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

郭紀(jì) 呂寶民

摘 要：以徐礦集團(tuán)哈密大南湖五號(hào)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(dòng)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(duì)工作面回采期間初次來(lái)壓期間和周期來(lái)壓步距進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，為水文條件復(fù)雜情況下工作面回采積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：首采工作面；初次來(lái)壓；初次垮落；來(lái)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(tuán)哈密大南湖五號(hào)井首采工作面， 該面傾斜長(zhǎng)度2 01m， 工作面標(biāo)高+225m～+296m， 地面標(biāo)高為+482m～+496m。此次分析將為掌握工作面頂板巖層的運(yùn)動(dòng)、礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律，確定頂板的來(lái)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(duì)該煤層頂?shù)装宓倪m應(yīng)性及控制， 為后期開(kāi)采18煤層積累經(jīng)驗(yàn)。

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(hào)井東翼一盤區(qū)， 是18煤層首采工作面，工作面走向長(zhǎng)為1327m， 傾斜長(zhǎng)為201m， 開(kāi)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(qiáng)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(yù)評(píng)估確定該面采用傾斜長(zhǎng)壁綜合機(jī)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(guò)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(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)，共安裝129架。MG400/930-WD型交流變頻電牽引雙滾筒采煤機(jī)一臺(tái)，SGZ800/1050型刮板運(yùn)輸機(jī)和SZZ830-250型轉(zhuǎn)載機(jī)各一部，SDJ-150型帶式輸送機(jī)2部。

2 頂板初次來(lái)壓與周期來(lái)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(kāi)始回采，由于初采期間，推度較慢，工作面推進(jìn)至5m時(shí)工作面老塘側(cè)頂板開(kāi)始垮落（從溜尾至溜頭方向），工作面推進(jìn)至8m時(shí)工作面老塘側(cè)頂板全部垮落。直接頂初次垮落時(shí)，支架立柱壓力值較高，直接頂冒落過(guò)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(guò)程中， 對(duì)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(lái)壓顯現(xiàn)：初次來(lái)壓步距20m～25m。（2）工作面周期來(lái)壓。工作面來(lái)壓位置統(tǒng)計(jì)：工作面推進(jìn)25m、36m、50m（因停工工作面停止推進(jìn)，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(lái)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(lái)壓頂板巖層斷裂導(dǎo)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(jìn)至 78.3 m時(shí)，運(yùn)輸順槽老塘側(cè)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(jìn)至 103 m時(shí)，89-98架間淋水增大，工作面推進(jìn)至 116 m時(shí)，1-5架間淋水較大30號(hào)至溜頭均有淋水。工作面推至129.7m時(shí)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。回采期間重點(diǎn)監(jiān)測(cè)距工作面最近的1270m測(cè)站，巷道表面位移。

由圖1分析可得：隨著工作面的推進(jìn)，巷道表面位移緩慢增加；當(dāng)測(cè)點(diǎn)位于超前工作面35m附近時(shí)，巷道變形量迅速增加；當(dāng)測(cè)點(diǎn)位于距離工作面20m以內(nèi)時(shí)，巷道表面位移增長(zhǎng)有放緩趨勢(shì)。

（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(duì)位置關(guān)系曲線，如圖2所示：

4 結(jié)語(yǔ)

巷道兩幫移近速度和頂板下沉速度與測(cè)點(diǎn)距離工作面的位置密切相關(guān)。隨著工作面的推進(jìn)，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(dāng)測(cè)點(diǎn)處于超前工作面20m～30m范圍內(nèi)時(shí)，巷道變形速度較大，保持在4mm/d以上。

周期來(lái)壓過(guò)程中出口10m范圍內(nèi)頂?shù)装逡平孔兓^大：運(yùn)輸順槽最大值10mm/m；回風(fēng)順槽最大值20 mm/m。

參考文獻(xiàn)：

[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(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，21（08）：1174-1177.

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