賈亮亮

（霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 工程案例

店坪煤礦5-302工作面位于830水平三采區(qū)左翼，工作面東為井田邊界，西為830南翼系統(tǒng)大巷，南為5-304工作面（未采），北為5-210工作面采空區(qū)，上部對(duì)應(yīng)已回采3-304工作面，3-304回采工作面位于5-3022巷北側(cè)73m處，由于煤質(zhì)較差，開采了389m后停采。工作面可采煤層為5#煤層，位于山西組下部，硬度為3。工作面范圍內(nèi)煤體結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，含有兩到三層夾矸，夾矸為砂質(zhì)泥巖，夾矸總厚度為0.25～0.35m。煤層厚度較穩(wěn)定，工作面揭露煤層厚度為2.6～3.8m，均厚3.1m；工作面直接頂主要以細(xì)砂巖為主，平均厚度為10.7m，基本頂主要以砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度為5.6m。根據(jù)店坪煤礦地測(cè)科提供資料顯示，5-302工作面在回采期間共計(jì)揭露31條斷層，預(yù)計(jì)工作面在回采過程中頂板壓力加大。對(duì)此生產(chǎn)科對(duì)5-302工作面礦壓進(jìn)行觀測(cè)研究，提出了合理的頂板控制措施，保證工作面安全快速回采。

2 礦壓觀測(cè)分析研究

2.1 工作面礦壓觀測(cè)方法

5-302工作面頂板礦壓觀測(cè)主要通過型號(hào)為KJ377礦壓觀測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括頂板離層儀一臺(tái)、錨索傳感器兩臺(tái)、鉆孔應(yīng)力計(jì)2個(gè)。KJ377礦壓觀測(cè)系統(tǒng)主要是對(duì)綜采面液壓支架受力、頂板離層量、巷道變形量、支護(hù)拉緊力以及鉆孔的應(yīng)力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，5-302工作面礦壓觀測(cè)設(shè)備安裝位置具體如下：

（1）5-302工作面礦壓在線觀測(cè)系統(tǒng)每隔15個(gè)支架安裝一組，每組觀測(cè)系統(tǒng)可傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)是前立柱受壓數(shù)據(jù)，一個(gè)是后立柱受壓數(shù)據(jù)，工作面安排專職人員每班對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集統(tǒng)計(jì)。

（2）5-302工作面回放順槽安裝支護(hù)傳感器四臺(tái)，運(yùn)輸順槽安裝支護(hù)傳感器三臺(tái)，且每隔50m安裝一組，同時(shí)在頭尾順槽靠近采空區(qū)開始安裝頂板離層儀，每隔100m安裝一臺(tái)。

（3）支護(hù)傳感器主要是對(duì)頂板錨桿、錨索受力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，5-302工作面將傳感器報(bào)警界限設(shè)定為50t；頂板離層儀主要是對(duì)頂板離層量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作面將離層儀報(bào)警界限設(shè)定為100mm；鉆孔應(yīng)力計(jì)主要是對(duì)頭尾順槽頂板對(duì)煤壁作用力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作面將鉆孔應(yīng)力計(jì)報(bào)警值設(shè)定為100kN。

2.2 工作面礦壓觀測(cè)結(jié)果

5-302工作面支架在線監(jiān)測(cè)安裝并調(diào)試完畢后，對(duì)工作面進(jìn)行15d實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。工作面5月22日開始初采，截至5月30日0點(diǎn)班工作面已累計(jì)推進(jìn)11.1m。通過現(xiàn)場(chǎng)反饋以及在線監(jiān)測(cè)壓力曲線顯示，副巷推進(jìn)12.2m時(shí)，工作面120#支架至148#支架段采空區(qū)頂板開始垮落，架間觀測(cè)巖石將支架后部掩埋。由于煤層直接頂厚度為4.2～18.8m，平均厚度為10.7m，分析為直接頂開始垮落；截至6月7日工作面累計(jì)推進(jìn)13.55m時(shí)，工作面1#～5#支架段老山側(cè)頂板未垮落，其余全部已跨落，無初次來壓現(xiàn)象。6月3日至6月14日工作面處于停采階段，頂板壓力處于緩慢增壓階段，支架阻力在26.5～43.7MPa之間，支架最大工作阻力在53#支架，壓力為38.3MPa、43.7MPa。5-302工作面回采至13.55m停采時(shí)，工作面82#～85#支架段有0.3m的斷層，隊(duì)組需加強(qiáng)斷層區(qū)段的支架初撐力以及煤壁管理，防止片幫現(xiàn)象。

圖1 店坪煤礦5-302工作面工作阻力曲線圖

3 頂板控制方法

3.1 工作面頂板控制方法

（1）工作面采用全部垮落法管理頂板。

工作面基本支架選用ZY5800-19/35型雙柱掩護(hù)式液壓支架149架管理頂板（沿空留巷段147架），架中心距1.5m，支護(hù)方式為及時(shí)支護(hù)，操作方式為本架操作。

（2）工作面正副巷端頭使用ZY5800-19/35型雙柱掩護(hù)式液壓支架支護(hù)配合超前支架進(jìn)行支護(hù)，正副巷端頭液壓支架距煤柱側(cè)空頂均不得小于100mm、大于1.2m；支架距煤柱側(cè)空頂大于0.5m、小于1.2m時(shí)，正副巷采用單排柱距0.4m配1.0mπ梁封口；支架距煤柱側(cè)空頂超過1.2m（或坡度大于12°）時(shí)，采用雙排柱距0.4m配1.0mπ梁封口，并且在封口柱至超前支架區(qū)段距煤柱0.8m支設(shè)一排支柱，柱距1.0m。

3.2 特殊條件下的頂板控制方法

（1）周期來壓時(shí)支護(hù)要求：①5-302工作面在回采期間若工作面回采30m后頂板未完全垮落，必須立即停止回采，采取專項(xiàng)措施對(duì)采空區(qū)頂板進(jìn)行放頂作業(yè)。②在周期來壓前后必須加強(qiáng)頂板支護(hù)質(zhì)量，實(shí)行頂板支護(hù)動(dòng)態(tài)觀測(cè)，并及時(shí)地對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，掌握頂板活動(dòng)規(guī)律。同時(shí)在周期來壓期間乳化液泵站壓力不得低于30MPa，確保液壓支架各管路、閥組完好，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏液、竄液、不卸載現(xiàn)象，支架初撐力不得低于24MPa。

（2）過地質(zhì)構(gòu)造帶措施：工作面頂板破碎和過地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，采煤機(jī)司機(jī)必須與拉架工密切配合控制割煤速度，割煤與拉架間距大于5m時(shí)必須停機(jī)；拉架時(shí)采取帶壓前移支架的方法，并在支架頂梁上預(yù)鋪木板梁及時(shí)維護(hù)暴露頂板；工作面頂板嚴(yán)重破碎時(shí)，采用超前支護(hù)方式，即先拉架維護(hù)頂板后割煤，再推溜的作業(yè)方式。

4 結(jié)語

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦生產(chǎn)科對(duì)5-302工作面礦壓進(jìn)行觀測(cè)分析，提出了合理的頂板控制方法，有效提高了工作面在回采期間頂板穩(wěn)定性，保證了綜采工作面回采安全，為其他綜采工作面在回采過程中礦壓觀測(cè)、頂板控制提供了實(shí)踐依據(jù)。