中煤华晋集团有限公司王家岭矿 山西省运城市河津市 043300
摘要：科学技术的发展迅速，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善，其中矿压监测就是科学技术应用到煤矿行业的主要技术之一。为摸清我矿12313综放工作面顶板活动规律及矿压显现特征，评价支架对工作面顶板的适应性，通过对12313综采放顶煤工作面进行矿压监测及分析，总结采场矿压显现规律，掌握工作面初次来压和周期来压规律，评价支架的适用性，为其他工作面顶板管理提供一定的经验和数据支撑。
关键词：综采放顶煤工作面；矿压监测；顶板管理
1工程概况
12313综放工作面位于123盘区西翼，对应地表位于王家岭工业广场以北的黄土塬、黄土梁和沟壑地段，工作面切眼西侧为西塬村，工作面东侧为桥头村。该工作面设计推进长度1321m、工作面宽度260m，煤层赋存稳定，揭露煤层厚度5.67m～6.3m，平均厚度5.9m，煤层结构较简单，一般含1～2层炭质泥岩、泥岩夹矸，碎块～粉末状，半暗～半亮型煤。
煤层顶底板情况如表1所示。
表1 煤层顶底板情况
2矿压监测的主要目的
12313综放工作面采用单一走向长壁采煤法，综合机械化低位放顶煤开采的采煤工艺。为摸清12313综放工作面矿压规律及所选支架的适应性，通过对该工作面回采期间顶板活动规律及矿压显现情况进行监测分析，来评价支架对工作面顶板的适应性、预测可能的顶板事故，为工作面顶板管理提供一定的数据支撑。
3工作面矿压监测方案
12313综放工作面采用尤洛卡公司的KJ216顶板动态监测系统，切眼内安装151台支架，液压支架采用ZFY10000/23/34型基本液压支架，每6架安装一台无线压力监测分站，共计25台，分别安装在3、9、15、21、27、33、39、45架（1#-8#，上部），51、57、63、69、75、81、87、93、99架（9#-17#，中部）105、111、117、123、129、135、141、147架（18#-25#，下部）。无线压力监测分站与无线本安型分站采用无线中间继电器进行传输，无线本安型分站分站输出1根四芯信号传输线缆并入12313胶带巷矿压传输线缆连接123盘区变电所矿压主站经环网交换机将数据传输至地面客户端。
4矿压观测内容及数据分析
根据现场矿压观测结果，分析支架工作阻力的周期性变化规律，进而揭示顶板的周期性破断和运动规律。选取12313综放工作面3#、6#（上部），10#、13#、16#（中部），20#、23#（下部）历史（9、10月）支架工作阻力曲线图以及循环工作阻力图，得出基本顶周期来压期间的来压步距为：上部周期来压步距5.75~30.4m，平均步距19.29m；中部11.25~42.45m，平均步距25.12m；下部7.5~36.85m，平均步距23.78m；平均周期来压步距23.07m。工作面上部周期来压强度36.6~47Mpa，平均强度44.38Mpa；中部40.3~47Mpa，平均强度44.60Mpa；下部39.3~46.2Mpa，平均强度42.83Mpa；平均周期来压强度44.03Mpa。
5 合理支护强度及支架适用性分析
5.1 合理支护强度分析
从综采监测报表数据中看出，12313综放工作面中部周期来压步距明显比工作面上下部大，且中部支架载荷与工作面上下两端相比较要偏大。整个工作面平均工作阻力为29.95 Mpa，平均来压判据强度为38.47Mpa，合理的支护强度应该为46.99Mpa。
5.2 支架适用性分析
12313综放工作面支架工作阻力3.72%位于0~10 MPa之间，8.03 %位于10~20 MPa之间，26.04%位于20~30 MPa之间，37.69%位于30~40 MPa之间，24.5 %为40 MPa以上。此外，支架平均工作阻力与额定初撑力的比值为95.1 %，大于70 %，小于120 %，说明初撑力设置合理，支架初撑力管理到位，支架按照设计工况运行。来压时支架平均工作阻力与额定工作阻力的比值为96.7%，大于90 %，小于120%，说明支架选型适中，能适应周期来压过程中顶板的压力变化，来压时安全阀可能存在开启的情况，在周期来压期间要注意支架工况形态。综上所述，12313工作面支架选型合理，支架对工作面顶板支护控制状态良好。
6 结论
（1）12313工作面周期来压步距为23.07m，平均周期来压强度44.03Mpa，且工作面中部基本顶周期来压步距明显比工作面上下部大，中部支架载荷与工作面上下两端相比较要偏大。
（2）12313综放工作面压监测分析得12313工作面平均工作阻力29.95 Mpa，平均来压判据强度为38.47Mpa，合理的支护强度为46.99Mpa。
（3）通过对12313综放工作面支护载荷频度分析可知，支架平均工作阻力与额定初撑力的比值为95.1 %，来压时支架平均工作阻力与额定工作阻力的比值为96.7%，表明工作面支架选型及支架初撑力设计合理，且支架工作状态良好。
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