95204工作面矿压观测报告(1).doc

95204 综 采 工 作 面 矿 压 观 测 报 告 95204综采工作面矿压观测报告 一、观测前的准备工作 （一）收集地质资料 （1）、介于15-1～16-1勘探线之间，16勘探线穿过本面，位于冯王庄西侧，唐沟至张集公路穿过本面。 （2）、位于-1025m西一下山采区西翼，切眼靠近K1断层，四周均为9煤未采区，上覆75204、75206采空区。 （二）95204综采工作面地质说明书 95204工作面回采地质说明书 概 况 煤层名称 9 水平名称 -1025 采区名称 -1025西一下山采区 工作面名称 95204 地面标高 36.3 工作面标高 -1105～-1145 地面位置 介于15-1～16-1勘探线之间，16勘探线穿过本面，位于冯王庄西侧，唐沟至张集公路穿过本面。 井下位置 及四邻 采掘情况 位于-1025m西一下山采区西翼，切眼靠近K1断层，四周均为9煤未采区，上覆75204、75206采空区。 走 向 长 （m） ～ 540 倾 向 长 （平距） （m） ～ 209 平 面 积 （m2） 112860 煤 层 情 况 煤层总厚 （m） 1.7～3.2 煤 层 结 构 煤层倾角（） 0～22 7 2.7 复杂 煤层总厚是上分层和下分层的煤厚统计，该面上分层厚度1.0-2.3m,局部煤厚达到2.65m，平均1.8m；工作面夹矸发育，厚度不稳定，绝大部分范围夹矸厚度0.20～0.7m，局部夹矸厚度0.8m0.9m，夹矸平均厚0.6m；下分层煤厚相对稳定0.5～1.3m，平均煤厚0.9m。由于局部采厚过高，根据实际计算，采厚2.1m-3.4m，平均采厚3.2m [1.8（0.6）0.8]。 煤质 Mad Ad Vdaf Std Qb,ad MJ/Kg 煤岩类型 牌号 1.48％ 17.86％ 38.53％ 0.39％ 28.1 半亮型 气煤 煤层为黑色半亮型，油脂光泽，鳞片状结构，块状构造，质地较硬，内生裂隙发育，含黄铁矿，有时被方解石脉充填，煤层发育0.2～0.9m的夹矸,煤层硬度f3，夹矸硬度f3-4。 煤 层 顶 底 板 情 况 顶底板名称 岩石名称 厚度（m） 岩 性 特 征 老 顶 互层 1.98 页岩与微波状砂岩薄层互层，以页岩为主，f3。 直接顶 砂岩 10.70 细粒，含黑色条纹，层理发育，下部致密。f4。 伪 顶 直接底 页岩 1.98 灰黑色，致密，富含科达木等植物化石，f3。 老 底 砂岩 8.27 细粒，以长石石英为主，富含棕褐色菱鉄质及炭纹，f4。 地 质 构 造 情 况 该面构造相对简单，对回采应较大的断层主要是f1号断层。该面中下部存在一条向斜轴，预计小构造比较发育，顶板较为破碎，表中影响程度是指该断层在工作面内的影响程度。 构造名称 走向 倾向 倾角 落差m 性质 长度m 影响程度 f1 165 75 45 3.9 正 143 有较大影响 f2 36 126 21 0.8 正 60 有一定影响 f3 139 49 35 0.5～0.6 正 47 有一定影响 f4 33 303 80 0.2 正 20 基本没有影响 f5 22 112 46～51 0.3～0.4 正 20 基本没有影响 f6 157 67 58 0.8 正 50 有一定影响 f7 82 352 25～70 0.4～0.5 正 51 有一定影响 f8 35 125 78 0.2 正 30 基本没有影响 f9 77 167 50～56 0.2～1.2 正 50 有一定影响 f10 134 224 42 0.8 正 35 有一定影响 水 文 地 质 情 况 及 防 探 水 该区域水文地质条件较简单，主要水害因素是9煤顶板砂岩裂隙水，无动水补给，掘进期间局部构造裂隙发育部位出现过不同程度淋水现象，预计最大水量10m3/h,正常水量3～5 m3/h。上覆75204、75206采空区局部低洼处有少量积水，对95204工作面回采基本无影响。 最大水量 10m3/h 正常水量 3～5 m3/h 影 响 回 采 的 其 他 地 质 因 素 瓦 斯 遇构造时，瓦斯涌出量会有所增高。 煤 尘 煤尘较大，爆炸指数37.36％，具易燃易爆性，应加强防尘。 煤的自燃 具自燃发火倾向，发火期为5～12个月。 地 温 地温25～30℃，应加强通风管理。 地 压 本面水平较深，地压较大。 储 量 计 算 块 段 号 走向长 （m） 倾斜长 （m） 斜面积 （m） 煤厚 m 容重 t/m 工 业 储 量（t） 回采 率 ％ 可 采 储 量 （t） 540 211 113940 2.7 1.31 403006 95 382856 问 题及 建 议 该面小构造发育，回采遇小构造时采取加强支护的技术安全措施。 做好地面岩移观测。 附 图 95204工作面煤层底板等高线图（11000） 95204工作面综合柱状图（1200） 95204工作面实测地质剖面图（1200） 95204工作面井上下对照图12000 （三）、顶底板岩层岩性组合结构分析 本面直接顶为砂岩，厚度10.70m，细粒，含黑色条纹，层理发育，下部致密，f4。老顶为互层，厚度1.98m，页岩与微波状薄层互岩，以页岩为主，f3。直接底为页岩，厚度1.98m,灰黑色，致密，富含科达木等植物化石，f3。老底为砂岩，厚度8.27m,细粒，以长石石英为主，富含棕褐色菱质及炭纹，f4。 4、地质 煤层总厚是上分层和下分层的煤厚统计，该面上分层厚度1.0-2.3m,局部煤厚达到2.65m，平均1.8m；工作面夹矸发育，厚度不稳定，绝大部分范围夹矸厚度0.20～0.7m，局部夹矸厚度0.8m0.9m，夹矸平均厚0.6m；下分层煤厚相对稳定0.5～1.3m，平均煤厚0.9m。由于局部采厚过高，根据实际计算，采厚2.1m-3.4m，平均采厚3.2m [1.8（0.6）0.8]。 该面构造相对简单，对回采应较大的断层主要是f1号断层。该面中下部存在一条向斜轴，预计小构造比较发育，顶板较为破碎，表中影响程度是指该断层在工作面内的影响程度。 5、基本支护 1选用WS ZY3200-17/35型掩护式液压支架。 ZY3200-17/35型掩护式液压支架主要技术特征为 支架支撑高度 1.7～3.5m 支架宽度 1.41～1.61m 中心距 1.5m 初撑力 2600kN 支护面积 4.6～5.17㎡ 工作阻力 3200kN 推溜力 163kN 移架力 385kN 供液压力 31.5MPa 移架步距 0.7m 适应倾角 18 支架重量 13.9t 护帮板长度 0.48m 工作面内切眼长210m，实选141架支架支护，可支护长度211.5m。 移架的动作顺序降架→移架→升侧护板→升柱 （2）正常情况下，一律采用立即支护的支护方式，其工艺流程为割煤→移架→推溜 工序关系移架在采煤机后滚筒4～6架外立即移架支撑先暴露的顶板，推溜应滞后采煤机后滚筒10m～15m。 （3）支架操作方式本架操作 （2）正常情况下，一律采用立即支护的支护方式，其工艺流程为割煤→移架→推溜 工序关系移架在采煤机后滚筒4～6架外立即移架支撑先暴露的顶板，推溜应滞后采煤机后滚筒20～30m。 （3）支架操作方式本架操作 b、特殊支护 （1）工作面溜头、溜尾各两架的移架千斤顶框架与挡煤板连接必须安装机械加长段，防止移架时，挤坏电缆和电机，由于溜头、溜尾移架阻力较大，可分两次移架，达到进刀量，煤壁空顶部分须用半圆木撅顶支护，压力大时，必须每架穿两块半圆木撅顶或打带帽点柱维护顶板，由于煤机在两头进刀时，装煤效果差，为了不影响推移溜头、溜尾，必须采用人工攉炭，人员进入煤壁前，必须采取上述支护措施后，敲帮问顶，闭锁运输机，确保安全的前提下，方可进入煤壁侧工作。 （2）由于工作面溜头、溜尾设备多，机体大，一般情况下溜子头和尾都要长出工作面，为了保证工作面与两道搭接处顶板的有效支护，必须使用6根1.2m的双楔梁支护顶板，双趟支护，支护长度为7.2m。双楔要齐全，上紧，所有支柱初撑力不小于90KN，支柱穿铁鞋，系好安全绳。 （3）工作面在过断层、顶板破碎、片帮、掉顶等情况下，均应采取移超前支架方式控制顶板，保证支架接实顶板，其操作程序移架→割煤→推溜，推溜至煤机后滚筒10～15m，移架至推溜完毕处。 6、确定支护强度 据相邻采区95207工作面，老顶来压明显，最大来压强度51.6t／m2。 根据顶板垮落计算来压强度PP＝2mr/k－１ 式中m为采高，取3.5m， k为碎胀系数，取1.3， r为岩石容重，2.5t/m3 则Ｐ＝23.52.5/1.3－1＝58.3t/m2 3、支架支护强度 工作阻力3200kN326.5t。 支护面积4.6～5.17㎡ , 支架支护强度326.5/5.1763.2 t/m2 故此，ZY3200-17/35 型液压支架的工作阻力远大于测算的最大来压强度，回采时加强对支架初撑力的测试，对老顶来压及时进行预测预报，确保有效支护顶板。 7、巷道布置 本面设计为皮带机道进风，经过切眼从材料道回风。材料道及皮带机道均为锚杆支护，材料道巷宽4.5m，高2.6m，净断面为11.7m2,皮带机道巷宽4.5m，高度为2.6m，净断面为11.7m2,两帮为铁锚杆钢带和塑料网支护；顶板铁锚杆、钢带和金属网支护，锚杆间排距为0.8m。切眼高度2.6m，宽6.5m，净断面积16.9 m2 ，工作面上、下出口支护方式采用端头液压支架配合各两排双楔梁支护。若受条件影响，需修改工作面上、下出口支护方式，届时另行补充措施，由井技术负责人、生产办、安全监察部审批后方可执行。 8、工作面实用及备用的支护材料 实用2.5m单体液压支柱 160根，2.8m单体液压支柱 100根，3.15m 单体液压支柱30根,1m铰接梁50根。备用3.5m单体液压支柱30根，3.15m单体液压支柱20根，2.8m单体液压支柱30根，2.5m单体液压支柱50根，1m铰接梁30根；φ0.23.5m半圆木100块，φ0.181.6m半圆木60块，φ0.182.0m半圆木60块 ，板枇4车，以备急用。 以上在顶板管理正常情况下使用，若现场遇断层，地质构造时，施工单位另制定针对性措施。以上材料均放在材料道料场，码放整齐，挂牌管理。 二、矿压观测计划 （一）95204综采工作面矿压观测小组人员名单 组长田忠良 副组长陈大勇 成员（验收员）江沛余、王家安、 （二）95204综采工作面矿压观测的目的和任务 1、掌握回采工作面上覆岩层运动横向和纵向的发展规律及移动概况与支架的相互关系，更好地进行老顶来压的预报，提出合理的顶板管理措施，如支护方式，支护强度，特种支护，回采工艺等等，为工作面的高产、高效安全生产创造良好的技术条件。 2、对在95204工作面回采工程中采用的新技术新工艺进行（包括新采煤方法、回采工艺等）进行资料积累，从矿山压力角度对应用效果 提出评定性意见。为采煤工艺的创新和改进创造作必要的技术准备。 3、对采煤工作面支护质量进行监测，任务包括监测日常生产过程中支架的支护质量、围岩移动概况，不安全隐患因素等，以达到安全生产可靠的目的，在保证顶板安全的前提下充分发挥综采液压支架的优势。 4、掌握巷道支架与围岩的相互关系，其任务包括提出合理的围岩松动范围，确定合理的巷道支护型式、支护参数。 5、研究掌握采动影响和支撑压力的分布规律，其任务包括确定回采巷道的支护参数，确定煤壁前方巷道合理的维护范围，确定工作面的端头支护的技术措施等，以保证安全生产，提高资源的回收率，提高技术经济效果等。 通过矿压观测得出以下几点规律 1、靠近工作面两道出口处的区域，在工作面推进过程中，巷道位移量较小。左右帮、顶板，在工作面推进15-20m以后才逐渐受到采动的影响，发生相对位移量。 2、两帮变形量，针对工作面巷道进入7煤未采区下方时，压力比较集中，根据巷道位移观测可知在距离7煤未采区80m处开始进入应力集中区域，顶板下沉比较严重，巷道应该加强支护。 3、开采深部煤层，且两道都进入应力集中区域，顶板下沉为巷道变形中最重要的表现形式，随工作面采动开始就受到影响，在开采过程中，越进入巷道应集中区域，顶板下沉最大为1500mm，最大卧底深度为1800mm。 4、顶板在工作面向前推进15-20m范围内，影响很小，在工作面推进15-20m后，靠近工作面切眼的区域继续呈线性增加，愈靠近切眼移近量增加就愈快，远离工作面切眼的点增加到一定值之后，会逐渐趋于平衡，维持在一个定值内，当工作面推到7煤未采区下方的时候，又开始呈线性增加，可见顶板移近量在工作面推进过程中表现为周期性平衡的特点。 （四）95204工作面矿压观测内容 1、顶板动态 （1）进行顶板岩层强度的简易测定 直接顶岩性的检测一般每周一次，特殊地质条件等每天一次，以掌握走向顶板的变化，每次在倾斜方向上中下三段进行，以掌握工作面倾向方向的顶板变化。 （2）在两道均匀布置测点测量两道的顶板移近量。 2、支护质量 （1）使用支架压力表测量工作面支柱的初撑力。 （2）利用单体液压支柱压力表测量两道超前支护单体液压支柱的工作阻力。 （五）95204矿压观测方法 直接观测的方法，对顶板岩性、顶底板移近量，周期来压步距。 （六）95204观测效果预计 观测出老顶初次来压和周期来压强度，两道超前40m顶底板移近量。由于设备有限对于老顶的来压强度无法观测。 （七）95204观测制度及守则 1、技术员定期对于观测资料进行整理，验收员每班对于顶板岩性进行观察，并记录数据。 2、早班验收员每天进行顶底板移近量的观测，并记录数据。上井后及时交给技术员进行资料整理。 3、观测小组里人员必须严格遵守矿压观测纪律，认真记录数据，并有整理资料的记录。 （八）95204观测记录表格及资料整理表格设计 支掩式支架工作面矿压“三量”观测记录表 工作面 年 月 日 班 观测人 架号 采高 至煤壁的距离 顶底板移近量读数 上柱 下柱 支架仰俯角 平衡千斤顶 备 注 1号 2号 下缩 压力 下缩 压力 压力 伸出量 角度 巷道移近量记录表 工作面 巷道 观测人 观测时间 测点号 至煤壁的距离 测杆读数 备注 月 日 班 时分 巷道支柱初撑力记录表 工作面 巷道 观测人 观测时间 支柱编号 至煤壁的距离 读数 备注 巷道两帮移近量记录表 工作面 巷道 观测人 观测时间 测点号 至煤壁的距离 读数 备注 从切眼起推进距m 直接顶初垮 压力显现描述 工作阻力（Mpa） 来压性质分析 16 30-34 直接顶初次垮落 20 全部 直接顶随采随冒 32-36 直接顶全部垮落 2226 立柱安全阀开启，片帮，底鼓两道变形严重。 30-33较多 老顶初次来压 4547 立柱安全阀开启，压力变大 30以上较多 周期来压 6872 片帮 28-32 周期来压 8993 悬顶，面积加大 29-30 周期来压 110132 巷道移进量增大 30左右 周期来压 186245 悬顶 30左右 周期来压 251286 悬顶 30左右 周期来压 294345 底鼓严重 32左右 周期来压 351420 底鼓严重 30左右 周期来压 460495 顶板下沉严重 30左右 周期来压 500530 巷道移进量增大 32左右 周期来压 1、工作面初采期间，来压时工作阻力明显增加，来压强度较大；随工作面向前推进，来压强度减小，大多反映在采空区悬顶、煤壁片帮量的增加；有时在预计的来压阶段无压力增大的显著特征。 2、从数据看出，初次来压和周期来压步距20-23m、直接顶初次垮落步距19m与设计基本一致。周期来压步距应在20m左右。 3、随着工作面得推进，顶板出现周期性运动，运动的强烈程度与地质条件、开采技术及支护状况密切相关，我区加强对本工作面初撑力的管理，支架的检修力度，确保支架立柱初撑力始终保持在平均24 Mpa以上，对降低周期来压强度有较大作用。 4、该面材料道倾斜上方为75204工作面采空区、外段为未采区，皮带机道倾斜上方为75206工作面采空区，外段为未采区，来压时两道及工作面切眼均有显现，其中皮带机道从切眼向外推进断层等构造位置位置，来压明显；但基本无大面积来压现象，较多的反映在局部、如f13、f14、f16等区域。具体反映在顶板破碎，巷道移近量大，变形严重。材料道相邻94107采空区，有大面积来压现象，其中在f5-f6区域，f7、f8、f9交叉区域显现较为明显。在来压期间为保证通风断面和生产安全，采取了卧底，挑顶、加强超前支护等措施。确保了生产安全，顺利完成了生产任务。 5、我区回采的95204工作面为我矿-1025水平深部开采工作面，顶板为砂岩或砂质泥岩组成，采场在推进过程中，煤壁前方的支承压力明显特别是在工作面老顶来压前夕，支承压力更明显。 6、本工作面受周期来压影响较大，在周期来压期间，推进度越慢，顶板状况容易恶化，表现为破碎易冒，局部片帮严重。所以在以后开采此类工作面时除了提高支架初撑力的利用率、控制端面距等有效技术措施以外，加快工作面推进度时避免顶板状况恶化最有效的措施之一。 （二）顶底板移近量 根据在95204工作面两道作测点标记，每50m布置一个点。两道共布置了16个点进行测点分析，其中材料8个、溜子道8个，技术员、验收员等定期进行观测并做好记录，为工作面进入应力集中区域时提供矿压参考，为更好地做工作面回采工作提供可靠的技术数据， 1、材料道超前40m的范围内压力较大，随着工作面的推进，压力逐渐前移，并且工作面出口向前20m范围内压力最大，底鼓较大，顶底板移近量在264mm/周，因此必须加大卧底量保证巷道的高度及出口的高度。 2、皮带机道相对材料道压力较大，特别是进入7煤未采区下方时，顶板岩性为砂页岩，较碎，易下沉，因此顶板移近量较大，特别是在断层及构造带的地方，压力更大，顶底板移近量在382mm/周，因此加大卧底量保证巷道的高度。 （三）巷道两帮的移近量 根据在巷道两帮作的基点并且每天早班有验收员进行观察记录数据并且技术人员分析 1、材料道上方为75204工作面采空区，巷道在设计时的宽度为4.5m，随着工作面的向前推进，压力增大，巷道顶底板下沉，巷道两帮鼓起，巷道移近量为3264mm/周左右。因此加快工作面的推进度，保证压力留在老塘，避免巷道顶板底板移近量的增大和巷道两帮的移近量增大。 2、皮带机道在设计时的宽度为4.7m，随着工作面的向前推进，压力增大，巷道顶底板下沉，巷道两帮鼓起，巷道移近量为382mm/周左右。因此加快工作面的推进度，保证压力留在老塘，避免巷道顶板底板移近量的增大和巷道两帮的移近量增大。巷道帮鼓量变小，顶底板移近量增大主要是由于底鼓量较大、顶板离层，两帮压力向大巷发展。 （四）支架在周期来压期间的压力分析 根据验收员每班对支架的观测及记录分析可知 1、工作面支架在初次来压期间，顶板下沉，支架立柱压力增大，全面在30Mpa左右，局部压力较大的地方超过35Mpa,立柱下缩量在2mm左右，平衡千斤顶缩进量在24mm，支架后腚被顶板下沉压下，支架仰俯角增大。 2、支架的各个安全阀卸载，并且伴随着卸载漏液。很明显有来压的现象。 3、工作面在来压状态下表现不均匀，随着工作面的推进，局部先来压，局部支架先出现周期来压现象。支架在来压期间工作阻力平均在30Mpa左右。 4、在来压期间，工作面断层构造带范围内，出现冒顶、片帮等现象，造成支架前梁与顶板接触不实，我区采取了用半圆木大笆接实顶板等技术安全措施，有效地控制了顶板，降低了周期来压对工作面顶板的影响，保证了安全生产。支架初撑力在24～28Mpa。 - 8 -