大采高工作面超前礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究與實(shí)測(cè)

袁文豐

（王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

大采高工作面超前礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究與實(shí)測(cè)

袁文豐

（王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

以王莊煤業(yè)3043大采高工作面礦壓觀(guān)測(cè)與礦山壓力顯現(xiàn)的規(guī)律分析為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)液壓支架的適應(yīng)性及對(duì)順槽巷道超前支護(hù)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，得出了工作面一側(cè)為實(shí)體煤及一側(cè)采空區(qū)時(shí)，工作面超前支撐壓力的影響范圍和壓力變化曲線(xiàn)，可為大采高巷道支護(hù)與支架選型提供科學(xué)依據(jù)。

大采高；礦壓觀(guān)測(cè)；巷道穩(wěn)定性；支架選型

1 3043工作面概況

3043大采高綜采工作面位于井田東部，開(kāi)采3號(hào)煤層，煤層厚度4.65m～5.2m，均厚5.17m，煤層傾角2°～ 7°，煤層含一層夾矸，矸厚0.1m。3043工作面東為3045回風(fēng)順槽，西為3042綜采工作面，北為304采區(qū)三條巷道，南部相鄰雄山礦采空區(qū)。3號(hào)煤層頂板情況，如表1所示。

表1 煤層頂板情況

2 礦壓觀(guān)方案

（1）觀(guān)測(cè)目的：掌握工作面超前支承壓力影響范圍、峰值位置及強(qiáng)度，用于指導(dǎo)工作面超前支護(hù)范圍與支護(hù)強(qiáng)度確定。（2）觀(guān)測(cè)儀器：錨桿（索）測(cè)力計(jì)、智能壓力儀等。（3）觀(guān)測(cè)方法：錨桿測(cè)力計(jì)、智能壓力儀，每隔兩小時(shí)記錄一次，考慮到井下錨桿測(cè)力計(jì)保存數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，每三天收集一次。

3 礦壓數(shù)據(jù)處理與規(guī)律分析

錨桿測(cè)力計(jì)讀數(shù)值的變化，反映了工作面超前支撐壓力變化規(guī)律，依據(jù)應(yīng)力變化程度來(lái)確定支承壓力影響區(qū)范圍。根據(jù)現(xiàn)已觀(guān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，分別對(duì)各巷超前支承壓力觀(guān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

（1）3043進(jìn)風(fēng)順槽測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析：

進(jìn)風(fēng)順槽各測(cè)點(diǎn)超前支承壓力與工作面推進(jìn)度關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1、圖2、圖3所示。

圖1 進(jìn)風(fēng)順槽1號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

圖2 進(jìn)風(fēng)順槽2號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

圖3 進(jìn)風(fēng)順槽3號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)

各測(cè)點(diǎn)受工作面采動(dòng)影響范圍和強(qiáng)度略有不同，主要是工作面推進(jìn)過(guò)程中，圍巖的地質(zhì)條件存在差異造成的。總的來(lái)看，工作面超前支承壓力影響范圍28m～50.2m左右，平均41.32m。顯著影響范圍11m～31.4m左右，平均21.6m；工作面超前支承壓力峰值位置4m～10m左右，平均6m；最大值49.89mPa。通過(guò)整體數(shù)據(jù)不同時(shí)間段的分析，進(jìn)風(fēng)順槽所受壓力增值幅度不是特別大，當(dāng)工作面推至3042采空區(qū)區(qū)域時(shí)、有所增大，但影響不大。

（2）3043回風(fēng)順槽測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析：

回風(fēng)順槽各測(cè)點(diǎn)超前支承壓力與工作面推進(jìn)度關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)圖4-圖7所示。

圖4 回風(fēng)順槽1號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

圖5 回風(fēng)順槽3號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

圖6 回風(fēng)順槽4號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

圖7 回風(fēng)順槽7號(hào)錨桿測(cè)力計(jì)壓力變化曲線(xiàn)圖

由圖可知:實(shí)體煤一側(cè)工作面超前支承壓力影響范圍31m～78.5m左右，平均45.43m。顯著影響范圍22m～25.5m左右，平均23.6m，工作面超前支承壓力峰值位置5.5m～9m，平均7.3m；最大值53.22mPa。通過(guò)實(shí)體煤時(shí)期部分?jǐn)?shù)據(jù)分析，回風(fēng)順槽數(shù)據(jù)基本沒(méi)有出現(xiàn)大幅度的增值變化。從圖7采空區(qū)分析，回風(fēng)順槽工作面超前支承壓力影響范圍平均57.7m，相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加12.27m。顯著影響范圍平均34.5m，相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加10.9m。超前支承壓力峰值位置10.7m，相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加3.4m。最大值達(dá)到61.23MPa，相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加8.01mPa。工作面在過(guò)采空區(qū)時(shí)，需要加長(zhǎng)超前支護(hù)距離和加強(qiáng)錨桿（索）支護(hù)數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）工作面一側(cè)為實(shí)體煤時(shí)，工作面超前支承壓力影響范圍41m～45m。顯著影響范圍為11m～31m左右，工作面超前支承壓力峰值位置4m～10m左右，平均6m，最大值51MPa左右。支承壓力增值幅度不是特別大。（2）工作面一側(cè)為采空區(qū)時(shí)，工作面超前支承壓力影響范圍相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加12.27m。超前支承壓力峰值位置相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加3.4m。最大值相對(duì)于實(shí)體煤時(shí)增加8.01MPa。支承壓力增值幅度明顯變強(qiáng)。（3）工作面一側(cè)為采空區(qū)時(shí)，距工作面20m的范圍內(nèi)，出現(xiàn)錨索、錨桿拉斷，巷道整體變形嚴(yán)重，最大兩幫變形達(dá)1800mm。表明巷道受到采空區(qū)影響嚴(yán)重，必須進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

[1] 梅林建.松散破碎圍巖條件下錨網(wǎng)噴漿支護(hù)的應(yīng)用[J].煤炭工程師，1996(2):45-47.

[2] 周傳美，邵德勝，吳永忠.破碎頂板冒落的力學(xué)分析[J].江西煤炭科技，1996(4)：26-28.

[3] 饒志強(qiáng)，賴(lài)文奇，楊建，等.軟弱破碎圍巖回采巷道錨注加固支護(hù)技術(shù)研究[J].礦山壓力與頂板管理，2005(2):68-70.

[4] 李文平.松軟破碎巖體中得自重應(yīng)力及其工程意義[J].中國(guó)礦業(yè)，1994(11):51-56.

[5] 黃林，牛建龍.錨桿支護(hù)技術(shù)在頂板破碎煤巷中的應(yīng)用[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004,4(10):19-23.

Study and Test of Lead Strata Behavior on Large-mining-height Working Face

YUAN Wen-feng
(Wangzhuang Coal Co.,Ltd,Changzhi Shanxi 046000)

Taking an example ofpressure observation and strata behaviorstudy of3043large-mining-height working face in Wangzhuang Coal Co.,field data were used to study the adaptability of hydraulic support and lead support stability in crossheading roadways to conclude impact range and variation curve of lead support pressure,when one side of working face was coal and the other side was goaf.The study can provide a scientific foundation for support selection in the large-mining-height roadways.

large-mining-height;pressure observation;roadway stability;support selection

TD323

A

1672-5050（2012）10-0043-03

2012-06-19

袁文豐（1982—），男，湖北荊州人，碩士，助理工程師，從事采煤工程、礦壓監(jiān)測(cè)等管理工作。

樊 敏