阳泉煤业集团和顺新大地煤业有限公司 山西阳泉 032700
摘要：在煤炭开采研究中，对单一煤层开采的研究比较丰富，但缺乏对近距离煤层开采的探讨，对于极近距离煤层开采技术做系统分析也是少见。国内在研究极近距离煤层开采中，重点在于经验性、实践性的归纳总结，有必要做理论上的研究。
关键词：极近距离煤层；分层开采；矿压显现规律
正文：
综采工作面的向前推进，直接顶逐渐断裂、冒落，并对工作面煤壁和支架产生动压作用，煤壁产生部分变形，甚至被压碎，支承压力峰值逐渐向煤壁深部转移，工作面老顶初次来压时，老顶初次断裂，并对工作面煤壁和支架产生剧烈影响，对煤壁产生冲击，导致部分厚度的煤壁被压垮造成的。研究工作面矿压显现规律对液压支架及防止煤壁片帮有一定的作用。
阳泉煤业集团煤峪口矿14#煤层与上层11#煤层采空区层间距为2-4m，顶底板坚硬属于“两硬”条件下近距离煤层开采，工作面整体处于上层开采后的应力降低区域，工作面开采过程中直接顶板破碎，来压周期性不明显，矿压显现强烈区域主要集中在两顺槽，端头维护困难，来压规律与一般综采工作面有明显不同。
一、工作面概况
14#层81004工作面切眼长度140m，采用ZZS-5600/14/28型液压支架开采，泵站压力不小于25Mpa；煤层厚度2.4m，f=3.5；直接顶为灰白色细砂岩，厚度0.8～5.5m，平均2.5m，f=15；上部为综放工作面采空区平均煤厚7.5m，底板深灰色细砂岩，厚度2.44～9.79m，平均6.12m，f=10。
二、矿压观测情况
本工作面采用综采压力记录仪监测顶板压力情况，全工作面布置7条测线，分别在4#、18#、33#、48#、63#、78#、92#支架上各安装一块YHY60（B）矿用本安型数字压力计，对工作面矿压数据进行统计分析。
1支架初撑力分析
81004工作面属近距离薄煤层，直接顶上覆为11、12#层冒落部分，直接顶薄，顶板完整性较差。因此对支架初撑力要求不宜过高，否则加剧顶板破碎度；也不宜过小，否则支架对顶板主动支护能力不够。
工作面支架运行过程中初撑力频率分布在3848KN（20Mpa）以上的占15%；2945KN（15Mpa）以上的占75%；2601KN（13 Mpa）及以下占10%，初撑力控制在泵站压力额定值25MPa的60%约为15MPa左右，基本能够满足支架对顶板主动支护能力。
2支架载荷分析
ZZS-5600/14/28液压支架额定工作阻力为5600KN（28.5MPa）。由支架工作阻力频率分布和支架载荷分布统计分析，整架工作阻力频率分布在2940-5880KN（15-30Mpa）范围占84%，工作阻力频率分布在此范围为工作面支架在循环初期一次或二次增阻后工作阻力，占支架工作阻力频率较大；整架工作阻力频率分布在5880KN（30Mpa）以上的占0.03%，工作阻力频率分布在此范围为工作面支架三次增阻后及循环末工作阻力，占支架工作阻力频率非常小，且在支架额定工作阻力左右，超过额定工作阻力频率较小。工作面支架运行过程中，由平均载荷分析在工作面中部48-63范围顶板压力显现较大。
由以上综合分析支架运行过程中总体载荷不大，工作阻力频率90%以上在支架额定工作阻力以内，支架额定工作阻力是富裕的。工作面无明显周期来压，循环末，前、后柱安全阀均有开启。
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3 支架工作状态
由工作面支架测线压力曲线分析，工作面支架在循环内二次增阻占80%左右，且二次增阻多为急增阻且增阻时间短，反映支架初撑力偏低。循环末中前、后柱安全阀均有开启，开启率不高。
4、直接顶跨落方式分析
工作面直接顶直接顶节理发育，由于较薄，开采后易于冒落。随着工作面开采支架前移，直接顶在支架前柱后断裂，继续推进古塘悬板基本能够及时冒落，悬板最长在1.5米左右。
三、近距离煤层下分层开采时的安全保障
1 工作面通风
在开采极近距离煤层下分层时，容易勾通上部煤层采空区，若周围存在较多小煤窑，将会破坏采掘布局，对矿井通风构成危害。因复杂多变的通风网络，全风压通风系统可能在回采工作面无法构建，无法排出有毒气体。所以，有必要做好矿井通风工作。“U”型是较常用的通风形式，进风、回风都通过顺槽，以矿井全风压的现实条件，具备稳定的通风系统。
2 防火
某些极近距离煤层下分层开采时，出现破碎顶板情况，工作面不能及时推进，明显有利于遗煤的自然。所以，要提出合理的防火方案。气雾阻化防火在煤炭开采时较为常用。隔绝作用、负催化剂作用于吸水降温作用是阻化剂防火的主要作用体现。
3 防治瓦斯积聚策略
（1）配风的计划性，确保新鲜风能及时到达工作面。
（2）设有两道风门，不可同时打开。在通风区，开关传感器、闭锁与拉簧是风门必备。
（3）在工作面尾部打风障，且存1300m?/min的风量，同时存在超过1%的瓦斯浓度，则需要抽排风。
（4）瓦电闭锁装置要安装于工作面。
四、总结
对近距离下层煤工作面合面进行开采能够有效地对较为难以开采的多个工作面进行高效开采，不仅能够节约巷道的挖掘成本开支，而且能够有效缓解目前煤矿开采作业的紧张状况，对于维护矿井的稳定与高效运作具有重大的意义。
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论文作者:韩石
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/15
标签：工作面论文; 支架论文; 煤层论文; 阻力论文; 顶板论文; 工作论文; 近距离论文; 《基层建设》2018年第19期论文;