綜采工作面礦壓顯現規律實測研究

高秀清

（山西華潤煤業有限公司，山西 太原 030024）

1 工作面概況

某礦2306工作面，傾斜長175.4 m，走向長443.1 m；煤層厚度2.18～2.76 m，均厚2.52 m；煤層傾角3～8°，平均5°。煤層埋深西部較厚186m左右。工作面采用走向長壁綜合機械化采煤法；選用ZZ6000－17/32型液壓支架，最大控頂距5.76m，最小控頂距5.16 m；順槽采用DW-31.5和DW-35型單體柱超前支護，超前支距20m。

2 礦壓觀測方案

工作面每兩架為一條測線，各測線的每個支架安裝一塊（3個表）雙針防震壓力表和一塊KBJ-60-Ⅲ綜采壓力記錄儀（記錄液壓支架工作阻力變化情況），測線布置見圖1。

圖1 工作面測線布置圖

3 觀測結果分析

3.1 頂板來壓特征分析

從表1、表2、表3看出：

1）老頂初次來壓呈不均勻分布，工作面端頭最長、中部相對較短。老頂初次垮落步距17.4～48.3 m，平均42.5 m；影響時間9.7h左右，影響范圍6.8 m左右，動載系數平均1.58。

表1 3號架來壓步距及強度數據整理

表2 14號架來壓步距及強度數據整理

2）現場實際觀測表明，老頂初次來壓，老頂周期來壓，沿工作面方向不是同時來壓，而是呈現分段局部來壓、遷移特征。由此可見，老頂的周期來壓步距是隨頂板的地質構造及工作面的推進速度等因素的影響而變化。按照統計數據：老頂周期來壓呈不均勻分布，步距一般14～23 m左右，工作面端頭區域較長平均21.32 m，中部相對較短平均17.4m。周期來壓影響時間8.2h左右，影響范圍6.9m左右，動載系數平均1.57。

表3 117號架來壓步距及強度數據整理

表4 工作面支架阻力頻率分布表

3.2 支架工作阻力分析

綜合表4、表5、圖2數據分析：

1）工作面機頭和機尾區間的支架工作阻力較小，中部多分布在額定工作阻力范圍內。機頭分布在5 000～6 000 kN，占10.7%；分布在6 000～6 500 kN，占0.7%。機尾分布在5 000～6000 kN，占17.9%；分布在6 000～6500kN，占2.9%。中部：分布在5 000～6000kN，占40.04%；分布在6 000～6 500 kN，占12.1%。工作面支架最大工作阻力平均值6244.7kN，是額定工作阻力的104.1%；支架時間加權平均工作阻力平均值4 638.7 kN，是額定工作阻力的77%。通過以上數據看出，支架額定工作阻力偏低，這對頂板管理極為不利。

2）工作面支架平均初撐力3 425.3 kN，是設計初撐力的65.5%。支架實際初撐力大部分低于額定的初撐力。造成這種情況的因素，可能是工人升架時間偏短，支架未完全達到額定的初撐力。

表5 工作面支架工作阻力實測統計表

圖2 實測2306工作面支架工作阻力統計分布直方圖

4 結束語

經對2306工作面礦壓觀測數據的整理分析，工作面支架大多處于額定工作阻力卸壓狀態，安全閥開啟頻繁，說明現有支架工作阻力偏小。主要結論如下：

1）老頂初次來壓呈不均勻分布，工作面端頭最長、中部相對較短。老頂初次垮落步距17.4～48.3 m，平均42.5 m；影響時間9.7 h左右，影響范圍6.8 m左右，動載系數平均1.58。

2）周期來壓步距一般14～23 m左右，工作面端頭區域較長平均21.32 m，中部相對較短平均17.4 m。周期來壓影響時間8.2 h左右，影響范圍6.9 m左右，動載系數平均1.57。

3）工作面支架最大工作阻力平均值6 244.7 kN，為額定工作阻力的104.1%，說明現有支架額定工作阻力偏小；平均初撐力3 425.3 kN，是設計初撐力的65.5%，支架實際初撐力偏小。

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