淺埋煤層綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究

摘要：文章結(jié)合神東烏蘭木倫煤礦綜采工作面情況，設(shè)計合理的淺埋煤層工作面礦壓監(jiān)測方案。通過12305工作面實測數(shù)據(jù)整理及分析，結(jié)果表明：根據(jù)統(tǒng)計通過對12305綜采工作面工作面周期來壓步距為9～11m，平均來壓步距為10m。工作面停產(chǎn)或因為各種原因長時間不能順利推進(jìn)時工作面周期來壓步距將會縮短，一般為7～8m；一般前一次來壓步距短則下一次來壓步距長；工作面在推進(jìn)速度快的情況下來壓步距將會相對增大。

關(guān)鍵詞：淺埋煤層；綜采工作面；礦壓監(jiān)測；液壓支架；礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

中圖分類號：TD323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0137-02

1 概述

12305綜采工作面為12煤三盤區(qū)第五個工作面，北部靠近緊鄰12306工作面，南側(cè)緊靠沖刷變薄帶；西側(cè)靠近12煤四盤三條大巷。12305綜采工作面共布置6條巷道，分別為12305運輸順槽、12305回風(fēng)順槽、12305切眼1、12305切眼2、12305回撤通道、12305輔撤通道。

該區(qū)呈沙丘地貌，地表基本為第四系風(fēng)積沙所覆，沙丘、沙垅發(fā)育。地表植被叢生。根據(jù)12305面現(xiàn)有地質(zhì)資料分析，工作面兩順槽在掘進(jìn)過程中，未發(fā)現(xiàn)大中型構(gòu)造。根據(jù)在12305順槽揭露情況，煤層表現(xiàn)為寬緩波狀起伏，總體為負(fù)坡推進(jìn)。12305回順11D～12D揭露一沖刷變薄帶，影響推進(jìn)長度56m，最大切割深度1.1m；12305回順23D至切眼揭露沖刷變薄帶，影響推進(jìn)長度640m，最大切割深度1.9m，該條沖刷變薄帶對回采有較大的影響；12305回順I(yè)I15#調(diào)車硐揭露F3-19正斷層，產(chǎn)狀：傾向246°、傾角30°、落差2.6m，預(yù)計影響推進(jìn)140m；12305回順I(yè)和12305回撤通道揭露正斷層F3-14，產(chǎn)狀：傾向287°、傾角48°、落差2.0～2.3m，對工作面回采及貫通有一定的影響。

2 綜采工作面礦壓檢測

2.1 淺埋煤層12305工作面礦壓監(jiān)測的目的

在淺埋煤層工作面的主要監(jiān)測目的為：（1）通過綜采工作面兩順槽超前支護(hù)段礦壓顯現(xiàn)觀測，掌握順槽超前影響范圍和程度，對順槽超前支護(hù)提出合理化建議。（2）通過對頂板壓力的來壓規(guī)律分析，實現(xiàn)頂板來壓步距的壓力強度的預(yù)測，提供合理的頂板控制依據(jù)。（3）掌握回采工作面上覆巖層運動橫向和縱向的發(fā)展規(guī)律及移動概況與支架的相互關(guān)系，更好地進(jìn)行老頂來壓的預(yù)報，提出合理的頂板管理措施，如支護(hù)方式、支護(hù)強度、特種支護(hù)、回采工藝等，為工作面的高產(chǎn)、高效安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的技術(shù)條件。（4）對在12305工作面回采工程中采用的新技術(shù)新工藝進(jìn)行進(jìn)行資料積累，從礦山壓力角度對應(yīng)用效果提出評定性意見，為采煤工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)創(chuàng)造做必要的技術(shù)準(zhǔn)備。（5）對采煤工作面支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，任務(wù)包括監(jiān)測日常生產(chǎn)過程中支架的支護(hù)質(zhì)量、圍巖移動概況、不安全隱患因素等，以達(dá)到安全生產(chǎn)可靠的目的，在保證頂板安全的前提下充分發(fā)揮綜采液壓支架的優(yōu)勢。（6）掌握巷道支架與圍巖的相互關(guān)系，其任務(wù)包括提出合理的圍巖松動范圍、確定合理的巷道支護(hù)型式和支護(hù)參數(shù)。（7）研究掌握采動影響和支撐壓力的分布規(guī)律，其任務(wù)包括確定回采巷道的支護(hù)參數(shù)、確定煤壁前方巷道合理的維護(hù)范圍、確定工作面的端頭支護(hù)的技術(shù)措施等，以保證安全生產(chǎn)、提高資源的回收率、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果等。

2.2 工作面測站布置

工作面每臺支架安裝有壓力傳感器，同時將壓力傳感器接入PMC-R上，利用每班支架工每刀煤對PMC-R上的壓力讀數(shù)進(jìn)行觀測記錄，觀測安全閥開啟情況機(jī)頂板漏矸、煤壁片幫情況，對支架的工作阻力、供液壓力等自動監(jiān)測記錄。

2.3 工作面兩巷測站布置

根據(jù)監(jiān)測需要，在工作面兩巷分別布置超前支護(hù)監(jiān)測設(shè)備、頂板離層監(jiān)測設(shè)備，具體安設(shè)距離為：受一次采動影響的綜采順槽安設(shè)間距200m，受二次采動影響的綜采順槽安設(shè)間距100m，綜采工作面切眼及回輔撤通道安設(shè)間距50m，構(gòu)造發(fā)育段的綜采順槽安設(shè)間距為50m。離層儀安設(shè)淺孔深度3m，觀測范圍0～3m，深孔安設(shè)深度8m，觀測范圍0～8m。

頂板離層儀讀數(shù)初始值統(tǒng)一設(shè)置為（10mm，10mm）。

3 工作面實測結(jié)果分析

為了更好地分析工作面周期來壓步距以及壓力分布和抗壓強度，在選擇工作面107套支架A=5（=1，2，…35）為研究對象，連續(xù)地觀察，每割一刀煤（步循環(huán)0.865m）記錄一次，然后使用Excel軟件制作圖表分析，通過連續(xù)的表面用不同的顏色和陰影顯示壓力板呈現(xiàn)出的趨勢，這更直觀地觀察頂板巖層的活動和周期來壓的步距。通過對12305綜采工作面連續(xù)觀測90m。共觀察到9次周期來壓，周期平均來壓步距為10m。

根據(jù)以上實測情況可知：（1）工作面初次來壓步距為10m。（2）通過對12305綜采工作面連續(xù)觀測近90m，利用Excel軟件將礦壓數(shù)據(jù)制成曲面圖。根據(jù)統(tǒng)計周期來壓布距為9～11m。周期來壓時，工作面持續(xù)距離為1.6m。工作面正常推進(jìn)時支架的正常載荷為320bar左右。工作面在來壓狀態(tài)下表現(xiàn)不均勻，隨著工作面的推進(jìn)，局部先來壓，局部支架先出現(xiàn)周期來壓現(xiàn)象。支架在來壓期間工作阻力平均在450bar左右。（3）工作面支架在周期來壓期間，頂板下沉，支架立柱壓力增大，全面在450bar左右，局部壓力較大的地方超過480bar，立柱下縮量在5mm左右，平衡千斤頂縮進(jìn)量在2～4mm，支架尾梁被頂板下沉壓下，支架仰俯角增大。

4 結(jié)語

（1）根據(jù)統(tǒng)計通過對12305綜采工作面工作面周期來壓步距為9～11m，平均來壓步距為10m。工作面停產(chǎn)或因為各種原因長時間不能順利推進(jìn)時工作面周期來壓步距將會縮短，一般為7～8m；一般前一次來壓步距短則下一次來壓步距長；工作面在推進(jìn)速度快的情況下來壓步距將會相對增大。（2）來壓段工作面支架安全閥大多數(shù)開啟，支架壓力為400～520bar，煤壁片幫嚴(yán)重，且工作面容易漏頂，此時必須加強工作面頂板控制。

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作者簡介：馬添虎（1986-），男，遼寧撫順人，中國神華神東煤炭集團(tuán)烏蘭木倫煤礦助理工程師，碩士研究生，研究方向：采礦工程及技術(shù)。endprint