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    綜采工作面頂板運(yùn)動(dòng)及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究

    2012-04-16 01:34:08陳青峰
    科技視界 2012年18期
    關(guān)鍵詞:煤壁片離散性步距

    陳青峰

    (淮北礦業(yè)股份有限公司袁店一井煤礦 安徽 淮北 235000)

    袁店一井煤礦1021工作面地面標(biāo)高為27.2~28.7m,工作面標(biāo)高為-453m~-380.7m。位于南風(fēng)井北約1400m。地面附近為村莊(丁杜周莊,已搬遷)、農(nóng)田及溝渠,無大的水系。南部與1022工作面(未掘進(jìn))相鄰;北部為F4斷層防水保護(hù)煤柱;東與102采區(qū)大巷煤柱相鄰;西靠近EF61 H=5-28m斷層防水煤柱。工作面走向長度610m,傾斜長度140m,煤層厚度1.6~5.92m,平均4.4m,局部含夾矸,夾矸厚0.2m~1.1m。工作面里段煤層較厚,外段煤層局部變薄,煤層傾角平均6°,局部煤層受構(gòu)造影響,傾角較大,最大達(dá)20°~25°,本工作面煤層賦存穩(wěn)定。開展工作面的礦壓顯現(xiàn)及頂板破斷特征研究,對(duì)于工作面的快速高效回采具有重要的意義。

    1 支架工作阻力監(jiān)測儀器及方案

    1.1 監(jiān)測儀器

    山東科技大學(xué)專利產(chǎn)品KBJ-60Ⅲ-1礦用數(shù)字壓力計(jì)、KBJ-60Ⅲ-2礦用壓力數(shù)據(jù)采集器用于綜采工作面是監(jiān)測煤礦井下綜放綜采液壓支架壓力參數(shù)的智能化儀表,具有體積小、操作方便、顯示直觀、數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)等特點(diǎn),輸出的報(bào)表格式通用性強(qiáng)。采用了紅外無線數(shù)據(jù)通訊和改進(jìn)的電池供電系統(tǒng),大大提高了儀器的使用可靠性和電源的使用壽命,可以長期在井下使用,無需維護(hù)。

    1.2 監(jiān)測方案

    工作面共設(shè)6個(gè)支架工作阻力監(jiān)測站,共6臺(tái)礦用數(shù)字 壓 力 計(jì) , 分 別 布 設(shè) 在 工 作 面 20#,40#,70#,90#,110#和130#支架處,每個(gè)測站分別在支架左右立柱高壓腔安裝1臺(tái)礦用數(shù)字壓力計(jì),能顯示和記錄觀測支架左右立柱工作壓力。工作面推進(jìn)過程中支架工作阻力值連續(xù)自動(dòng)記錄在礦用數(shù)字壓力計(jì)中,隔2天讀取一次數(shù)據(jù),并在地面及時(shí)整理工作支架壓力數(shù)據(jù)。工作面測點(diǎn)布置及儀器布設(shè)如圖1所示。

    圖1 工作面礦壓表布設(shè)平面圖

    2 支架工作阻力監(jiān)測結(jié)果分析

    2.1 工作面液壓支架主要技術(shù)參數(shù)

    根據(jù)工作面煤層賦存情況及相關(guān)地質(zhì)資料,工作面支架選用ZY7800/18/37型雙柱掩護(hù)式液壓支架。ZY7800/18/37型液壓支架特性如表1所示。

    表1 ZY7800/18/37型液壓支架特性參數(shù)

    2.2 工作面頂板周期來壓顯現(xiàn)

    利用實(shí)測工作面支架工作阻力隨推進(jìn)步距關(guān)系曲線來推斷頂板(老頂)周期來壓步距。實(shí)測6個(gè)支架工作阻力隨推進(jìn)步距的變化曲線如圖 2(a)-(f)所示。

    工作面內(nèi)支架壓力監(jiān)測站部位頂板周期來壓步距如表2所示,其中 20#、40#支架代表工作面上部;70#、90#支架代表工作面中部;110#、130#支架代表工作面下部。

    圖2 支架工作阻力隨推進(jìn)步距變化曲線

    表2 各個(gè)測站部位頂板的周期來壓步距(單位m)

    由圖表可知:

    1)工作面上部

    工作面下部20#支架代表的工作面下部,頂板周期來壓步距9.7~20.4m,離散性較小,平均周期來壓步距為14.4m。

    工作面下部40#支架代表的工作面下部,頂板周期來壓步距 10.4~17.8m,離散性較小,平均周期來壓步距為 13.8m。

    2)工作面中部

    工作面中部70#支架代表的工作面中部,頂板周期來壓步距 11.0~17.6m,離散性較小,平均周期來壓步距為 14.6m。

    工作面中部90#支架代表的工作面中部,頂板周期來壓步距 12.4~17.6m,離散性較小,平均周期來壓步距為 15.0m。

    3)工作面下部

    工作面上部 110#支架代表的工作面上部,頂板周期來壓步距 10.3~15.6m,離散性較小,平均周期來壓步距為 13.7m。

    工作面上部130#支架代表的工作面上部,頂板周期來壓步距 8~20.5m,離散性較小,平均周期來壓步距為 14.1m。

    4)工作面各個(gè)部位老頂周期來壓步距為 8~20.5m,平均為14.3m??傮w而言,周期來壓步距波動(dòng)不大。

    據(jù)現(xiàn)場觀測,正常階段,直接頂基本隨采而冒,無懸頂。

    2.3 工作面宏觀礦壓顯現(xiàn)

    礦壓監(jiān)測期間,對(duì)工作面及兩順槽的宏觀礦壓顯現(xiàn)進(jìn)行了記錄分析,主要是安全閥開啟、頂板冒落和煤壁片幫情況。

    1)安全閥開啟情況

    整個(gè)礦壓觀測過程中安全閥開啟狀況如表3所示。工作面來壓期間,安全閥開啟的支架數(shù)量增加不明顯,如周期來壓1月26日前后,共有個(gè)15支架安全閥開啟,開啟較低。

    表3 安全閥開啟情況表

    2)頂板冒落情況

    工作面正常推進(jìn)過程中,采空區(qū)直接頂基本隨采隨冒。

    3)煤壁片幫情況

    表4 煤壁片幫情況表

    在工作面端頭處煤壁片幫嚴(yán)重。周期來壓時(shí)煤壁偏幫相對(duì)較嚴(yán)重。工作面煤壁片幫情況見表4所示,從表4可以看到,工作面推進(jìn)過程中,不時(shí)有小范圍的片幫現(xiàn)象,特別是在工作面來壓期間(1月22日、26日),工作面煤壁片幫明顯多于平時(shí)。在支架護(hù)幫板收回的過程中片幫較容易發(fā)生,在表4中統(tǒng)計(jì)的工作面煤壁片幫絕大部分出現(xiàn)在工作面的中上部位置。

    3 結(jié)論

    3.1 工作面各部位老頂周期來壓步距平均14.3m。正常階段基本頂基本隨采隨冒,無懸頂。

    3.2 采空區(qū)直接頂基本上隨采隨冒;工作面推進(jìn)過程中有小范圍片幫,端頭處煤壁片幫嚴(yán)重。特別是在工作面來壓期間,工作面煤壁片幫明顯多于平時(shí),且工作面煤壁片幫絕大部分出現(xiàn)在工作面的中上部位置。

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