張錫九

（肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山救護(hù)大隊(duì),山東　肥城　271608）

較大傾角采煤工作面礦壓觀測方法和數(shù)據(jù)分析

張錫九

（肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山救護(hù)大隊(duì),山東肥城271608）

摘要：采煤工作面的初壓會(huì)對工作面產(chǎn)生不同程度的危害，初壓來之前需加強(qiáng)對頂板的管理和進(jìn)行礦壓觀測，通過礦壓觀測為以后工作面初壓預(yù)測和頂板管理積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：礦壓；觀測；頂板管理

1　概況

8101工作面位于楊營煤礦8100采區(qū)上山以東，地面標(biāo)高+40.8～41.0m，工作面標(biāo)高—605.0—670.2m。走向長度204.6m，傾長97m。煤層平均厚度1.04m，煤層傾角20～26°。

2　礦壓

地下巖體在開挖之前，原始應(yīng)力處于平衡狀態(tài)。開掘巷道或回采時(shí)，破壞了原始的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，直至形成新的平衡狀態(tài)。這種由于礦山開采活動(dòng)的影響，在巷硐周圍巖體中形成的和作用在巷硐支護(hù)物上的力定義為礦山壓力，簡稱礦壓。

在礦山壓力的作用下，會(huì)引起一系列的力學(xué)現(xiàn)象，如頂板下沉和垮落、底板拱起、煤壁片幫、支架變形和破壞。在大多數(shù)情況下，礦壓顯現(xiàn)會(huì)對采礦工程產(chǎn)生不同程度的危害。為使礦壓顯現(xiàn)不致影響開礦工程的正常進(jìn)行和保障安全生產(chǎn)，必須采取各種技術(shù)措施把礦山壓力顯現(xiàn)控制在一定的范圍內(nèi)。

3　8101工作面頂板的管理

3.1支護(hù)材料規(guī)格型號(hào)

支柱型號(hào)為DW1.2-300/100，頂梁型號(hào)為HDJA-1000型鉸接頂梁，柱距為700mm，排距為1000mm，初承力達(dá)到11.4MP。

3.2順槽及超前管理方法

上下順槽均超前工作面煤壁30米單體支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)；分別在順槽距上、下幫各0.7m使用金屬鉸接梁配合單體液壓支柱打三排走向挑棚，一梁一柱中定位，頂板不平處用半圓木接實(shí)，支架必須正規(guī)有勁，單體支柱穿鞋。

3.3特殊時(shí)期的頂板管理

初壓來之前，當(dāng)觀測到頂板壓力變大，下沉速度較平時(shí)加快時(shí)開始，每各6米支設(shè)一組密集叢柱。可適當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)，沿放頂線增設(shè)一到二排的密集支柱。懸頂過長時(shí)采用人工放頂。

3.4對頂板進(jìn)行礦壓觀測

對工作面礦壓觀測。用專人三班對頂板下沉、支柱壓力、活柱下縮量進(jìn)行測量。在觀測過程中當(dāng)頂板下沉速度達(dá)到100忽米∕分時(shí)立即停止施工準(zhǔn)備撤人，達(dá)到150忽米∕分時(shí)立即撤人。通過對工作面礦壓觀測得到如下結(jié)果。

圖1　頂板下沉量

在觀測過程中我們發(fā)現(xiàn)初壓來之前頂板下沉速度較平時(shí)變快，自動(dòng)泄壓的柱子開始變多，直到初壓結(jié)束后才變的穩(wěn)定。由于工作面斷層多，頂板的巖性不一樣，整個(gè)面并不是同時(shí)來勁。從圖可看出初壓發(fā)生在15觀測排。其步距為18m。

圖2　頂板下沉速度

4　小結(jié)

4.1采煤工作面初壓和周期來壓可采取的技術(shù)措施

可適當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)，沿放頂線增設(shè)一到二排的密集支柱；適當(dāng)?shù)募哟蠊ぷ髅娴姆彭斁?，以增大工作面支柱的支撐力和穩(wěn)定性；采取小進(jìn)度多循環(huán)作業(yè)，加快工作面的推進(jìn)速度，以保持頂板的完整性，使之具有更好地穩(wěn)定性；落煤后要及時(shí)支護(hù)，支架密度和架設(shè)質(zhì)量要符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求；基本頂周期來壓時(shí)，可采取同初期來壓時(shí)的安全技術(shù)措施，不同的是周期來壓時(shí)要縮小工作面的控頂距，采空區(qū)里的支柱一定要回收干凈，使直接頂充分垮落，以緩沖基本頂垮落對工作面的沖擊；在片幫嚴(yán)重地點(diǎn)，應(yīng)在幫柱上加托梁或及時(shí)超前掛梁；煤質(zhì)松時(shí)，除打貼幫柱外，還應(yīng)在煤壁與貼幫柱間加橫撐；炮采工作面合理布置炮眼，適當(dāng)減少裝藥量，松軟的煤幫要以放震動(dòng)炮為主；落煤后及時(shí)找掉傘檐和松軟煤幫。

4.2初壓和頂板下沉與超前支護(hù)壓力變化有一定的聯(lián)系

超前支護(hù)支柱壓力如圖3所示

圖3　超前支柱壓力圖

從圖3可以看出靠近工作面最近的2排壓力最大，后面的支柱壓力不斷減小，但其中有兩個(gè)波峰，隨著工作面的推采這兩個(gè)波峰所在的位置無明顯變化。在其相對應(yīng)的煤體中工作面懸空的頂板傳遞給它的壓力也相應(yīng)的大些，每當(dāng)工作面推過波峰處支柱時(shí)，頂板下沉速度都會(huì)變大。

由工作面推到13排測得的數(shù)據(jù)看最大值為13、14、15排，16排后壓力數(shù)值減小的明顯，工作面在推進(jìn)到16排時(shí)發(fā)生了初壓。

19和24為兩外兩個(gè)小峰值，當(dāng)工作面推過19,24排后工作面發(fā)生頂板下沉速度急增。

因此對超前支柱壓力進(jìn)行測量，通過對其壓力曲線分析，對初壓和周壓步距的預(yù)測能起到一定的作用。

作者簡介：張錫九（1963—），男，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，從事采礦技術(shù)工作。