大倾角厚煤层综放面矿压显现规律实测分析.pdf

2 0 1 1 年 第6 期 东 媳晨 舛l技 1 5 5 大倾角厚煤层综放 面矿压显现规律实测分析 张 国林 神华宁夏煤业集团梅花 井煤矿 ， 宁夏 银川7 5 0 4 1 1 摘要该文针对西部某矿1 2 0 5 0综放工作面的矿压显现规律进行了实测分析， 分析结果表明， 由于采动引起 的超前支承压力与侧向支承压 力在工作面前方媒体上下端部叠加， 再加之 1 2 0 5 0工作面倾角较大， 煤质较软等因素导致了1 2 0 5 0综放工作面上下部来压强度较大， 中部来压 较平缓。 关键词 大倾角 厚煤层 综放开采 矿压实测 中图分类号 T D 3 2 3 文献标识码B 1 采矿地质条件 某矿 1 2 0 5 0首采工作面位于井日西北部， 走向长 5 4 0 m， 倾向长 1 5 0 m， 标高 ⋯5 1 0 4 2 0 m。设计施工 的下顺槽长约7 5 0 m， 上顺槽长约 6 2 0 i n ， 切眼长约 1 5 0 r ll ， 工作面煤层走 向 2 8 03 1 0 。 ， 倾角 2 73 8 。 ， 平均 3 3 。 ， 煤层两极厚度 1 ． 1 8～ 1 0 ． 3 8 m， 平均 5 ． 5 m。 2 矿压 观 测方 案 将工作面支架分成三个测区， 每个测区均安装矿 用本安型数字压力计。通过现场观测液压支架立柱的 支护阻力和工作面矿压显现， 分析工作面上覆岩层的 活动与顶板来压规律 。 3 工作面矿压显现规律实测分析 3 ． 1 工作面上部支护阻力随推进距离的变化规律 图 1 ～图3 分别为工作面上部 1 0 0 支架的初撑力、 循环末阻力、 时间加权工作阻力与推进距离关系。 图1 1 0 0 架初撑力与推进距离关系 由图 1 一图 3的实测数据分析可知 ， 1 0 0 支架平均 初撑 力为 1 8 3 1 ． 1 2 k N， 占额定 初撑力 5 2 3 5 k N的 3 4 ． 9 8 ％； 支架平均循环末阻力 为 1 9 1 3 ． 8 8 k N， 占额定 工作阻力 6 0 0 0 k N 的3 1 ． 9 0 ％； 支架平均时间加权工 作阻力为 1 5 7 2 ． 3 2 k N， 占额定工作阻力的2 6 ． 2 0 ％。 工作面矿压实测期间， 1 0 0 支架共来压六次， 初次 来压步距为2 7 ． 6 r r ／ ， 最大来压步距 1 4 ． 3 m， 最小 3 m， 收稿 日期 2 0 1 1一 o 63 O 作者简介 张国林 1 9 8 3 一 ， 山西吕梁人， 现于神华宁夏煤业集团 梅花井煤矿从事生产与技术管理工作。 5 1 5 25 3 5 4 5 5 5 6 5 推进距离 m 图2 1 0 0 架循环末阻力与推进距离关系 5 1 5 2 5 35 4 5 5 5 6 5 推进距 离 m 图3 1 0 0 架时间加权工作阻力与推进距离关系 平均6 ． 9 m； 影响范围最大3 m， 最小1 ． 2 m， 平均为2 ． 1 m； 来压期间初撑力平均2 4 8 5 ． 3 0 k N， 占额定初撑力的 4 7 ． 4 7 ％； 循环末阻力平均 2 9 6 2 ． 2 7 k N ， 占额定工作阻 力的4 9 ． 3 7 ％； 时间加权工作阻力平均 2 4 6 8 ． 2 4 k N， 占 额定工作阻力的4 1 ． 3 7 ％。来压期间的动载系数分别 为 1 ． 4 6 ． K 1 ． 6 1 、 K 。 1 ． 8 8 ， 从以上分析可以看 出， 1 2 0 5 0综放工作面 1 0 0 支架来压强度较大。 3 ． 2 工作面中部支护 阻力随推进距离的变化规律 图 4一图6分别为工作面中部 6 9 支架初撑力、 循 环末阻力、 时间加权工作阻力与推进距离关系。 6 9 支架平均初撑力为 1 6 1 0 ． 1 5 k N， 占额定初撑力 的 3 0 ． 7 6 ％； 支架平均循环末阻力为 1 7 2 0 ． 3 7 k N， 占额 定工作阻力的2 8 ． 6 7 ％； 支架平均时间加权工作阻力为 1 5 6 9 ． 0 4 k N， 占额定工作阻力的2 6 ． 1 5 ％。 工作面矿压实测期间 ， 6 9 支架共来压六次， 初次 来压步距为1 3 ． 2 in ， 最大来压步距 1 4 ． 4 m， 最小5 ． 4 m ， 平均9 ． 2 m ； 影响范围最大1 ． 8 m， 最小1 ． 2 m， 平均1 ． 5 m； 来压期间初撑力平均 1 8 1 3 ． 2 1 k N， 占额定初撑力的 3 4 ． 6 4 ％； 循环末阻力平均 2 0 7 0 ． 6 7 k N， 占额定工作阻 八 ． ． 一 ●●f 一 ● ， 、 一 ㈠ 一 t 一 ● ． 一 1 5 6 露 晨 舛技 2 0 1 1 年 第6 期 力的 3 4 ． 5 1 ％； 时间加权工作阻力平均 1 7 5 0 ． 4 7 k N， 占 额定工作阻力的2 9 ． 1 7 ％。来压期间的动载系数分别 为 1 ． 2 、 K 。 1 ． 2 7 、 K 1 ． 2 2 ， 从 以上分析可以看 出， 1 2 0 5 0综放工作面 6 9 支架来压强度较平缓。 推进距离 51 图4 6 9 架初撑力与推进距离关系 0 1 0 20 3 0 40 50 6 0 推进距 离 61 图5 6 9 架循环末阻力与推进距离关系 图6 6 9 架时间加权工作阻力与推进距离关系 3 ． 3 工作面下部支护阻力随推进 距离的变化规律 图 7～图9分别为工作面下部 l 9 歧 架的初撑力、 循环末阻力、 时间加权工作阻力与推进距离关系。 1 9 3 架平均初撑力为 1 7 8 5 ． 3 4 k N， 占额定初撑力 的3 4 ． 1 O ％； 支架平均循环末阻力为 2 1 9 8 ． 6 0 k N， 占额 定工作阻力的 3 6 ． 6 4 ％； 支架平 均加权 工作阻力为 1 7 9 9 ． 6 5 k N， 占额定工作阻力的3 0 ． 0 0 ％。 工作面矿压实测期间， 1 9 支架共来压七次， 初次 来压步距 l 2 ． 9 5 m， 最大来压步距 1 2 ． 9 5 m， 最小 4 ． 2 m， 平均7 ． 8 8 m； 影响范围最大 3 i n ， 最小 0 ． 6 m， 平均 1 ． 4 6 m； 来压期间初撑力平均 2 4 5 2 ． 8 3 k N ， 占额定初撑 力的4 6 ． 8 8 ％； 循环末阻力平均 2 8 2 0 ． 2 4 k N， 占额定工 作阻力的4 7 ． 0 0 ％； 时间加权工作阻力平均为 2 4 2 7 ． 7 1 k N， 占额定工作阻力的 4 0 ． 4 6 ％。来压期间的动载系 数分别为 1 ． 8 4 、 K 1 ． 7 5 、 K 。 1 ． 9 5 ， 1 2 0 5 0 综放 工作面 1 9 支架来压强度较大。 图7 l 9 架初撑力与推进距离关系 ． ． 0 l 0 2 0 3 O 40 5 O 6 0 推进距 离 01 图8 1 9 架循环末阻力-9推进距离关系 图9 1 9 架时间加权工作阻力- 9推进距离关系 4结语 由于采动引起的超前支承压力与侧向支承压力在 工作面前方煤体上下端部叠加， 再加之 1 2 0 5 0工作面 倾角较大， 煤质较软等因素导致了 1 2 0 5 0综放工作面 上下部来压强度较大， 中部来压较平缓； 工作面上部、 中部和下部的来压期间的动载系数分别为 1 ． 6 1 、 1 ． 2 7 和 1 ． 7 5 ； 工作面上部、 中部和下部平均来压步距分别 为6 ． 9 m、 9 ． 2 m和 7 ． 8 8 m。1 2 0 5 0综放面的平均倾角 为3 3 。 ， 大于煤岩体的自然安息角， 当下部顶煤放出后， 上部松散煤岩体在 自重的作用下 ， 向下滚落到工作面 下部 ， 沿工作面面长方向形成“ 下部充实， 中部半充实， 上部悬空” 的状态， 所以工作面在面长方向上， 动载系 数和周期来压步距具有不一致性。 参考文献 [ 1 ] 屠洪盛， 李智勇， 敖雨等．阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律 实测分析[ J ] ． 煤炭工程， 2 0 1 1 2 6 1 6 3 ． [ 2 ] 邹光华 ， 刘社育， 丁斌等． 超长“ 孤岛” 综放面的矿压规律及支架 承载特征分析[ J ] ． 铁道建筑， 2 0 0 6 3 6 3 6 ～ 3 8 ． [ 3 ] 尹光志， 李小双， 郭文兵． 大倾角煤层工作面采场围岩矿压分布 规律光弹性模量拟模型试验及现场实测研究[ J ] ． 岩石力学与工程 学报。 2 0 1 0 2 9 3 3 3 6 ． ． 3 3 4 3 ． 讯 n ＼ 一 ～ 一， 一 f t “ 一 川 一 ， 一 一 ．． ． ．． ． ． ． ．． ． ． ．． ． ， ． ，．．．．．．．h．．．．．．． ．，．． ．．．．． ．．．．，．． ，．，．．． ．．● ● nu _亨 啮 j。 八一 4 。 ／ I J 。 川川_ _ ． 一 一 一 一 ，／一