离及落差
Table 2 Distance and drop between the fault and eye-cut along coal face
图4 乘人巷测点布置
Fig.4 Layout of observation points in passenger roadway
巷道变形实测小组于2012-10-10获得巷道顶底板及左右帮的初始数据，此时工作面推进至1号测点处，以后分别于2012年10月17日、10月24日、10月31日、11月7日、11月14日、11月22日、11月29日、12月6日、12月13日、12月20日、12月26日以及2013年1月3日、1月10日、1月16日共14次测量巷道变形数据。
2.2 实测数据
乘人巷顶底板及两帮变形曲线如图5所示，部分测点的变形速度如图6、图7所示。
(a)顶底板变形量
(b)左右帮变形量
图5 乘人巷变形曲线
Fig.5 Deformation curves of passenger roadway
3 巷道变形规律分析
由图5(a)可知，工作面回采期间，乘人巷顶底板产生了不同程度的变形和破坏。巷道顶底板变形较大区域主要集中在1号、2号测点处，2号测点处变形量最大，为680 mm。7号—9号测点处巷道顶底板变形量均小于100 mm。1号、2号测点位于断层附近邻近巷道交叉点位置，该处受交叉应力集中、断层活化及邻近工作面采动的综合影响，巷道顶底板变形量偏大。由累计变形值可知，3号—9号测点处巷道周边岩层受工作面采动影响较小。
由图5(b)可知，乘人巷左右帮变形规律与顶底板相似，大变形集中于1号、2号测点处，2号测点处变形量最大，为260 mm。5号—9号测点处巷道顶底板变形量均小于100 mm。巷道左右帮变形量明显小于顶底板变形。同理，1号、2号测点处受交叉应力集中、断层活化及邻近工作面采动的综合影响，巷道左右帮变形量偏大。5号—9号测点处受工作面采动影响较小。
(a)1号测点
(b)5号测点
(c)9号测点
图6 乘人巷部分测点顶底板变形速度
Fig.6 Deformation velocity of roof-floor of some measuring points in passenger roadway
由图6可知，随着工作面向前推进，测点处巷道顶底板变形速度均减小。1号测点变形速度最大值为11月7日的15.7 mm/d，然后变形速度逐渐减小，根据推进距离可知,此时工作面恰好推过第4个断层，由于采动应力的影响，断层活化，造成1号测点快速变形。当工作面推进至5号测点附近时，5号测点变形速度最大。而后续的6号—9号测点变形速度最大值处均滞后于工作面推进位置。2012-12-12—2013-01-16，7号—9号测点处巷道变形速度几乎为0，此时乘人巷受工作面采动影响较小，说明随着乘人巷距离工作面的水平距离逐渐增大，巷道受采动影响变小。
(a)1号测点
(b)5号测点
(c)9号测点
图7 乘人巷部分测点左右帮变形速度
Fig.7 Deformation velocity of left-right side of some measuring points in passenger roadway
由图7可知，不同测点处巷道左右帮变形速度特征与顶底板类似，顶底板变形明显大于左右帮，说明巷道主要受水平应力影响。
4 结论
在乘人巷中布置9个观测点，通过分析14次巷道变形实测数据，得出乘人巷受工作面回采影响而变形的特征：
(1)巷道不同测点处变形值不同，受采动影响剧烈区域集中在1号和2号测点，1号和2号测点巷道变形是邻近工作面回采、采动断层活化和交叉应力集中综合影响的结果。
(2)随着测点与工作面水平距离逐渐增大，巷道变形速度减小，说明巷道受采动影响逐渐减小。
(3)不同测点处巷道左右帮变形速度特征与顶底板类似，顶底板变形明显大于左右帮，说明巷道主要受水平应力影响。
在工作面后续推进过程中仍存在贯穿工作面走向和组巷道的大断层，在推进至断层交面线附近时应加强巷道围岩变形监测。
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