黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司荣华一矿 黑龙江鸡西 158100
摘要：通过对荣华一矿1333队施工的7#煤层综采工作面的矿压分析研究，准确了解工作面上覆岩层的运动变化规律及其变化参数，掌握煤层顶板初次来压和周期来压步距，矿压显现程度及其对工作面生产的影响情况，为工作面现场管理提供完善准确的资料，为荣华一矿7#煤层开采积累了一定的经验。
关键词：矿压观测 综采采煤工作面 矿压显现规律
荣华一矿原开采的8#煤层，煤层厚度在1.4—1.5米左右，结构简单，中间夹有1层0.1米左右的夹矸。现转入7#层进行开采。需要在7#层布置综采工作面。通过对回采工作面推进期间工作面矿压显现观测，掌握工作面矿压显现规律，及时采取预防控制性措施，保证工作面安全生产，而且对荣华一矿以后采煤工作面的设备选型及巷道支护设计参数提供科学的理论依据，积累了宝贵的经验。
1、工作面布置情况：
1333采煤工作面长度为195米，走向长度为472米，地面标高在+189米左右，煤层距地表最小垂深850米左右。7#煤层全层厚度在3.3米左右，纯煤厚度平均在3.0米左右。在煤层上部有一层0.2米左右的碳质页岩，中部夹有一层0.1米左右的碳质页岩，顶板为1.4米深灰色细砂岩，底板为1.1米左右的灰白色的白色细砂岩，采准巷道断面为矩形断面，巷道支护为树脂锚杆+钢带+锚索+金属网联合支护，上、下巷巷道净宽3.8米，净高3.6米。采用倾向长臂后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板。工作面采用ZY-6000/16/36液压支架支护顶板。上、下巷采用DZ-35/100单体液压支柱配HDJA-1200铰接顶梁，自煤壁起向外打20米进行支护。
2、矿压观测方法：
通过对1333采煤队工作面液压支架载荷的观测，活柱下沉量等参数，监测上覆岩层运动规律。
3、观测仪器：
采用Q/09TZ003-2009煤矿用液压支架测力仪观测顶板运动及变化规律情况。
4、测区布置及观测结果：
1333工作面为综采工作面，本次矿压观测共计在工作面布置6块煤矿用液压支架观测仪器，利用手持采集器每三天收集一次数据进行电脑分析。1#测点布置两块（99、101#支架）2#测点布置两块（80、82#支架）3#测点布置两块（20、22#支架）。
矿压观测从安装好计算起，共进行了50天，在此期间工作面向前推进了102米。
测表布置图
7、回采工作面的周期来压：
老顶岩层在失稳后经历了较大的工作面来压后，支架平均阻力回降到1400KN左右，支架波动不大，在此会采期间，采空区后方顶板岩层有垮落现象，悬顶范围在2-3米左右，岩层冒落不实，说明煤层上方顶板有分层现象，此后3天内工作面矿压显现趋于平稳，但是在第四天开始，工作面压力明显增大，工作面支架最大阻力达到2600KN左右，同时伴随着煤壁片帮，顶板响声等，表现出明显的矿压显现征兆，表明第一次周期来压，此段时间内工作面推进了13.2米，工作面推进度达到了42.2米，在观测期内，工作面的宏观矿压显现并不十分明显，从观测的压力数据来分析，还是可以看到顶板移近量的明显周期性变化，变化高低峰值差在700KN左右。观测期间，工作面平均压力值在2250KN左右，以工作面平均阻力高峰值作为依据来划分，在此期间又经历了6次周期来压，周期来压步距分别为：12.3米、12.9米、12.6米、13.8米、11.5米、12.6米，平均来压步距为12.6米，工作面支架来压期间平均阻力在2600KN左右，周期来压期间平均最高、最低阻力差较大，说明1333综采队7#层采面在观测期间顶板变化明显，在观测期内支架最大阻力为2600KN，工作面支架能够满足支护要求。
在观测到的6次周期来压步距来看，最小步距和最大步距相差不大，说明该采面来压步距比较均衡。
8、关于大采高观测的几点认识：
（1）、根据我国的现行的《缓倾斜煤层顶板分类方案》中顶板分类及所需要的支护强度知;大采高采场支架载荷大，较普通综采面高10%--27%。这是由于大采高工作面需控制的顶板层位高。也就是要垮落的岩层层位高的缘故。
（2）、来压时动压系数小，且无冲击载荷，这是由于大采高工作面顶板变形位移大，大部分的原来基本顶变为直接顶，随支架及时垮落，垮落顶板的垫层加厚，使动载系数减小，且无冲击性。
（3）、基本顶来压明显，但不强烈，支架工作主力直方图表示来压期间峰值较小，但是该工作面的基本顶的厚度与采高相比为0.9，与普通综采相比，相当于二、三级来压强烈的顶板，但实际工作面来压并不强烈。这是应为基本顶岩层的破断步距不因采高的增大而变换，但因下位顶板及时垮落，矸石垫层加厚而造成来压减弱。
（4）、采场支架以静载为主，对于现行顶板分类的二、三级基本顶条件来说，按3.5倍采高控制岩层，加上采空区的悬顶重力，以静载计算支架所需的工作阻力是可以满足大采高工作面顶板控制要求的。
（5）、工作面来压期间，支架载荷大于初次来压期间的支架载荷，且动载系数偏大，说明在大采高条件下，基本顶相对较薄时，承受上覆岩层的压力弱，随着工作面的推进，基本顶层位必然上升，造成周期来压期间支架载荷较初次来压大。
9、主要结论与建议：
（1）、老顶初次来压步距为29米左右。
（2）、工作面周期来压步距为12.6米左右。
（3）、工作面采动支撑压力影响范围在18-20米左右，工作面前方20米左右下巷受采动影响较大，顶板移近量大，底鼓严重。支撑压力影响始终跟随工作面推进而跟进，说明下巷支护密度及强度不够，
（4）、观测期间，工作面支架平均阻力在1400KN—2600KN左右，波动较大，有较明显的的初次来压及周期来压现象。
（5）、观测期间，工作面支架平均阻力在1400KN—2600KN左右，说明支架选型过大，ZY-6000/16/36型支架最大工作阻力为6000KN。
论文作者:霍灿勇
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/15
标签：工作面论文; 顶板论文; 支架论文; 煤层论文; 岩层论文; 阻力论文; 周期论文; 《防护工程》2019年第1期论文;