首采工作面矿压规律研究范文

摘要：通过对岳城矿西二盘区首采工作面的地质力学环境、矿压显现实测规律及侧向支承压力分布规律进行实测分析研究，提出适合该盘区工作面的支护评价体系，为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供理论依据。

关键词：矿压显现；采面布置；巷道支护

0引言

岳城煤矿西二盘区为矿井西盘区延伸区域，开展首采面矿压观测项目，探讨工作面矿压显现规律、顶板岩层结构及运移规律、矿山压力动态演化规律等对于工作面的安全生产具有重要意义，同时也能够为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供可靠的矿压基础资料，为安全生产提供有效的保障。

1立项背景

岳城矿西二盘区3号煤层不稳定，厚度较大，煤厚1.2m～4.8m，平均厚4.21m。西二盘区首采工作面走向长度795.8m，倾斜长度154.7m，该面采用综合机械化放顶煤采煤方法。根据超前物探、钻探、化探结果，JDX6陷落柱导富水较强，总疏放水量约43000m3，涌水量大，水源复杂。厚煤层综放工作面开采后，垮落带及断裂带的范围相应增大，折断后的老顶岩梁回转运动将会造成强烈的周期来压，在煤体中形成较高的支承压力，对下位岩层和工作面支架形成冲击载荷。此外，工作面区域还发育有正断层JDX6、DF42、JDF35，受构造影响，顶板会出现不同程度的离层冒落，顶板裂隙水也会不同程度地增加，影响开采的客观因素很多、很复杂，因此对西二盘区首采工作面的矿压规律研究十分必要。

2研究内容

a)工作面液压支架阻力实测数据统计分析；直接顶初次垮落、老顶初次来压及周期来压特征分析（包括来压显现强度、动载系数等）；顶板和顶煤运移规律分析；支架安全阀开启、活柱下缩量及实测初撑力统计分析等；宏观观测统计分析（主要包括煤壁片帮、顶煤漏冒、采空区悬顶、支柱破损、放煤块度[1]等）；b)制订工作面特殊条件下的安全回采方案，对特殊区域矿压显现特征进行分析；c)评价首采工作面的支护工艺，包括工作面液压支架适宜性分析、液压支架实测初撑力评价、合理超前支护距离评价、提出相应的改进措施和建议。

3技术关键

a)对工作面矿压观测，进一步研究矿压显现规律，确定影响工作面矿压规律的主要因素；对现有的工作面支护质量进行科学的评价，分析现行支护方案的实际效果，并提出相应的改进措施和建议；b)通过研究首采面的矿压规律，且通过对比过陷落柱前后不同长度工作面矿压显现规律分析，得出工作面缩短后，基本顶初次来压略有减小[2]，液压支架的平均工作阻力有所下降，矿压显现影响范围缩小。

4应用效果

4.1矿压显现规律a)工作面（面长154.7m）初采期间整个工作面支架工作阻力直方图如下图1所示，基本顶来压期间最大工作阻力为5057.96kN，最小工作阻力113.10kN；来压期间平均工作阻力为2958.02kN，来压支架动载系数在1.15～1.63之间，平均1.407．b)工作面甩刀把期间（面长104.7m）支架工作阻力分析直方图如下图2所示，可知基本顶的初次来压步距为34.6m～41.2m，平均为40.5m左右。来压期间顶板所承受的最大压力为4555.31kN，来压期间平均工作阻力为2748.62kN。工作面来压较为缓和，支架工作阻力偏小，来压强度不高，支架与围岩形成的相互作用系统自承性强。c)各测点位移观测数据综合分析：(a)巷道受采动影响距离平均在距工作面煤壁68.65m左右，其中显著影响距离平均为24.48m，剧烈影响范围平均为12.13m；(b)巷道最大顶底板移近量平均为139.5mm，两帮变形主要以内帮变形为主，两帮的最大移近速度为17.8mm/d，如图3；d)各测点位移观测数据综合分析：(a)掘进巷道受采动影响距离平均在距工作面煤壁76.33m左右，其中显著影响距离平均为25.94m，剧烈影响范围平均为12.18m；(b)巷道最大顶底板移近量平均为267.6mm，两帮变形主要以内帮变形为主，两帮最大移近速度平均为21.6mm/d。

4.2顶煤运移规律结合上述可知，距工作面煤壁及工作面中央越近、高度越高，始动越早，测点位移变形越早，位移量一般越大，印证了前面初次来压、周期来压时顶板及顶煤从工作面中部开始破碎、冒落，逐渐向两帮延伸的垮落规律[3]。在支架的上方，顶煤位移量和位移速度是很大的，顶煤变形也很大，因此顶板载荷不能全部传递到液压支架上，支架承受了顶煤的自重和一部分顶板传递的压力，顶板的部分压力传递到了煤体深部，导致了上方煤体破碎，形成了松动膨胀层，不利于工作面顶板支护。5结语探讨西二盘区首采面的矿压显现规律，分析了现有的工作面支护质量，为矿井矿压观测水平提升做了有益的探索，有利于更高水平的矿压观测推广应用，同时也能够为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供可靠的矿压基础资料，为安全生产提供有效的保障。

参考文献：

［1］任前程.深井大采高综放工作面矿压特征研究［D］.淮南：安徽理工大学，2012.

［2］刘艳辉.大采高综采和综放工作面矿压显现特征的对比研究［D］.焦作：河南理工大学，2012.

［3］陈兴隆.吕沟煤矿薄煤层炮采工作面矿压显现规律研究［D］.焦作：河南理工大学，2012.

作者：乔华 单位：山西晋煤集团沁秀煤业有限公司岳城煤矿