西二盘区首采工作面矿压规律研究

2018年第9
期2018年9月
0引言岳城煤矿西二盘区为矿井西盘区延伸区域，开展首采面矿压观测项目，探讨工作面矿压显现规律、顶板岩层结构及运移规律、矿山压力动态演化规律等对于工作面的安全生产具有重要意义，同时也能够为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供可靠的矿压基础资料，为安全生产提供有效的保障。

1立项背景
岳城矿西二盘区3号煤层不稳定，厚度较大，煤厚
1.2m ～4.8m ，平均厚4.21m 。

西二盘区首采工作面走向长度795.8m ，倾斜长度154.7m ，该面采用综合机械化放顶煤采煤方法。

根据超前物探、钻探、化探结果，JDX6陷落柱导富水较强，总疏放水量约43000m 3，涌水量大，水源复杂。

厚煤层综放工作面开采后，垮落带及断裂带的范围相应增大，折断后的老顶岩梁回转运动将会造成强烈的周期来压，在煤体中形成较高的支承压力，对下位岩层和工作面支架形成冲击载荷。

此外，工作面区域还发育有正断层JDX6、DF42、JDF35，受构造影响，顶板会出现不同程度的离层冒落，顶板裂隙水也会不同程度地增加，影响开采的客观因素很多、很复杂，因此对西二盘区首采工作面的矿压规律研究十分必要。

2研究内容
a)工作面液压支架阻力实测数据统计分析；直接
顶初次垮落、老顶初次来压及周期来压特征分析（包括来压显现强度、动载系数等）；顶板和顶煤运移规律分析；支架安全阀开启、活柱下缩量及实测初撑力统计分析等；宏观观测统计分析（主要包括煤壁片帮、顶煤漏冒、采空区悬顶、支柱破损、放煤块度[1]等）；
b)制订工作面特殊条件下的安全回采方案，对特殊区域矿压显现特征进行分析；
c)评价首采工作面的支护工艺，包括工作面液压支架适宜性分析、液压支架实测初撑力评价、合理超前支护距离评价、提出相应的改进措施和建议。

3技术关键
a)对工作面矿压观测，进一步研究矿压显现规律，
确定影响工作面矿压规律的主要因素；对现有的工作面支护质量进行科学的评价，分析现行支护方案的实际效果，并提出相应的改进措施和建议；
b)通过研究首采面的矿压规律，且通过对比过陷落柱前后不同长度工作面矿压显现规律分析，得出工作面缩短后，基本顶初次来压略有减小[2]，液压支架的平均工作阻力有所下降，矿压显现影响范围缩小。

4
应用效果
4.1
矿压显现规律
a)工作面（面长154.7m ）初采期间整个工作面
支架工作阻力直方图如下图1所示，基本顶来压期间
收稿日期：2018-06-26
作者简介：乔华，1981年生，男，山西运城人，2011年毕业于中北大学机械设计自动化专业，助理工程师。

西二盘区首采工作面矿压规律研究
乔
华
（山西晋煤集团沁秀煤业有限公司岳城煤矿，山西晋城048006）
摘要：通过对岳城矿西二盘区首采工作面的地质力学环境、矿压显现实测规律及侧向支承压力分布规律进行实测分
析研究，提出适合该盘区工作面的支护评价体系，为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供理论依据。

关键词：矿压显现；采面布置；巷道支护中图分类号：TD712文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2018)09-0042-02
Study on the Strata Behaviors Law of the First Mining Face in No.2Mining Area in the West
QIAO Hua
(Yuecheng Coal Mine,Qinxiu Coal Industry Co.,Ltd.,Jincheng Anthracite Group of Shanxi,Jincheng 048006,Shanxi,China)Abstract:This paper carried out analysis and research on the geological mechanics environment,the law of strata behaviors and distribution law of lateral abutment pressure measurement at the first mining face in No.2mining area in the west of Yuecheng mine and proposed support evaluation system suitable for the working face,providing the theoretical basis for the mining face layout,pillar setting,roadway support and backstoping control of other working faces in the panel.Key words:strata behaviors;mining surface arrangement;roadway
supporting
（总第156期）能源研究
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2018年9月2018年第9期
最大工作阻力为5057.96kN，最小工作阻力113.10
kN；来压期间平均工作阻力为2958.02kN，来压支架
动载系数在1.15～1.63之间，平均1.407，来压明显但
不强烈；
图1工作面支架工作阻力分布直方图
b)工作面甩刀把期间（面长104.7m）支架工作阻
力分析直方图如下图2所示，可知基本顶的初次来压
步距为34.6m～41.2m，平均为40.5m左右。

来压期
间顶板所承受的最大压力为4555.31kN，来压期间平
均工作阻力为2748.62kN。

工作面来压较为缓和，支
架工作阻力偏小，来压强度不高，支架与围岩形成的相互作用系统自承性强，协调能力高；
图2甩刀把期间支架工作阻力分布直方图
c)各测点位移观测数据综合分析：(a)巷道受采动影响距离平均在距工作面煤壁68.65m左右，其中显著影响距离平均为24.48m，剧烈影响范围平均为12.13 m；(b)巷道最大顶底板移近量平均为139.5mm，两帮变形主要以内帮变形为主，两帮的最大移近速度为
17.8mm/d，如图3；
d)各测点位移观测数据综合分析：(a)掘进巷道受采动影响距离平均在距工作面煤壁76.33m左右，其中显著影响距离平均为25.94m，剧烈影响范围平均为12.18m；(b)巷道最大顶底板移近量平均为267.6mm，两帮变形主要以内帮变形为主，两帮最大移近速度平均为21.6mm/d，如图4。

4.2顶煤运移规律
结合上述可知，距工作面煤壁及工作面中央越近、高度越高，始动越早，测点位移变形越早，位移量一般越大，印证了前面初次来压、周期来压时顶板及顶煤从工作面中部开始破碎、冒落，逐渐向两帮延伸的垮落规律[3]。

在支架的上方，顶煤位移量和位移速度是很大的，顶煤变形也很大，因此顶板载荷不能全部传递到液压支架上，支架承受了顶煤的自重和一部分顶板传递的压力，顶板的部分压力传递到了煤体深部，导致了上方煤体破碎，形成了松动膨胀层，不利于工作面顶板支护。

5结语
探讨西二盘区首采面的矿压显现规律，分析了现有的工作面支护质量，为矿井矿压观测水平提升做了有益的探索，有利于更高水平的矿压观测推广应用，同时也能够为该盘区其他工作面的采面布置、煤柱留设、巷道支护、回采控制等提供可靠的矿压基础资料，为安全生产提供有效的保障。

参考文献：
［1］任前程.深井大采高综放工作面矿压特征研究［D］.淮南：安徽理工大学，2012.
［2］刘艳辉.大采高综采和综放工作面矿压显现特征的对比研究［D］.焦作：河南理工大学，2012.
［3］陈兴隆.吕沟煤矿薄煤层炮采工作面矿压显现规律研究［D］.
焦作：河南理工大学，2012.
（责任编辑：季鑫）
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距工作面煤壁距离/m
图3工作面测点位移变化曲线图
距工作面煤壁距离/m
图4工作面测点位移变化曲线图
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