一次采全高工作面矿压观测与显现规律(论文)

山西煤炭ＳＨＡＮＸｆＣＯＡＬ

第３２卷第２期

文章编号：１６７２—５０５０（２０ｌ２）０２—００４４—０３

一次采全高工作面矿压观测与显现规律

牛

显，张召千，王明华

（太原理工大学矿业工程学院，山西太原０３００２４）

摘要：一次采全高的工作面采高增大，硕板活动空间增大、基本顶悬臂梁结构弯距加大，而使工作面上覆岩层冒落高度、裂隙带高度、工作面超前支承压力、侧向支承压力等都发生变化【１】【２】。以三元王庄煤业３０４３工作面一次采全高为例，通过钻孔窥视仪及矿压观测仪对其顶板岩性、矿压数据进行认真分析，得出了准确的岩层分布情况、矿压显现规律、回采巷道表面位移规律工作面的建议措施，能为推进煤矿一次采全高综采技术提供依据。

关键词：岩层分布；一次采全高；矿山压力；位移量中图分类号：ＴＤ３２７．２

文献标识码：Ａ

１

三元王庄煤业３０４３工作面概况

王庄煤矿现开采３号煤层，赋存于下二叠系山西

顶板名称

石—口类别粉细

基本顶

砂岩砂质泥岩、泥岩灰黑色、泥岩

表１

抗压强度

，ＭＰａ

顶板岩层特征及力学参数

抗拉强度

，ＭＰａ

厚度

／ｍ

岩性特征

组地层，埋深１２０ｍ～１５０ｍ，煤层厚度４．４８ｍ～６．０７ｍ，

平均厚度５．２１ｍ，工作面基本为一个向西南倾斜的单斜式构造，煤层倾角２。～７。，煤层含一层夹矸，夹矸

厚度０．１ｍ。井田内发现７个陷落柱，南部边缘有一个

６０７１６．８４．７８

细粒长石石英砂岩，局部含不同大小颗粒状砂岩，整体较为完整：灰黑色泥岩，有丰富的植物根茎

直接顶

４６．５１１．１１．７

化石，局部含少量砂质，节理裂

隙发育明显。

落差２０

ｍ。６５

ｍ正断层，井田构造属简单构造。３０４３

伪顶

４４．７７．６Ｏ．５４

黑色炭质泥岩，层理清晰胜脆。

工作面采用走向长壁、一次采全高、全部跨落后退式综合机械化采煤方法。工作面顺槽长度１７１０ｍ，切眼长度２６０ｍ，循环进度Ｏ．８ｍ。工作面采用

ＭＧ６５０／１６０５一ｗＤ电牵引双滚筒采煤机，工作面支架

监测。分别布置在５号、２ｌ号、３７号、５３号、６９号、８３号、９９号、１１５号、１３号、１４７号支架布置。见图１。

２）工作面回采巷道表面位移量观测方案：为了解工作面采动对其回采巷道顶底板下沉量、两帮移近量的影响范围，对巷道现有超前支护范围和支护强度评价提供实测，当测点距工作面５０ｍ外，１置布置，见图２。３

ｄ～２ｄ

为ｚＹＧ９０００／２５．５／５５Ｄ，共计１５１架，额定支架阻力

９０００

ｋＮ，额定初掌力６４１３ｋＮ。工作面供液由２台

ＢＲｗ４００／３１．５型乳化液泵提供，乳化液浓度不低于

３％～５％，乳化液泵压力３１．５ＭＰａ。

观测一次；当测点在３０ｍ内，每天至少两次。测区位

为掌握３０４３工作面巷道顶板岩层发育情况，在

距开切眼１８０ｍ处布置一号窥视孔，１８５ｍ布置二号

３０４３工作面矿山压力显现规律及特征

１）工作面来压分析：工作面直接顶初次垮落步

窥视孑Ｌ，通过顶板窥视仪和钻孔取芯力学实验，得出了：顶板岩层特征及力学参数，如表ｌ所示。

２矿压观测方案设计

１）工作面支架工作阻力观测方案：选取１０台综

距１２ｍ左右。直接顶初次垮落期间，支架工作阻力相对较小，矿压显现不明显。现场实际观测表明，沿

采压力记录仪（每隔５ｍｉｎ自动记录一次），每条测线

上安装一块综采压力记录仪，对整个工作面进行全程

收稿日期：２０１１一１２—２０

工作面方向并不是同时来压，而是呈现分段局部来

压、迁移特征。基本顶初次来压步距３０ｍ～３５ｍ，平均

作者简介：牛显（１９８４一），男，河南鹤壁人，在读硕士研究生，从事采煤工程、锚杆支护研究工作。

第３２卷第２期２０１２年２月

山西煤炭ＳＨＡＮ×ＩＣＯＡＬ

Ｖ０１．３２ＮＯ．２Ｆｅｂ．２０１２

ｍｍ；两帮最大移近量１６９ｍｍ，平均３１．２ｍｍ。巷道的顶底板变形影响距离最大８５．６ｍ，平均５５ｍ；显著影响距离平均为２５

机头

图１

ｍ一３９．５

ｍ，平均３３ｍ。顶底板最大

变形速度平均３２．５ｍｍ／ｄ；两帮最大移近速度平均

３０４３工作面测线布置图

３０．５

ｍ—ｄ。

４）支架初撑力分析：工作面设计初撑力６

１８８８．７

４１３

ｋＮ，额定工作阻力９０００ｋＮ。工作面支架平均初撑力

ｋＮ，为设计初撑力的２９．４５％。为额定工作阻力的２０．９９％。支架实际初撑力均低于设计的初撑力，处于低初撑状态。支架初撑力是保持直接顶的重力平衡，防止顶板大面积来压对支架的冲击。增加初撑力可以减少工作面顶板的下沉量，有利于防治工

图２回采巷道位移测点布置图

３２

作面片帮、冒顶现象发生。

ｍ，工作面两端头最大，中部相对较小。基本顶周期

ｍ。

４对工作面的建议措施

１）通过观测的数据分析：支架实际初撑力均低于设计的初撑力。支架并没有充分发挥其效；强支架、弱支护，这对顶板管理不利。现场操作中应进一步加强对支架初撑力的管理，提高初撑力。造成这种情况的因素可能有两个方面：工人升架时间偏短，支架未完全达到额定的初撑力，就关闭了供液阀门；支架管路漏液、串液。

２）综合已有工作面超前支承压力和巷道位移观测数据来看，现有的超前支护基本能够满足要求。由于工作面开采地段地质条件不同，巷道变形量存在较大差异，建议超前支护距离不宜小于４０ｍ。工作面在推进至地质构造区域应加强防范措施。

３）以后工作面要特别注意：回采巷道一侧不为实体煤时，对其巷道变形影响将会明显加剧，需加强超前支护和警戒柱的布置。

４）从现有观测数据来看，工作面支架选型合理，基本能够满足该工作面的生产要求。个别支架运行状态不好，建议定期检查支架，调试或更换配件，提高工作性能，并要针对性地加强工作面管理制度。

来压步距在５ｍ～２０ｍ左右，平均１６．８

２）工作面液压支架工作阻力分析：（１）通过采集

６８

１１１个数据分析，支架工作阻力平均４

０００

５０３．１６

９０３．４３ｋＮ

（为额定工作阻力（９ｋＮ）的５４．４８％）；最大工作

阻力９

ｋＮ（为额定工作阻力的１０５．５９％）；最

小工作阻力４８．８４ｋＮ（为额定工作阻力的０．５４％）；工

作阻力分布在０～５００ｋＮ范围，占统计循环数的９．５３

％，分布在５

０００ｋＮ～５

５００ｋＮ范围，占统计循环数的

５００ｋＮ～６０００

１０．７２％，工作阻力分布在５ｋＮ范围，

占统计循环数的１２．３０％，超出额定Ｔ作阻力占统计循环数的１．７６％。（２）工作阻力分布呈两头小、中间大的分布趋势【３】。工作面机头和机尾区间支架工作阻

力较小，中部较大。

３）工作面回采巷道表面位移规律分析：经对测点测量 …… 此处隐藏：3159字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……