2089_下回采工作面矿压观测分析.pdf

工业 技术 S C lE N C E＆T E C H N O L O G Y 2 0 8 9 下 回采工作面矿压观测分析 曹 守 新 开滦 集团东欢坨矿 业分公 司 河北唐 山0 6 4 0 0 2 摘要 煤 矿矿山压 力对煤矿 危 害很 大。 本文首 先介 绍 了矿压 观测 的 目的 及 内容 ， 然后介 绍 了开滦 集 团 东欢坨矿 2 0 8 9 回采工作 面矿压 观洲 结果 ， 并对 观测 结果 进行 了详细的 分析 。 关 键词 矿压 观 测 分析 中图分类号 T D 3 2 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 - 3 7 9 1 2 0 1 3 0 2 c 一0 0 9 5 -- 0 1 开 滦 集 团 东 欢坨 矿 2 0 8 9 回采 工作 面 位于中央采区南翼8 煤层中， 北至 中央采区 煤8 辅 助斜巷 ， 同煤层斜上方为2 0 8 9 采面 已 回采 完 毕 ， 上 、 下煤 层无 采 掘 工程 。 该 工 作 面 到 5 月 2 5日可 采 走 向 长 3 4 7 m ， 平 均 倾 斜长 8 4 m， 地 面标高 l 6 ． 8 4 。 工作面标高 - 2 76． 3～一31 3．1 。 根 据 地 质 资 料 分 析 ， 该 煤 层 稳 定 ， 结构 简单 。 2 0 8 9 工作面煤厚在2 ． 7 ～3 ． 4 m， 平 均3 ． 1 m， 煤层倾角l 9 。 ～2 3 。 ， 平均2 1 。 。 煤 层可采指数 1 ． 0 ， 变异系数3 ． 4 ％， 煤层稳定 ， 结 构 简 单 ， 有 时有 0． 1 m的 夹 矸 。 1 矿压观测的目的及内容 矿 压 观 测 是 为 了 保证 正 常 生 产 和 掌 握 其现场的实际规律 ， 以便指导安全生产 ， 达 到预 测预报效果 。 观测内容包括 围岩变化 及周期来压工作面风运道使用十字测点进 行 观 测 ， 两 帮 移 近 量 及 底 臌 量 。 采 煤 工 作 面 的 周 期 来 压 工 作 面 初 次 来压 后 由于 安 装在 线 监 测 设 备 KJ 3 2 7 时 间 晚 ， 未能见 能监 测道初次 来压 ， 随 工作 面 向前 推 进 ， 直 接 顶和 老 顶 形 成 的 悬 臂梁 愈 来愈大 ， 当其超过 强度极限时 ， 就会开始折 断 垮 落 ； 这 种 随 工 作面 推 进 ， 直 接 顶 和 老顶 悬臂梁周期性折断时出现的压力变化叫作 周期 来压 。 周期 来压规 律与矿 方的推进速 度 即每 天工 作面的割煤 速度 、 回采巷道 的 地 质 条 件 是 否有 断 层 、 夹矸 的 厚 度 等 、 液 压 支 架 初 撑 力大 小 、 平 均 工 作 阻 力 等 有 关 ， 下 面 仅 是 参 考KJ 3 27 型 矿 山压 力监 测 系 统 监 测 到 的 工 作面 液 压 支架 各 个 支柱 的 平 均 工 作 阻 力 来 分 析 寻 找 压 力变 换规 律 。 通过 以上步骤寻找平均工作阻力 曲线中比 较 明 显 的 大 的 波 峰 ， 大 的 波峰 的 到 来 就 可 能是 工作面老顶或者 是直接顶 老顶 压力 周期来压 “ 来到 了” ， 此 时煤壁可能 片帮 严 重 、 工 作 面 有 掉 渣 、 震 动 、 声响 以 及 气 浪 等 现 象 。 2 矿压观测结果 随 回采 矿压 监 测 点 逐 渐减 少 ， 2 0 8 9 下 风 运 道 剩余 2 0 个 测 点 风 道 1 0 4 “ 运 道 1 0 4“ 分 析情况及围岩变形数据3 月2 5 日至4 月2 5 日 数据观测为3 0 d 。 为了更清楚、 直观地分析出巷道在本撑工 作面动压影响 下产 生的矿 压显现规律 ， 特将巷 道观 测数据绘制成 图表 ， 如 图 1 所示 。 由 图表 中 我们不难看出其矿压显现规律是 以平上最小 ， 水平次之 ， 底臌最大 ； 其底臌 累计变形量是平上 的4 ． 7 倍 ， 是水平的2 ． o R ； 工作面对巷道的动压 影响范围在超前6 0 m左右； 在此范围内， 底臌变 形平均为2 3 ． 3 mm／ d ， 水平变形平均为1 0 ． 7 mm／ d， 平上变 形 平均 为5 mm／ d 。 3 观测结果 分析 1 本 月2 0 8 9 工 作 面5 月2 5日六 点 半 前 在 回采 过程 中 回采 时 推 采 l 3 7 m， 5 月 底 距 停 采 线3 0 0 m。 2 本采面支架末阻力报警值最大达4 0 MP a 4 8 0 0 k N ， 警戒值为l 8 MP a 2 2 0 0 k N 。 本月 报警次数为 l 号站 l 9 次 、 2 号站1 8 次 、 3 号站 为2 O 次、 4 号站为 1 9 次 、 5 号站为l 7 次 。 图标 中日期每小格代 表4 6 h 测得数据的加权平 均 数 。 3 按 支架 最 大 工作 阻 力 来 说 ， 到 额 定 工作阻力 4 8 0 0 k N／ 架 已没有富余量 ， 说明 支 架 承 载 强度 比较 大 ， 采 场 来压 不稳 ， 应 力 集中现象较严重 ， 回采后期应对采场 中、 下 部加强防护工作。 由支架工作阻力载荷结果 图 1 注 临近采面l O 0 ～8 m时测得数据分析 ， 超前8 m范围内各种设备 的影响 ， 无法观测 。 设于2 0 1 0 年8 月1 日， 止于2 0 1 2 年0 4 月2 5 日。 分析 中可以看 出 ， 支架的工作 阻力最小 为 4 MP a 。 其载荷 频率分 布规律是 在观测 期 间， 支架 日受 力载荷 在小于2 0MP a 之 间的 占4 8 ． 6 ％， 2 0～3 O MP a 之 间的占4 O ． 2 ％ ， 3 0 MP a 以上 的 占 1 1 ． 2 ％。 4 支 柱 在 整 个 承载 过程 中 因处 支 架 上 位 置 的 不 同 ， 其 承 载 载 荷 也 是 不 一样 的 ， 其 特点表 现为 在现场实际观 测过程 中， 部分 支柱在来 压时出现压 力超 限现象 ， 造 成安 全阀开启 。 但并末影 响其 整架支架承 载性 能 。 5 根 据分 析 每 两 天直 接 顶 顶 板 垮 落 一 次步 距为 1 5 m左 右 ， 老 顶垮 落大 约3 5 ～4 5 m 5 月3 0日、 5 月 l 1日、 5 月 1 8日、 5月2 4日 ； 推 采 速 度 快 垮 落 步 距 就大 ， 相 反 就 越 小 ； 支架 载荷值有时会突然增大1 ． 3 2 ～2 ． 4 8 倍。 6 所以以后及时观测现场顶板变化规 律 ， 为安 全 生 产提 供可 靠 地 资料 ， 采 取 有 效 地专项安 全技术措施。 7 采 场 局 部 有 煤 壁 片 冒 现 象 的 原 因 是 ① 顶 煤 厚 度 不 均 、 煤 体 强度 低 、 加 之 工 作面倾角也比较大， 当基本 顶来压时 ， 由于 支 架 上 顶 煤 已 空 顶 或 采 面 初 撑 力 小 等 原 因 ， 从 而 导 致 基 本 顶 压 力直 接 作 用 于 采 面 上， 在回采的采动影响下产生 片冒现象 。 ② 老顶 来压 时支架初撑力比较低造成煤壁受 力较大 ， 造成片帮的原因。 ③现场二级护顶 不能 够 使 用 ， 造成 片 帮 的次 要 原 因 。 ④2 0 8 9 采空 区对采场 的影响 ， 从而导 致基本顶压 力直 接作用 于采面上 ， 采面 初撑力小达 不 到设计要 求 ， 导致局部片冒现象。 8 在实际观测 中， 局部 支架出现 了漏 液 卸压 现 象 4 0下柱 、 3 8 下柱 、 1 2 上柱 ， 加 上 泵压力时有不足 ， 维修不及时， 导致初撑力 末能达 到预定 值 ， 使支架的特性不 能充分 发 挥 出来 ， 从 而 影 响 到 整 体 架 组 对 采 场 的 支 撑 效 果 。由 此 可 知 ， 在 确 保 泵 站 压 力 3 0 MP a 及时避免漏液卸压现象发生的前 提 下 ， 该 支 架 初 撑 力的 设计 比较 合理 ， 能 够 适 应 采 场 活 动 的 需 要 。 9 采 面 支架 产 生 周期 压 力 的主 要 原 因 为 由 于 采 场 煤 层 不 平 整 ， 变 化 多 ， 从 而 造 成支架 上方在基 本顶压力作用下产 生的破 碎煤体不一样 ， 有局部托煤顶或破板现象 ， 这 样 便 使 支 架 对 上 顶 承 载 量 整 体 受 力 不 均 ， 使 其 承 载 载 荷 也 相 应 变 化 。 1 0 5 月 l 8日～2 3日整 个采 面 老 板 落板 不 及 时 ， 造 成 采 面 初撑 力较 低 ， 对 回 采安 全 生 产 带 来 一 定 的 影 响 。 科技资讯 S CIEN CE ＆ TE CH N OLO GY I N F ORMATI ON 9 5