平朔井工二礦25302工作面礦壓顯現(xiàn)實(shí)測(cè)分析

陳高翔

（冀中能源集團(tuán)股份有限公司 東龐礦，河北 邢臺(tái) 054200）

中煤平朔集團(tuán)井工二礦25302綜放工作面屬于大采高綜采放頂煤工作面，與普通機(jī)械化采煤工作面相比，煤層開(kāi)采高度大大增加，頂板活動(dòng)規(guī)律差異明顯。為了礦井的安全生產(chǎn)，必須對(duì)其礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行研究。

1 25302工作面概況

25302綜放工作面在25301面的東部，25303綜放面的西部，北與地方小煤窯采空區(qū)相鄰，南靠安家?guī)X露天礦。25302綜放面的長(zhǎng)度為299.5m，走向長(zhǎng)為1601m，煤層最小厚度為9.78m，最大厚度為13.96m，平均厚度約為11.98m，煤層傾角變化區(qū)間1.4°～3.7°，平均值2.4°.地面標(biāo)高范圍1371～1502m，25302 綜 放 面 的 標(biāo) 高 是1 225.36 ～1287.51m.

25302綜放面的圍巖情況：該面位于9號(hào)煤層，上覆巖層以石英長(zhǎng)石和中粗砂巖為主要成分，9號(hào)煤層直接頂板以中粗砂巖和石英長(zhǎng)石為主，且少量的暗色物質(zhì)包含其中，有時(shí)為粉細(xì)砂巖，帶有菱鐵礦結(jié)核，泥質(zhì)膠結(jié)，局部包含泥巖，呈灰黑色。

25302綜放面的設(shè)計(jì)開(kāi)采高度為3.5m，采放比1∶2.4，頂板管理采用全部垮落法。該面設(shè)置支架171架，其中配備基本支架159架，型號(hào)為ZF12000／23／40D型，過(guò)度型支架4架，型號(hào)ZFG12000／23／40D，排頭支架8架，型號(hào)ZFP11000／23／40D.25302綜放面的設(shè)備配置情況見(jiàn)表1.

表1 綜放面設(shè)備情況表

2 25302綜放面礦壓觀測(cè)方案

該綜放面設(shè)置了11條工作面測(cè)線，同時(shí)每條測(cè)線配備了1個(gè)由尤洛卡廠家生產(chǎn)的儀表，11個(gè)尤洛卡儀表分別設(shè)置安裝在9號(hào)、20號(hào)、39號(hào)、59號(hào)、90號(hào)、99號(hào)、119號(hào)、129號(hào)、139號(hào)、150號(hào)、159號(hào)支架，隨著采掘工作的進(jìn)行，配備儀表的支架自動(dòng)連續(xù)地記錄壓力的變化數(shù)據(jù)。為分析方便，選擇具有代表性的3條測(cè)線對(duì)應(yīng)的代表上、中、下3個(gè)測(cè)區(qū)，記150號(hào)、90號(hào)、20號(hào)液壓支架，其中150號(hào)支架代表上部測(cè)區(qū)，90號(hào)支架代表中部測(cè)區(qū)，20號(hào)支架代表下部測(cè)區(qū)。測(cè)區(qū)布置圖見(jiàn)圖1.

圖1 測(cè)區(qū)布置示意圖

3 綜放面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律實(shí)測(cè)分析

3.1 工作面來(lái)壓規(guī)律

3個(gè)測(cè)線的代表性基本支架的載荷曲線變化情況見(jiàn)圖2，3，4.觀測(cè)起始時(shí)間為開(kāi)切眼，并連續(xù)進(jìn)行，整個(gè)過(guò)程中25302面向前推進(jìn)200m，頂板來(lái)壓的次數(shù)為12，分別對(duì)上、中、下3個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，分析可得：

1）針對(duì)上部測(cè)區(qū)代表性支架150號(hào)液壓支架所連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)分析可知，大致的初步來(lái)壓步距數(shù)值為40.2m，而周期來(lái)壓步距數(shù)值區(qū)間為［13.3m，19.8m］，平均周期來(lái)壓步距數(shù)值是15.4m.

2）針對(duì)中部測(cè)區(qū)代表性支架90號(hào)液壓支架所連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)分析可知，大致的初步來(lái)壓步距數(shù)值為36.5m，而周期來(lái)壓步距數(shù)值區(qū)間為［12.6m，21.1m］，平均周期來(lái)壓步距數(shù)值是17m.

3）針對(duì)下部測(cè)區(qū)代表性支架20號(hào)液壓支架所連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)分析可知，大致的初步來(lái)壓步距數(shù)值為38.6m，而周期來(lái)壓步距數(shù)值區(qū)間為［12.5m，23.3m］，平均周期來(lái)壓步距數(shù)值是16.75m.

3.2 支架初撐力

25302綜放面的上、中、下3個(gè)測(cè)區(qū)的代表性支架的初撐力隨工作面推進(jìn)的分布直方圖分別為圖5，圖6，圖7.其中下部測(cè)區(qū)代表性支架20號(hào)，其初撐力數(shù)值區(qū)間為［1857kN，5319kN］，均值大約為3242 kN；中部測(cè)區(qū)代表性支架90號(hào)，其初撐力數(shù)值區(qū)間為［1899kN，7599kN］，均值大約為3879.5kN；上部測(cè)區(qū)代表性支架150號(hào)，其初撐力數(shù)值區(qū)間為［1867kN，7436kN］，均值大約為3386.9kN.通過(guò)以上分析可知，25302綜放面中部測(cè)區(qū)支架初撐力最大，下部測(cè)區(qū)次之，而上部測(cè)區(qū)最小。3個(gè)支架實(shí)測(cè)初撐力平均為3502.8kN，利用率為支架額定初撐力（7758kN）的45.15%.

圖2 下部測(cè)區(qū)支架載荷隨工作面推進(jìn)曲線圖

圖3 中部測(cè)區(qū)支架載荷隨工作面推進(jìn)曲線圖

圖4 上部測(cè)區(qū)支架載荷隨工作面推進(jìn)曲線圖

圖5 下部測(cè)區(qū)20號(hào)支架初撐力分布直方圖

圖6 中部測(cè)區(qū)90號(hào)支架初撐力分布直方圖

圖7 上部測(cè)區(qū)150號(hào)支架初撐力分布直方圖

4 小 結(jié)

1）25302綜放面的頂板周期來(lái)壓現(xiàn)象比較明顯，經(jīng)過(guò)上述礦壓觀測(cè)結(jié)果的研究分析可知，25302面上、中、下3個(gè)測(cè)區(qū)在來(lái)壓時(shí)的步距沒(méi)有太大明顯差異，頂板初次來(lái)壓步距數(shù)值為38.4m，平均周期來(lái)壓步距為16.4m.

2）25302綜放面在來(lái)壓前后上、中、下3個(gè)測(cè)區(qū)頂板所承受的壓力變化顯著，其中中部測(cè)區(qū)尤為明顯。

3）25302綜采面撐力的平均值是3502.8kN，占最大值（7758kN）的百分比是45.15%.

4）25302綜放面觀測(cè)期間，頂板來(lái)壓時(shí)很少出現(xiàn)所測(cè)支架阻力超出最大工作阻力的狀況，因此，25302綜放面所選定的ZF12000／23／40D型液壓支架比較合理。

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