吳啟騰

摘要：文章結(jié)合豐海煤礦實(shí)際條件，通過(guò)對(duì)C9煤層單體工作面的礦壓觀測(cè)，分析研究支柱初撐力來(lái)壓的頻率分布，擬提出簡(jiǎn)單、可行的能夠提高單體液壓支柱初撐力的方法。從而使工作面單體液壓支柱初撐力損失減少到最低程度，把初撐力提高到最佳水平。

關(guān)鍵詞：礦壓觀測(cè)；初撐力；頻率分布；提高方法

中圖分類號(hào)：TD355.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0004-02

近幾年，煤業(yè)公司對(duì)單體液壓支柱的大力推廣和使用，極大地改善了井下頂板管理?xiàng)l件。然而在單體液壓支柱使用過(guò)程中，普遍存在支柱初撐力（指支柱通過(guò)泵壓而給予頂板的主動(dòng)支撐力）較低的問(wèn)題。究其原因主要是井下復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境以及采煤工人操作技能和現(xiàn)場(chǎng)管理不到位造成。對(duì)此，通過(guò)對(duì)我礦307采區(qū)、402采區(qū)和403采區(qū)C9煤層單體工作面進(jìn)行礦壓觀測(cè)，在分析單體液壓支柱初撐力頻率分布的基礎(chǔ)上，提出簡(jiǎn)單、可行的提高初撐力的方法。

1工作面概況及回采工藝

C9煤層以單斜構(gòu)造為主，煤層傾角21 ?~40 ?，平均為30 ?，煤層0.8~1.8 m，平均厚度為1.3 m。頂板為細(xì)粉砂巖，厚度約2 m，節(jié)理裂隙發(fā)育情況一般，頂板較完整，含較多黃鐵礦化蟲跡化石和沿層面見較多黑云母片，向上為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，厚度約4 m。底板為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，巖性堅(jiān)硬，厚度約2.0 m，含較多植物碎屑化石，底板較完整。

工作面采用MSZ—1.2電煤鉆打眼，使用2#巖石銷銨炸藥和秒延期雷管爆破落煤，人工攉煤，溜槽溜煤，MGH—1 T固定礦車裝煤，電瓶車?yán)海徊捎肈W-250/80等系列單體液壓支柱結(jié)合DJC-1000絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，采用人工回柱，一排密集切頂，“見五留四回一”全部垮落法處理采空區(qū)；工作面兩天3個(gè)循環(huán)，兩小班1個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度為1 m，執(zhí)行“邊采邊準(zhǔn)”作業(yè)方式。

2支護(hù)參數(shù)初撐力計(jì)算

①采用支柱初撐力平衡直接頂巖重計(jì)算，如圖1所示。

式中：q直為單位面積直接頂巖重，t/m2；γ直為直接頂質(zhì)量密度，細(xì)粉砂巖取2.4；h直為直接頂厚度，m；工作面支柱排L排、柱距L柱為1 m，密柱間距為0.5 m，最小控頂距L控為4 m，控頂距內(nèi)支柱數(shù)量n為5根，側(cè)為支柱密度e為：

e=1/（n/L控）=1÷（5÷4）=0.8根/m2

g取10，初撐力po為：po=（q直·g/n）=4.8×10÷0.8=60 kN/根。

②《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：80 mm缸徑單體液壓支柱初撐力≥60 kN/根，換算后為12 MPa/根。

通過(guò)以上計(jì)算得出，工作面單體液壓支柱結(jié)合絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，支柱初撐力必須達(dá)12 MPa/根以上才符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，且可能避免頂板垮落時(shí)造成的垮面事故。

3初撐力觀測(cè)

①觀測(cè)方法。在支柱初設(shè)時(shí)，用便攜式單體支柱工作面阻力檢測(cè)儀（KBY-60型）觀測(cè)初撐力，觀測(cè)時(shí)將KBY-60型檢測(cè)儀配備的轉(zhuǎn)接閥套接到單體支柱上的三用閥口處旋緊，按下開關(guān)即可讀取數(shù)據(jù)。

②測(cè)點(diǎn)布置。為了更好的研究工作面單體液壓支柱初撐力，把在工作面第一排柱作為研究對(duì)象（如圖2所示），連續(xù)地進(jìn)行觀測(cè)，采面每推進(jìn)一排柱觀測(cè)記錄一次，每隔三根測(cè)一根。

③支柱初撐力頻率分布情況。在298個(gè)布點(diǎn)初撐力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中，其最小值為0，即取下限值為0 MPa，最大值為19 MPa，取上限值為20 MPa。在其上、下限值期間，按組距4 MPa列表值得出支柱初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）。

④觀測(cè)結(jié)果研究。由初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）可以看出，支柱初撐力>12 MPa的占38.6%，<12 MPa的占61.4%。大部分初撐力未達(dá)規(guī)定的12 MPa。支柱初撐力對(duì)于減少頂?shù)装逡平恳约俺浞职l(fā)揮支柱支撐頂板的作用是不利的，容易引起上部巖層離層，突發(fā)安全隱患。

4影響支柱初撐力的因素分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的單體液壓支柱使用及監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，影響支柱初撐力的因素是多方面的，現(xiàn)場(chǎng)工作面條件各異及諸多因素對(duì)初撐力的影響程度也各不相同，主要有以下三個(gè)方面。

4.1自然條件對(duì)單體初撐力的影響

當(dāng)采面遇頂?shù)装逅绍洝⒘粲许敚ǖ祝┟?、漏頂沒有接實(shí)、遇斷層及地質(zhì)褶曲構(gòu)造帶等情況時(shí)，如果沒有采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，初撐力定會(huì)受到不同程度的影響。

4.2設(shè)備狀況對(duì)初撐力的影響

①乳化液泵站壓力低時(shí)。其原因在于泵站壓力不合理，達(dá)不到支柱規(guī)定初撐力的標(biāo)準(zhǔn)；其次是設(shè)備本身問(wèn)題，運(yùn)行狀況差，實(shí)際工作壓力低于泵站額定工作壓力等；另外泵站安裝位置不正確，也將致使其壓力損耗過(guò)大。

②高壓管狀況不佳。主要表現(xiàn)在線路長(zhǎng)，接頭多、轉(zhuǎn)彎急、管徑不匹配、高壓管和注液槍漏液等問(wèn)題。

③支柱本身有問(wèn)題。體現(xiàn)在缸體變形、三用閥漏液、密封圈失效等方面。

4.3操作手法對(duì)初撐力的影響

在使用注液槍升柱過(guò)程中，如果活柱剛接觸頂板即放下注液槍，則是支柱的初撐力較低；若注液槍沒有安裝密封圈，則升起的支柱初撐力一定很低；對(duì)于軟底、破碎頂板工作面，由于墊底、背頂材料的不合理，將會(huì)降低支柱的初撐力。

5提高支柱初撐力的方法

5.1強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)

通過(guò)對(duì)采煤工進(jìn)行培訓(xùn)，以提高工作面單體液壓支柱初撐力為重點(diǎn)。做到以下兩點(diǎn)。

①切實(shí)樹立單體支柱“初撐力第一”的思想。充分了解初撐力在頂板控制中的作用，并認(rèn)知支柱初撐力與安全生產(chǎn)的重要關(guān)系。

②對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作技能進(jìn)行培訓(xùn)。利用安全活動(dòng)日舉辦礦壓知識(shí)培訓(xùn)，并且組織開展單體液壓支柱操作技能比武活動(dòng)，促使采面工人認(rèn)識(shí)到“初撐力第一”就是抓好工作面支護(hù)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

5.2優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)

技術(shù)基礎(chǔ)工作就是解決設(shè)備與支護(hù)剛度的問(wèn)題，合理調(diào)定乳化液泵、選定相應(yīng)的支柱型號(hào)和高度。對(duì)采面來(lái)說(shuō)應(yīng)做好以下幾個(gè)工作。

①嚴(yán)格控制支柱升降的高度，使其和工作面采高相適應(yīng)，并保證初撐剛度。

②切合實(shí)際情況加強(qiáng)乳化液泵管系統(tǒng)的檢修工作，調(diào)好合理乳化液泵的泵壓≥18 MPa。

③做好第一排支柱補(bǔ)液工作，確保每根支柱初撐力達(dá)到12 MPa以上。

④盡量避免兩處同時(shí)用槍作業(yè)，以保證注液槍的出口壓力。

5.3加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理

做好現(xiàn)場(chǎng)管理，是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，對(duì)支柱的使用管理要把好以下三關(guān)。

①按時(shí)檢修試壓關(guān)。對(duì)于檢測(cè)不合格的支柱禁止下井，井下使用超過(guò)8個(gè)月的必須送回地面車間檢修。

②井下使用質(zhì)量檢查關(guān)。支柱要對(duì)號(hào)入座，選用高度適宜的支柱，太高或太矮的支柱不設(shè)得將就支設(shè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)漏液柱及時(shí)做記號(hào)并轍下來(lái)。

③規(guī)范操作關(guān)。要按操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行操作，不得將支柱設(shè)在浮煤上，接頂要實(shí)，杜絕“偷工減料”現(xiàn)象。

6結(jié)語(yǔ)

堅(jiān)持以“初撐力第一”作為提高支柱效果的重要手段，通過(guò)強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)、優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理，豐海煤礦工作面單液壓支初撐力合格得到較大提高，達(dá)到86.5%以上?；旧峡梢员３猪敯宓耐暾裕刂祈敯咫x層及頂板下沉量，提高了采煤工作面的安全系數(shù)，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳虹微.單體液壓支柱初撐力影響因素探討[J].煤礦機(jī)械,2001,(11).

[2] 萬(wàn)峰,張洪清,韓振國(guó).液壓支架初撐力與工作面礦壓顯現(xiàn)關(guān)系研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2011,(6).

[3] 萬(wàn)明福,李躍華.單體液壓支柱工作面提高初撐力的綜合保障體系[J].中州煤炭,2009,(7).

[4] 胡長(zhǎng)仁.單體液壓支柱初撐力低的原因和處理方法[J].煤炭科學(xué)技術(shù),1989,(6).

[5] 萬(wàn)明福,李躍華.單體液壓支柱初撐力低的原因分析[J].中州煤炭,2009,(9).

[6] 支光輝,韋四江,黃春光.告成礦滑動(dòng)構(gòu)造頂板礦壓觀測(cè)研究[J].礦冶工程,2011,(3).

endprint

摘要：文章結(jié)合豐海煤礦實(shí)際條件，通過(guò)對(duì)C9煤層單體工作面的礦壓觀測(cè)，分析研究支柱初撐力來(lái)壓的頻率分布，擬提出簡(jiǎn)單、可行的能夠提高單體液壓支柱初撐力的方法。從而使工作面單體液壓支柱初撐力損失減少到最低程度，把初撐力提高到最佳水平。

關(guān)鍵詞：礦壓觀測(cè)；初撐力；頻率分布；提高方法

中圖分類號(hào)：TD355.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0004-02

近幾年，煤業(yè)公司對(duì)單體液壓支柱的大力推廣和使用，極大地改善了井下頂板管理?xiàng)l件。然而在單體液壓支柱使用過(guò)程中，普遍存在支柱初撐力（指支柱通過(guò)泵壓而給予頂板的主動(dòng)支撐力）較低的問(wèn)題。究其原因主要是井下復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境以及采煤工人操作技能和現(xiàn)場(chǎng)管理不到位造成。對(duì)此，通過(guò)對(duì)我礦307采區(qū)、402采區(qū)和403采區(qū)C9煤層單體工作面進(jìn)行礦壓觀測(cè)，在分析單體液壓支柱初撐力頻率分布的基礎(chǔ)上，提出簡(jiǎn)單、可行的提高初撐力的方法。

1工作面概況及回采工藝

C9煤層以單斜構(gòu)造為主，煤層傾角21 ?~40 ?，平均為30 ?，煤層0.8~1.8 m，平均厚度為1.3 m。頂板為細(xì)粉砂巖，厚度約2 m，節(jié)理裂隙發(fā)育情況一般，頂板較完整，含較多黃鐵礦化蟲跡化石和沿層面見較多黑云母片，向上為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，厚度約4 m。底板為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，巖性堅(jiān)硬，厚度約2.0 m，含較多植物碎屑化石，底板較完整。

工作面采用MSZ—1.2電煤鉆打眼，使用2#巖石銷銨炸藥和秒延期雷管爆破落煤，人工攉煤，溜槽溜煤，MGH—1 T固定礦車裝煤，電瓶車?yán)?；采用DW-250/80等系列單體液壓支柱結(jié)合DJC-1000絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，采用人工回柱，一排密集切頂，“見五留四回一”全部垮落法處理采空區(qū)；工作面兩天3個(gè)循環(huán)，兩小班1個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度為1 m，執(zhí)行“邊采邊準(zhǔn)”作業(yè)方式。

2支護(hù)參數(shù)初撐力計(jì)算

①采用支柱初撐力平衡直接頂巖重計(jì)算，如圖1所示。

式中：q直為單位面積直接頂巖重，t/m2；γ直為直接頂質(zhì)量密度，細(xì)粉砂巖取2.4；h直為直接頂厚度，m；工作面支柱排L排、柱距L柱為1 m，密柱間距為0.5 m，最小控頂距L控為4 m，控頂距內(nèi)支柱數(shù)量n為5根，側(cè)為支柱密度e為：

e=1/（n/L控）=1÷（5÷4）=0.8根/m2

g取10，初撐力po為：po=（q直·g/n）=4.8×10÷0.8=60 kN/根。

②《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：80 mm缸徑單體液壓支柱初撐力≥60 kN/根，換算后為12 MPa/根。

通過(guò)以上計(jì)算得出，工作面單體液壓支柱結(jié)合絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，支柱初撐力必須達(dá)12 MPa/根以上才符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，且可能避免頂板垮落時(shí)造成的垮面事故。

3初撐力觀測(cè)

①觀測(cè)方法。在支柱初設(shè)時(shí)，用便攜式單體支柱工作面阻力檢測(cè)儀（KBY-60型）觀測(cè)初撐力，觀測(cè)時(shí)將KBY-60型檢測(cè)儀配備的轉(zhuǎn)接閥套接到單體支柱上的三用閥口處旋緊，按下開關(guān)即可讀取數(shù)據(jù)。

②測(cè)點(diǎn)布置。為了更好的研究工作面單體液壓支柱初撐力，把在工作面第一排柱作為研究對(duì)象（如圖2所示），連續(xù)地進(jìn)行觀測(cè)，采面每推進(jìn)一排柱觀測(cè)記錄一次，每隔三根測(cè)一根。

③支柱初撐力頻率分布情況。在298個(gè)布點(diǎn)初撐力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中，其最小值為0，即取下限值為0 MPa，最大值為19 MPa，取上限值為20 MPa。在其上、下限值期間，按組距4 MPa列表值得出支柱初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）。

④觀測(cè)結(jié)果研究。由初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）可以看出，支柱初撐力>12 MPa的占38.6%，<12 MPa的占61.4%。大部分初撐力未達(dá)規(guī)定的12 MPa。支柱初撐力對(duì)于減少頂?shù)装逡平恳约俺浞职l(fā)揮支柱支撐頂板的作用是不利的，容易引起上部巖層離層，突發(fā)安全隱患。

4影響支柱初撐力的因素分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的單體液壓支柱使用及監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，影響支柱初撐力的因素是多方面的，現(xiàn)場(chǎng)工作面條件各異及諸多因素對(duì)初撐力的影響程度也各不相同，主要有以下三個(gè)方面。

4.1自然條件對(duì)單體初撐力的影響

當(dāng)采面遇頂?shù)装逅绍?、留有頂（底）煤、漏頂沒有接實(shí)、遇斷層及地質(zhì)褶曲構(gòu)造帶等情況時(shí)，如果沒有采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，初撐力定會(huì)受到不同程度的影響。

4.2設(shè)備狀況對(duì)初撐力的影響

①乳化液泵站壓力低時(shí)。其原因在于泵站壓力不合理，達(dá)不到支柱規(guī)定初撐力的標(biāo)準(zhǔn)；其次是設(shè)備本身問(wèn)題，運(yùn)行狀況差，實(shí)際工作壓力低于泵站額定工作壓力等；另外泵站安裝位置不正確，也將致使其壓力損耗過(guò)大。

②高壓管狀況不佳。主要表現(xiàn)在線路長(zhǎng)，接頭多、轉(zhuǎn)彎急、管徑不匹配、高壓管和注液槍漏液等問(wèn)題。

③支柱本身有問(wèn)題。體現(xiàn)在缸體變形、三用閥漏液、密封圈失效等方面。

4.3操作手法對(duì)初撐力的影響

在使用注液槍升柱過(guò)程中，如果活柱剛接觸頂板即放下注液槍，則是支柱的初撐力較低；若注液槍沒有安裝密封圈，則升起的支柱初撐力一定很低；對(duì)于軟底、破碎頂板工作面，由于墊底、背頂材料的不合理，將會(huì)降低支柱的初撐力。

5提高支柱初撐力的方法

5.1強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)

通過(guò)對(duì)采煤工進(jìn)行培訓(xùn)，以提高工作面單體液壓支柱初撐力為重點(diǎn)。做到以下兩點(diǎn)。

①切實(shí)樹立單體支柱“初撐力第一”的思想。充分了解初撐力在頂板控制中的作用，并認(rèn)知支柱初撐力與安全生產(chǎn)的重要關(guān)系。

②對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作技能進(jìn)行培訓(xùn)。利用安全活動(dòng)日舉辦礦壓知識(shí)培訓(xùn)，并且組織開展單體液壓支柱操作技能比武活動(dòng)，促使采面工人認(rèn)識(shí)到“初撐力第一”就是抓好工作面支護(hù)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

5.2優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)

技術(shù)基礎(chǔ)工作就是解決設(shè)備與支護(hù)剛度的問(wèn)題，合理調(diào)定乳化液泵、選定相應(yīng)的支柱型號(hào)和高度。對(duì)采面來(lái)說(shuō)應(yīng)做好以下幾個(gè)工作。

①嚴(yán)格控制支柱升降的高度，使其和工作面采高相適應(yīng)，并保證初撐剛度。

②切合實(shí)際情況加強(qiáng)乳化液泵管系統(tǒng)的檢修工作，調(diào)好合理乳化液泵的泵壓≥18 MPa。

③做好第一排支柱補(bǔ)液工作，確保每根支柱初撐力達(dá)到12 MPa以上。

④盡量避免兩處同時(shí)用槍作業(yè)，以保證注液槍的出口壓力。

5.3加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理

做好現(xiàn)場(chǎng)管理，是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，對(duì)支柱的使用管理要把好以下三關(guān)。

①按時(shí)檢修試壓關(guān)。對(duì)于檢測(cè)不合格的支柱禁止下井，井下使用超過(guò)8個(gè)月的必須送回地面車間檢修。

②井下使用質(zhì)量檢查關(guān)。支柱要對(duì)號(hào)入座，選用高度適宜的支柱，太高或太矮的支柱不設(shè)得將就支設(shè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)漏液柱及時(shí)做記號(hào)并轍下來(lái)。

③規(guī)范操作關(guān)。要按操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行操作，不得將支柱設(shè)在浮煤上，接頂要實(shí)，杜絕“偷工減料”現(xiàn)象。

6結(jié)語(yǔ)

堅(jiān)持以“初撐力第一”作為提高支柱效果的重要手段，通過(guò)強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)、優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理，豐海煤礦工作面單液壓支初撐力合格得到較大提高，達(dá)到86.5%以上?；旧峡梢员３猪敯宓耐暾裕刂祈敯咫x層及頂板下沉量，提高了采煤工作面的安全系數(shù)，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳虹微.單體液壓支柱初撐力影響因素探討[J].煤礦機(jī)械,2001,(11).

[2] 萬(wàn)峰,張洪清,韓振國(guó).液壓支架初撐力與工作面礦壓顯現(xiàn)關(guān)系研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2011,(6).

[3] 萬(wàn)明福,李躍華.單體液壓支柱工作面提高初撐力的綜合保障體系[J].中州煤炭,2009,(7).

[4] 胡長(zhǎng)仁.單體液壓支柱初撐力低的原因和處理方法[J].煤炭科學(xué)技術(shù),1989,(6).

[5] 萬(wàn)明福,李躍華.單體液壓支柱初撐力低的原因分析[J].中州煤炭,2009,(9).

[6] 支光輝,韋四江,黃春光.告成礦滑動(dòng)構(gòu)造頂板礦壓觀測(cè)研究[J].礦冶工程,2011,(3).

endprint

摘要：文章結(jié)合豐海煤礦實(shí)際條件，通過(guò)對(duì)C9煤層單體工作面的礦壓觀測(cè)，分析研究支柱初撐力來(lái)壓的頻率分布，擬提出簡(jiǎn)單、可行的能夠提高單體液壓支柱初撐力的方法。從而使工作面單體液壓支柱初撐力損失減少到最低程度，把初撐力提高到最佳水平。

關(guān)鍵詞：礦壓觀測(cè)；初撐力；頻率分布；提高方法

中圖分類號(hào)：TD355.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0004-02

近幾年，煤業(yè)公司對(duì)單體液壓支柱的大力推廣和使用，極大地改善了井下頂板管理?xiàng)l件。然而在單體液壓支柱使用過(guò)程中，普遍存在支柱初撐力（指支柱通過(guò)泵壓而給予頂板的主動(dòng)支撐力）較低的問(wèn)題。究其原因主要是井下復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境以及采煤工人操作技能和現(xiàn)場(chǎng)管理不到位造成。對(duì)此，通過(guò)對(duì)我礦307采區(qū)、402采區(qū)和403采區(qū)C9煤層單體工作面進(jìn)行礦壓觀測(cè)，在分析單體液壓支柱初撐力頻率分布的基礎(chǔ)上，提出簡(jiǎn)單、可行的提高初撐力的方法。

1工作面概況及回采工藝

C9煤層以單斜構(gòu)造為主，煤層傾角21 ?~40 ?，平均為30 ?，煤層0.8~1.8 m，平均厚度為1.3 m。頂板為細(xì)粉砂巖，厚度約2 m，節(jié)理裂隙發(fā)育情況一般，頂板較完整，含較多黃鐵礦化蟲跡化石和沿層面見較多黑云母片，向上為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，厚度約4 m。底板為粗粉砂巖或細(xì)砂巖，巖性堅(jiān)硬，厚度約2.0 m，含較多植物碎屑化石，底板較完整。

工作面采用MSZ—1.2電煤鉆打眼，使用2#巖石銷銨炸藥和秒延期雷管爆破落煤，人工攉煤，溜槽溜煤，MGH—1 T固定礦車裝煤，電瓶車?yán)?；采用DW-250/80等系列單體液壓支柱結(jié)合DJC-1000絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，采用人工回柱，一排密集切頂，“見五留四回一”全部垮落法處理采空區(qū)；工作面兩天3個(gè)循環(huán)，兩小班1個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度為1 m，執(zhí)行“邊采邊準(zhǔn)”作業(yè)方式。

2支護(hù)參數(shù)初撐力計(jì)算

①采用支柱初撐力平衡直接頂巖重計(jì)算，如圖1所示。

式中：q直為單位面積直接頂巖重，t/m2；γ直為直接頂質(zhì)量密度，細(xì)粉砂巖取2.4；h直為直接頂厚度，m；工作面支柱排L排、柱距L柱為1 m，密柱間距為0.5 m，最小控頂距L控為4 m，控頂距內(nèi)支柱數(shù)量n為5根，側(cè)為支柱密度e為：

e=1/（n/L控）=1÷（5÷4）=0.8根/m2

g取10，初撐力po為：po=（q直·g/n）=4.8×10÷0.8=60 kN/根。

②《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：80 mm缸徑單體液壓支柱初撐力≥60 kN/根，換算后為12 MPa/根。

通過(guò)以上計(jì)算得出，工作面單體液壓支柱結(jié)合絞接頂梁支護(hù)頂板，排、柱距為1 m×1 m，支柱初撐力必須達(dá)12 MPa/根以上才符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，且可能避免頂板垮落時(shí)造成的垮面事故。

3初撐力觀測(cè)

①觀測(cè)方法。在支柱初設(shè)時(shí)，用便攜式單體支柱工作面阻力檢測(cè)儀（KBY-60型）觀測(cè)初撐力，觀測(cè)時(shí)將KBY-60型檢測(cè)儀配備的轉(zhuǎn)接閥套接到單體支柱上的三用閥口處旋緊，按下開關(guān)即可讀取數(shù)據(jù)。

②測(cè)點(diǎn)布置。為了更好的研究工作面單體液壓支柱初撐力，把在工作面第一排柱作為研究對(duì)象（如圖2所示），連續(xù)地進(jìn)行觀測(cè)，采面每推進(jìn)一排柱觀測(cè)記錄一次，每隔三根測(cè)一根。

③支柱初撐力頻率分布情況。在298個(gè)布點(diǎn)初撐力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中，其最小值為0，即取下限值為0 MPa，最大值為19 MPa，取上限值為20 MPa。在其上、下限值期間，按組距4 MPa列表值得出支柱初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）。

④觀測(cè)結(jié)果研究。由初撐力頻率分布示意圖（如圖3所示）可以看出，支柱初撐力>12 MPa的占38.6%，<12 MPa的占61.4%。大部分初撐力未達(dá)規(guī)定的12 MPa。支柱初撐力對(duì)于減少頂?shù)装逡平恳约俺浞职l(fā)揮支柱支撐頂板的作用是不利的，容易引起上部巖層離層，突發(fā)安全隱患。

4影響支柱初撐力的因素分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的單體液壓支柱使用及監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，影響支柱初撐力的因素是多方面的，現(xiàn)場(chǎng)工作面條件各異及諸多因素對(duì)初撐力的影響程度也各不相同，主要有以下三個(gè)方面。

4.1自然條件對(duì)單體初撐力的影響

當(dāng)采面遇頂?shù)装逅绍?、留有頂（底）煤、漏頂沒有接實(shí)、遇斷層及地質(zhì)褶曲構(gòu)造帶等情況時(shí)，如果沒有采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，初撐力定會(huì)受到不同程度的影響。

4.2設(shè)備狀況對(duì)初撐力的影響

①乳化液泵站壓力低時(shí)。其原因在于泵站壓力不合理，達(dá)不到支柱規(guī)定初撐力的標(biāo)準(zhǔn)；其次是設(shè)備本身問(wèn)題，運(yùn)行狀況差，實(shí)際工作壓力低于泵站額定工作壓力等；另外泵站安裝位置不正確，也將致使其壓力損耗過(guò)大。

②高壓管狀況不佳。主要表現(xiàn)在線路長(zhǎng)，接頭多、轉(zhuǎn)彎急、管徑不匹配、高壓管和注液槍漏液等問(wèn)題。

③支柱本身有問(wèn)題。體現(xiàn)在缸體變形、三用閥漏液、密封圈失效等方面。

4.3操作手法對(duì)初撐力的影響

在使用注液槍升柱過(guò)程中，如果活柱剛接觸頂板即放下注液槍，則是支柱的初撐力較低；若注液槍沒有安裝密封圈，則升起的支柱初撐力一定很低；對(duì)于軟底、破碎頂板工作面，由于墊底、背頂材料的不合理，將會(huì)降低支柱的初撐力。

5提高支柱初撐力的方法

5.1強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)

通過(guò)對(duì)采煤工進(jìn)行培訓(xùn)，以提高工作面單體液壓支柱初撐力為重點(diǎn)。做到以下兩點(diǎn)。

①切實(shí)樹立單體支柱“初撐力第一”的思想。充分了解初撐力在頂板控制中的作用，并認(rèn)知支柱初撐力與安全生產(chǎn)的重要關(guān)系。

②對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作技能進(jìn)行培訓(xùn)。利用安全活動(dòng)日舉辦礦壓知識(shí)培訓(xùn)，并且組織開展單體液壓支柱操作技能比武活動(dòng)，促使采面工人認(rèn)識(shí)到“初撐力第一”就是抓好工作面支護(hù)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

5.2優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)

技術(shù)基礎(chǔ)工作就是解決設(shè)備與支護(hù)剛度的問(wèn)題，合理調(diào)定乳化液泵、選定相應(yīng)的支柱型號(hào)和高度。對(duì)采面來(lái)說(shuō)應(yīng)做好以下幾個(gè)工作。

①嚴(yán)格控制支柱升降的高度，使其和工作面采高相適應(yīng)，并保證初撐剛度。

②切合實(shí)際情況加強(qiáng)乳化液泵管系統(tǒng)的檢修工作，調(diào)好合理乳化液泵的泵壓≥18 MPa。

③做好第一排支柱補(bǔ)液工作，確保每根支柱初撐力達(dá)到12 MPa以上。

④盡量避免兩處同時(shí)用槍作業(yè)，以保證注液槍的出口壓力。

5.3加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理

做好現(xiàn)場(chǎng)管理，是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，對(duì)支柱的使用管理要把好以下三關(guān)。

①按時(shí)檢修試壓關(guān)。對(duì)于檢測(cè)不合格的支柱禁止下井，井下使用超過(guò)8個(gè)月的必須送回地面車間檢修。

②井下使用質(zhì)量檢查關(guān)。支柱要對(duì)號(hào)入座，選用高度適宜的支柱，太高或太矮的支柱不設(shè)得將就支設(shè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)漏液柱及時(shí)做記號(hào)并轍下來(lái)。

③規(guī)范操作關(guān)。要按操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行操作，不得將支柱設(shè)在浮煤上，接頂要實(shí)，杜絕“偷工減料”現(xiàn)象。

6結(jié)語(yǔ)

堅(jiān)持以“初撐力第一”作為提高支柱效果的重要手段，通過(guò)強(qiáng)化采煤工培訓(xùn)、優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支柱使用管理，豐海煤礦工作面單液壓支初撐力合格得到較大提高，達(dá)到86.5%以上?；旧峡梢员３猪敯宓耐暾裕刂祈敯咫x層及頂板下沉量，提高了采煤工作面的安全系數(shù)，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

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