綜采工作面礦壓規律研究方法實踐

巨 宏

（汾西礦業兩渡煤業，山西 靈石 031302）

我國近距離煤層的開采占比重很大，很多礦區都存在近距離煤層群開采問題。隨著部分礦區開采條件好的煤層接近枯竭，近距離煤層的開采、利用問題進入人們視野[1-2]。

1 工作面概況

中興煤礦1208工作面位于一采區西翼，北面為三采區上煤組開拓大巷，南面為1206工作面(已采)，東面為一采回風巷及一采皮帶巷，1208工作面可采長度953m，走向長度198m。工作面開采的2#下煤位于山西組下部，上距2#煤層3m左右，為極近距離煤層。工作面前半部分煤層厚1.4～2.2m，后半部分煤厚2.5～3.5m，屬中厚煤層，煤層結構復雜，含夾矸2～3層，大部分穩定可采，煤層傾角為2～20°，平均 12°。

工作面采用“U”型通風方式，由1208運輸巷、1208材料巷、1208切割巷構成生產系統。1208運輸巷與一采軌道巷聯通，構成進風、行人、運煤系統、運料系統，并通過工作面經1208材料巷與一采回風巷聯通，構成回風系統。采用傾斜長壁后退式綜合機械化采煤法，全部垮落法管理頂板。

表1 1208工作面煤層頂底板情況

2 工作面頂板支護

2.1 超前支護

運輸巷超前支護采用單體液壓支柱配合3.6mπ梁進行“一梁三柱”支護，垂直于巷道布置。超前支護單體液壓支柱間距1.6m，兩側支柱距梁頭0.2m，排距0.8m。運輸巷超前支護中間一排單體支柱受轉載機推移影響時，中間點柱位置可以適當調整，待轉載機推移到位后，及時調整到規定位置。

材料巷超前支護為單體液壓支柱配合3.2mπ梁進行“一梁三柱”支護，垂直于巷道布置。超前支護單體液壓支柱間距1.4m，兩側支柱距梁頭0.2m，排距0.8m。

2.2 端頭支護

材、運兩巷端頭均采用3.6m的π型梁配合單體液壓支柱構成“一梁三柱”對梁邁步式進行支護。錯梁交替邁步式支護，梁錯距0.6m，同步梁中心距0.75m,異步梁中心距0.2m，梁兩側支柱距梁頭0.2m。當距離超過0.75m時，再架設一對邁步梁進行支護。在兩巷超前梁后支設一根戴帽戧柱，戧柱與滯后梁末排支柱架成一條直線，并與切頂線成一條直線，戧柱角度根據頂底板法線確定柱頭側傾向于采空區，支柱與底板成75～80°夾角。

3 礦壓觀測及規律分析

3.1 礦壓觀測方式

（1）工作面支架安裝有KJ216型頂板壓力在線監測系統，通過系統在線監測支架壓力情況，觀測起始點位于距離工作面200m的位置。

（2）采用單體支柱壓力觀測儀進行端頭支護及超前支護段單體支柱壓力的檢測。

（3）采用十字布點法進行巷道斷面的觀測，距離工作面每隔10m設置一個觀測點。

3.2 礦壓規律分析

（1）支架壓力

表2 距離觀測起始點工作面推進距離及支架壓力明細表

圖1 距離觀測起始點工作面推進距離及支架壓力分布圖

根據上表數據及分布圖可知，支架壓力值每隔10m左右會進行一次增減，表明工作面周期來壓步距為10m。

（2）端頭支護

①工作面運輸巷端頭巷道寬度4.5m，高度2.9m，支設三對六梁支護頂板，下隅角垮落充分。

表3 運輸巷端頭單體支柱壓力讀數

②材料巷端頭寬度3.1m，高度1.6m，支設兩對四梁支護頂板，上隅角垮落充分。

表4 材料巷端頭單體支柱壓力讀數

結合材、運兩端頭單體支柱壓力值進行分析，單體支柱壓力值均大于11.4MPa，符合規定要求，表明端頭支護情況良好，支護有效，可以滿足控制頂板要求。

（3）兩巷斷面收縮量

通過對巷道超前段的巷道斷面進行觀測，得出以下曲線。

圖2 1208下工作面前方巷道變形量

通過分析上圖可知，在距離工作面20m時，巷道頂底板移近量及兩幫移近量的變形速率最大，距離工作面50m時，巷道頂底板移近量及兩幫移近量的變形速率趨于平緩，分別維持在550mm和390mm。

4 結論

通過分析1208綜采工作面不同推進距離下工作面支架受力情況、端頭支護單體支柱情況及巷道的斷面收縮情況，得出了1208工作面的周期來壓步距及巷道變形量與工作面距離的相互影響關系，為工作面的頂板管理提供了一定的技術支撐。