哈密大南湖西區(qū)五號井首采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析

郭紀 呂寶民

摘 要：以徐礦集團哈密大南湖五號井1801首采工作面為例，該面頂板巖性變化較大，礦壓顯現(xiàn)明顯，頂板裂隙發(fā)育，頂板淋水大，分析了綜采工作面礦山壓力顯現(xiàn)特征 、頂板活動規(guī)律、 液壓支架工作阻力數(shù)據(jù)、工作面順槽圍巖變化變化規(guī)律， 對工作面回采期間初次來壓期間和周期來壓步距進行了較為系統(tǒng)的分析，為水文條件復雜情況下工作面回采積累了經(jīng)驗。

關鍵詞：首采工作面；初次來壓；初次垮落；來壓周期

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.077

1801綜采工作面為徐礦集團哈密大南湖五號井首采工作面， 該面傾斜長度2 01m， 工作面標高+225m～+296m， 地面標高為+482m～+496m。此次分析將為掌握工作面頂板巖層的運動、礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律，確定頂板的來壓步距，改善綜采工作面的頂板管理，考察液壓支架的性能和對該煤層頂?shù)装宓倪m應性及控制， 為后期開采18煤層積累經(jīng)驗。

1 首采工作面概況

（1）工作面地質(zhì)條件。1801綜采工作面位于大南湖五號井東翼一盤區(qū)， 是18煤層首采工作面，工作面走向長為1327m， 傾斜長為201m， 開采面積為265400㎡。煤層平均厚度2.9m， 煤層傾角1～9°，平均傾角4°， 煤層容重為1.38t/m，根據(jù)瞬變電磁法勘探資料及探放水工程揭露的水文地質(zhì)資料綜合分析，該工作面頂板裂隙發(fā)育，頂板上3～4m左右發(fā)育一薄層砂巖含水層；頂板上28m～56m左右發(fā)育一厚層砂礫巖強含水層，探放水鉆孔單孔最大出水量120 m3/h，壓力1.17Mpa。煤層頂?shù)装鍘r性如表 1所示。（2）工作面回采工藝。該工作面為首采區(qū)首采工作面，根據(jù)煤層賦存條件，經(jīng)采前預評估確定該面采用傾斜長壁綜合機械化采煤法回采，全部垮落法管理頂板。工作面兩道出口各安裝ZTC24000-18/38型超前支架2組；兩端頭各安裝ZYG6800/16/35型過渡支架3架；溜頭安裝ZYG6800-18/38端頭支架1架；工作面選用ZY6800/16/35型掩護式液壓支架進行支護，共安裝129架。MG400/930-WD型交流變頻電牽引雙滾筒采煤機一臺，SGZ800/1050型刮板運輸機和SZZ830-250型轉(zhuǎn)載機各一部，SDJ-150型帶式輸送機2部。

2 頂板初次來壓與周期來壓

（1）頂板初次跨落。直接頂初次跨落：1801綜采工作面自2016年9月4日開始回采，由于初采期間，推度較慢，工作面推進至5m時工作面老塘側頂板開始垮落（從溜尾至溜頭方向），工作面推進至8m時工作面老塘側頂板全部垮落。直接頂初次垮落時，支架立柱壓力值較高，直接頂冒落過后支架立柱上方形成壓力集中區(qū) 致使支架立柱受力偏高。直接頂初次垮落過程中， 對工作面支架及煤壁影響不大。根據(jù)工作面支架工作阻力及煤幫來壓顯現(xiàn)：初次來壓步距20m～25m。（2）工作面周期來壓。工作面來壓位置統(tǒng)計：工作面推進25m、36m、50m（因停工工作面停止推進，工作面支架下沉，煤壁片幫較明顯，工作阻力較大）、67m、85m、97m、107m。

工作面周期來壓步距：僅67m至85m為18m（期間局部分段支架工作阻力較大），其余均為10m～14m范圍內(nèi)。工作面周期來壓頂板巖層斷裂導致工作面出現(xiàn)淋水增大狀況分析：2017年2月7日早班工作面推進至 78.3 m時，運輸順槽老塘側有少量出水，到2月11日中班出水量逐漸變小。2月18日中班工作面推進至 103 m時，89-98架間淋水增大，工作面推進至 116 m時，1-5架間淋水較大30號至溜頭均有淋水。工作面推至129.7m時1-5支架淋水較大。

3 工作面順槽圍巖變化分析

（1）巷道表面位移?；夭善陂g重點監(jiān)測距工作面最近的1270m測站，巷道表面位移。

由圖1分析可得：隨著工作面的推進，巷道表面位移緩慢增加；當測點位于超前工作面35m附近時，巷道變形量迅速增加；當測點位于距離工作面20m以內(nèi)時，巷道表面位移增長有放緩趨勢。

（2）圍巖變化速度分析。根據(jù)巷道表面位移曲線繪制巷道變形速度與工作面相對位置關系曲線，如圖2所示：

4 結語

巷道兩幫移近速度和頂板下沉速度與測點距離工作面的位置密切相關。隨著工作面的推進，巷道變形速度逐步增大，直至超前工作面約25m處，隨后巷道變形速度逐步減小。當測點處于超前工作面20m～30m范圍內(nèi)時，巷道變形速度較大，保持在4mm/d以上。

周期來壓過程中出口10m范圍內(nèi)頂?shù)装逡平孔兓^大：運輸順槽最大值10mm/m；回風順槽最大值20 mm/m。

參考文獻：

[1]黃慶享.淺埋煤層的礦壓特征與淺埋煤層定義[J].巖石力學與工程學報，2002，21（08）：1174-1177.

作者簡介：郭紀（1970-），男，江蘇徐州人，助理工程師，采礦專業(yè)。