补连塔煤矿12411综采工作面矿压规律分析--中国期刊网

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补连塔煤矿12411综采工作面矿压规律分析

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘建宇1 卞涛2

[导读] 摘要：依据神东矿区补连塔煤矿12411综采工作面回采的实际情况，通过现场写实、理论分析和数值计算及现场实验相结合的研究方法，分析了12411工作面初采期间、正常回采期间、末采贯通期间工作面推进过程中矿压显现规律。

        1国家能源集团神东煤炭集团公司应急管理办公室陕西榆林 719315
        2国家能源集团神东煤炭集团补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯 017000
        摘要：依据神东矿区补连塔煤矿12411综采工作面回采的实际情况，通过现场写实、理论分析和数值计算及现场实验相结合的研究方法，分析了12411工作面初采期间、正常回采期间、末采贯通期间工作面推进过程中矿压显现规律。
        关键词：综采工作面；初采；矿压显现；周期来压
        引言
        神东煤炭集团补连塔煤矿12411综采工作面位于补连塔煤矿四盘区，准确掌握工作面矿压规律一直以来都是回采过程中的一大难题，工作面初采阶段、正常回采阶段、末采阶段地质条件不同，这样一来，矿压规律就不一致，造成主动支护难度较大，一旦出现工作面顶板周期来压，就会对顶板控制、通风系统和通风设施等造成严重破坏，甚至会导致工作面大面积冒顶，后果极其严重。因此，对回采工作面回采全过程的规律和经验进行总结势在必行。补连塔煤矿12411综采工作面在初采、正常回采、末采三个阶段，认真收集、分析三个阶段的矿压数据并与工作现场严密对接，安全高效的完成了煤炭资源的回采，为今后其他煤矿出现的类似开采条件提供了一些理论指导。
        1 工作面概况
        补连塔煤矿12411综采工作面。12411综采工作面位于12煤四盘区，上覆基岩厚度为148-182m，松散层厚度为2.69～23.95m。煤层倾角为1～3°，煤层平均厚度4.69m，容重1.29×103kg/ m3，设计采高4.5m。工作面液压支架选用176台北京煤矿机械集团有限责任公司生产的ZY12000/25/50型液压支架，其中基本支架167台，端头支架7台，过渡支架2台。
        2 综采工作面初采期间矿压显现规律
        12411综采工作面初放后顶板31-33#、101-105#、112-139#、158-169#顶板未垮落，两端头及工作面其他部分顶板全部垮落，未垮落部分对应支架数约占全工作面总支架数的24.4%。当工作面推进78刀后工作面老顶初采来压，来压时主要集中在工作面中部60-130#支架之间，压力主要集中在400-470bar之间，最大压力为470bar，来压是工作面共有12架支架安全阀开启，安全阀开启率为6.8%，来压持续时间为4刀（3.2m）左右。老顶第一次来压过后的第二次来压是第93刀，来压周期为19刀（15.2m）左右，其中来压持续时间为4刀（3.2m）左右，非来压持续时间为15刀(12m)左右。需要指出的是在此期间工作面因为劳动组织原因，每天、每班推进速度都不一样，最快的时候每天割煤10刀，最少的时候仅割煤3刀，工作面整体推进速度较慢且不规律。工作面周期来压不同步，90-130#一般先来压，来压持续时间较长，来压时工作面炸帮较严重，经常向外飞煤渣，来压时需要做好防护措施，工作面中部顶板来压时完整性较差，届时煤机司机需放慢割煤速度并与支架工做好配合，两端距够的地方需及时来超前架，不够拉超前架的地方需及时将支架伸缩梁打出，支架初撑力必须都达到252bar以上。60#支架到机头、130#支架到机尾压力显现不太明显。不同于机尾，机头20-30#支架来压持续时间较工作面中部来压持续时间长，且周期来压不同步。
        初采段推进范围为距工作面切眼0-200m，12411工作面初采段煤层薄，根据已回采的220m写实发现，煤层厚度在2.5-3.5m不等，其中30-50#支架、130-150#支架煤层最薄处仅有2.5m，割底量500-1500mm不等，为最大限度的减少割底量，防止煤质“灰分”超标，加强工作面煤质管理，12411工作面采高严格控制在4.0m以下，回采以来12411工作面在保证煤机顺利通过的前提下最大限度减少割岩量。初采期间工作面以配采为主，日均割煤8刀左右，观察周期来压发现，工作面来压周期为19刀（15.2m）左右，其中来压持续时间为4刀（3.2m）左右，非来压持续时间为15刀(12m)左右。

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        3 综采工作面正常回采期间矿压显现规律
        3.1 矿压观测
        12411综采工作面正常回采持续16刀左右，周期来压持续4刀左右，来压时压力主要集中在工作面中部这段，相比较工作面中部到机尾压力显现不太明显。来压时工作面片帮不太严重。
        通过统计观测发现，周期来压步距的大小和矿压显现程度与工作面的采高、推进速度、上覆基岩厚度有很大的关系。由于12411工作面每天三班生产，早班只有4个小时检修时间，其他时间都在生产，所以工作面周期来压周期较长，来压持续时间段，具有分布不均衡、来压不同步，工作面中部到机头周期来压显现相比而言比较明显，机尾50架左右周期来压显现不明显。工作面周期来压不同步，有的区域先来压，有的区域后来压，来压持续距离也不相等。
        3.2顶底板移近量
        连采队在掘进巷道时在12411工作面两顺槽每四个联巷口安设一个顶板离层仪，技术员定期进行观测并做好记录，为工作面进入应力集中区域时提供矿压参考，为更好地做工作面回采工作提供可靠的技术数据。
        由于12411工作面回顺紧挨12410采空区，回顺顶板为复合型顶板，回顺超前20m的范围内顶板压力较大，工作面回顺超前工作面20m范围内因为离层形成了多处网兜，对工作面的安全生产造成了一定的影响，并且工作面出口向前10m左右范围内压力最大，回顺顶底板移近量在20mm/周。运顺压力较小，顶底板移近量在10mm/周。
        3.3巷道两帮的移近量
        根据在巷道两帮作的基点并且每周早班观察一次，记录数据进行分析：
        12411综采工作面回顺受12410采空区影响两帮移近量大大，30mm/周。运顺移近量较小，10mm/周。工作面来压时，紧挨工作面回顺正帮、运顺副帮出现帮鼓、崩煤砟现象，影响范围8m左右。
        4 综采工作面末采期间矿压显现规律
        4.1工作面末采期间来压特征分析
        工作面距回撤通道200m时开始进行连续观测，来压时工作面安全阀开启率为33％-45％。来压时工作面煤壁片帮较剧烈并伴有炸帮现象，矿压主要集中在工作面中部，工作面 70#-110#尤为明显，即工作面中部矿压显现较两端明显。工作面距主回撤通道18m-12m时来压，70#-115＃支架处压力达到444bar左右，距主回撤通道12-14米时，70#-115＃支架处压力持续在412bar左右。直至贯通工作面压力基本保持在300bar左右，没有出现明显周期来压。工作面来压期间，架间漏矸严重，支架部分前梁不接顶。来压期间，放慢割煤速度，支架及时拉出，初撑力到位，梁端距大的地方拉出超前支架，保证正常支护顶板。
        4.2 来压规律
        末采阶段工作面正常情况下，工作面周期来压步距在13-15刀，即11.25-13米，压力持续4-6刀，即3.5-5.2米，非来压持续9-10刀，即7.78-8.65米，平均来压步距11米。
        5 结束语
        补连塔煤矿12411工作面属于浅埋近距离综采工作面，通过对工作面初采、正常回采、末采三个时期工作面及两顺槽矿压规律的研究以及工作面液压支架、两顺槽顶帮支护情况的观察和矿压监测、统计，初步掌握了补连塔煤矿12411工作面矿压显现规律，为今后其他煤矿开采遇到的类似相关问题提出了科学指导依据。
        参考文献：
        [1] 刘艳辉，大采高综采和综放工作面矿压显现特征的对比研究 [J]，河南理工大学，2014（10），68-72.
        [2] 郭树林，采煤工作面顶板事故的分析及预防，山东煤炭科技，2014（08），78-83.
        [3] 兰云峰，软煤层7.0m大采高工作面倒架原因分析及防治技术 [J]，煤矿开采，2014（08），121-125.
        第一作者简介：刘建宇（1987-），男，甘肃庆阳人，2010年7月毕业于黑龙江科技大学采矿工程专业，工程硕士，工程师，现任神东煤炭集团应急管理办公室主管，主要从事煤矿生产技术及应急管理工作。