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3 2 童娃晨 科技 2 0 1 4 年 第 2 期 综放工作面超 前支承应力分布 规律探 究 魏尊义， 沈 伟， 张娟 枣矿集 团田陈煤矿 ， 山东 枣庄 2 7 7 5 0 0 摘要北七采区3下 7 l 1 0工作面是田陈煤矿 的主采工作 面， 该工作 面受冲击地压威胁 ， 特别装备 了K J 2 1冲击地压在线监测 系统， 利用该 系统监测煤体应 力， 预测预报冲击危险性 ， 确定超前 支承应 力影响 范围。 关键词 综放 工作 面应 力监测 超前 支承应力 中图分类号T D 3 5 3 ． 6 文献标识码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 52 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 0 2 ． 1 5 Ab s t r a c t T h e 7 1 1 0 c o a l f a c e o f t h i r d c o a l s e a m i n t h e s e v e n t h n o r t h mi n i n g a r e a i s t h e ma i n c o a l f a c e o f T i a n c h e n c o a l mi n e ． Th e c o al f a c e i s t h r e a t e n e d b y r o c k b u r s t ．I n o r d e r t o m o n i t o r t h e s t r e s s of c o a l ，w e i n s t all e d a O n l i n e m o n i t o r i n g s y s t e m o f r o c k b u r s t n a me d K J 2 1 ．Th e s y s t e m c a n p r e d i c t t h e p o s s i b i l i t y o f r ock b u rst and d e t e r mi n e t h e a d v a n c e s u p p o rt s t r e s s i n flu e n c e r an g e ． Ke y wo r d s f u l l me c h a n i z e d t o pc a v i n g mi n i n g f a c e mo n i t o r i n g t h e s t r e s s a d v a n c e d s u p p o rt s t r e s s 1 概 况 3 7 1 1 0工作 面位于北 区西翼下 山右翼， 标高 一 6 7 3～一 7 4 0 m， 工作面东侧为 F 71 5断层 H 0～ 1 5 A6 5 。 ， 与 3 7 1 0 8综放工作面采空区毗邻 ； 西侧 为 F 7 一l 4断层 H 6 5． ／ 7 5 。 ； 切 眼 与金 庄 井 田毗 邻 。该工 作 面煤 层 赋存 较稳 定 ， 煤 厚 3 ． 5～9 ． 0 ／ 6 ． 5 m， 煤层大部分含一层 0～ 0 ． 5 ／ 0 ． 3 m泥岩 夹矸 ， 受左 侧较大断层影响， 煤层局部破碎、 节理裂隙较发育。 煤层 顶底 板 条件 均 为 Ⅱ类。基 本顶 为 厚 6 6～1 0 0 ／ 8 0 m的中 、 细砂 岩 ， f 8～1 2 ； 直接 顶 为 0 ． 1～4 ． 0 ／ 2 ． O m的粉砂质 泥岩 ，f 3～ 4 ； 直接 底 为 2 ． 5～ 3 ． 8 ／ 3 ． O m的粉砂质泥岩 ， 煤层底板有 0 ． 2 m炭质泥 岩 ， f 3～ 4 ； 基本底为 2 0～ 3 5 ／ 2 5 m的细砂岩 ， f 6～ 8 。工 作面里段不规则 布置 ， 沿 原 3下 7 1 0 8三切 眼呈刀 把 形状 。 工作 面采 用 走 向长壁 后 退式 采煤 法 ， 支护 采 用 Z F 9 0 0 0 2 3 ／ 4 7型液压支架进行强支护， 工作面两端 头维护采 用 Z F G 9 0 0 02 3 ／ 4 2型液压 支架进行 支护 ， 运输巷采用 Z T 1 0 0 0 0 2 5 ／ 4 0型端头支架对端头巷道 进行支护。前后部运输机运煤 ， 全部垮落法处理采 空 区顶板 ， 采煤工艺实现全机械化 。 收稿 日期2 0 1 31 O一3 0 作者简介魏尊义 1 9 7 0 一 ， 男， 毕业于山东科技大学， 硕士学位， 高级工程师， 现任田陈煤矿总工程师， 长期从事煤矿安全技术管理 工作 。 l J 2 1冲击地 压应力在线监测 系统 主要包括 3大 部分， 具体为 井下煤岩体应力采集终端， 数据传输 网络 ， 井上监测预警平 台。 2 监控方案 根据工作面冲击危险区域及程度划分结果， 结 合 I J 2 l 煤体应力在线监测系统特点及工作 面地质 构造发育情况 ， 3 7 1 1 0综放 工作 面运 输巷 重点监测 工作 面初次来压 、 一 次见方 、 二次见方 及工作 面缩 面 周边位 置 ； 3 7 l l 0综放工作 面联 络巷 ； 3 7 l 1 0综 放 工作 面施工道 ； 3 7 1 1 0综放工作 面轨道巷每 3 0 m布 置一组 测点。同时考虑工作 面运输 巷侧未 进行采 掘 活动 ， 外段主要 采 取一 般 观察 ， 布置 三 组收 集数 据 ， 为后续 数据分 析提供 参考。 每组两个传感器 ， K S E一1 1 1钻孑 L 应 力计 7 m 1 个 ， K S El I一1 钻孔 应力计 1 5 m 1个 ，K S El I 一 1 钻孔应力计靠工作面推进方向， 传感器问距 5 m。 3 数据 分析 工作 面轨道 巷走 向长度 6 0 m处 7 m 基点 与 6 5 m 处 1 5 m基 点数 据变 化 曲线 如 图 1所示 ， 浅基 点位 置 应力 自9月 1 7 日开始 明显 升高 ， 此时距 离工作 面采 场煤壁 2 5 m， 9月 2 6达到峰值， 此时距离采场煤壁 9 m， 1 0月 3日开始迅速下 降 ， 此 时距离采 场煤壁 3 m； 深基点 位置应 力 9月 2 7 日开 始迅速 升高 ， 此时距 离 采场煤壁 1 2 m， 1 0月 2日达到峰值后开始缓慢下降， 2 0 1 4年第 2期 互疆燕 舛技 3 3 此时距离采 场煤壁 5 m。 工作 面运输巷走 向长度 7 4 m处 l O re基点 与 7 8 m 处 7 m基点数据变化曲线如图 2所示， 两基点位置应 力 自9月 2 7日开始逐渐 升高 ， 此 时浅部 基点距 离工 作 面采场煤 壁 2 0 m， 深部基点距 离采场 煤壁 1 6 m； 浅 部基点 1 0月 7日达到峰值 ， 此时距离采场煤壁 4 m， 之后迅速下降； 深部基点 l 0月 5日达到峰值后迅速 下降 ， 此时距 离工 作面采 场煤壁 5 m， 1 0月 7日采煤 机行进至测点位置时出现应力集中造成数值升高。 图 1 轨道巷 6 0 m处应力 曲线 图 图 2 运输巷 6 0 m处应力曲线 图 对两巷工作 面超 前 1 5 0 m以 内及 1 5 0 m 以外 数据 进行对比， 超前工作面采场煤壁 1 5 0 m以外基本没有变 化 ， 维持初 始 应 力值 ， 如 图 3 ； 超 前工 作 面 采场 煤 壁 1 5 0 m以内数据略有升高， 但是幅度也较小， 如图 4 ； 对 比图 3 、 4 ， 轨道 巷浅部基点 峰值 出现 在超前工作 面采 场煤壁 9 m， 深部基点峰值 出现在超前工作面采场煤壁 5 m， 运输巷浅部基点峰值出现在超前工作面采场煤壁 4 m， 深部基点峰值 出现在超前工作面采场煤壁 5 m。说 明工作面超前支承应力影响范围基本在超前工作面采 场煤壁 1 5 0 m范围内， 集 中超前工作面 2 5 m范 围内。 1 ● _ _ _ h ．．‘ ‘ ⋯’一 ’’ 一。 一 ～ T 一 ● ～ 图 3 轨道巷 1 5 0 m以外应力 曲线 图 图 4轨 道 巷 1 5 0 m 以 内应 力 曲线 图 4结论 1 煤厚 6 m左右综放 工作 面超前支 承应力 影响 范 围在 1 5 0 m范 围 内 ， 应力 集 中 区超前 工作 面 2 5 m， 在较完全采动 影 响下 ， 巷 道 周边 应力 峰值 出现在 超 前工作面 9 m位置 ， 采 动影 响较小 的情 况下 ， 巷道 周 边应力峰值同煤层深部应力峰值出现 区域相差不 大， 约在超前工作面 3～ 5 m， 超前工作面采场煤壁3 m 范围内煤体进入塑性区或应力减弱区。 2 巷道 帮部煤 层容 易 出现巷 道支 承应力 与工 作面回采超前支承应力相互叠加， 峰值一般较深部 煤层先出现。 【 参考文献】 [ 1 ] 潘立友． 中击地 压预测 与 防治使 用技 术． 徐 州 中国 矿业大学出版社． 2 0 0 6 ． [ 2 ] 徐永圻． 煤矿开采学． [ M] ． 徐g ,I1 中国矿业大学出版 社 ． 1 9 9 9． [ 3 ] 谭云亮． 矿山压力与岩层控制． [ M] ． 北京 煤炭工业 出版 社． 2 0 0 8 ． 上接 第 3 1页 另外金属 锚杆 虽 可 回收一 部分 ， 但增 加 了一 定 的人力 ， 而玻璃 钢锚 杆 的托盘 同样 可 以 回收重 复 利 用 ， 经 比较大于报废锚杆 的销售价 格 ， 仍然 是玻璃 钢 锚杆较为经济实惠 。 5 存在的问题和建议 1 由于 目前 国内生产 的玻璃钢锚杆 延伸率小 、 抗剪 、 抗弯及抗扭方面的强度 比较低 ， 因此 ， 玻璃钢 锚杆一般可用 于矿 压显 现不 明显 、 煤层 比较完 整 的 实体煤 巷煤帮支护 ， 不能用于沿空掘巷 、 沿空 留巷等 困难条 件下煤 帮支护。 2 由于玻璃钢锚杆的尾部螺纹与玻璃钢杆体 连接部位 是最 薄弱环 节 ， 为 了减少玻璃钢锚杆损 坏 ， 应优先选用整体式全螺纹玻璃钢锚杆。 3 现场使用中在帮部不平整， 折片帮处由于锚 杆托盘不能 贴近 岩 面 ， 往 往托 盘受 力 不均 匀发 生 断 裂 ， 应及 时补打金属 锚杆 ， 并 购买使用 更为坚 固 的塑 料托盘 。