海孜煤矿断层影响区综采工作面矿压规律实测分析

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1、2010年第1期能源技术卜j管理61doi：10．3969~issnI672—99432010．01．023海孜煤矿断层影响区综采工作面矿压规律实测分析吴晓东，刘长友，吴峰峰，王云祥，刘跃俊，姬王鹏(中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008)[摘要]依据海孜煤矿煤层断层构造发育，工作面生产受断层影响程度大的特点，实测分析了受5m落差正断层影响的综采Z-作面的矿压规律，提出了过断层期间的围岩控制措施，取得了良好的控制效果，保障了综采工作面过5m断层期间的安全生产。[关键词]5m落差正断层：矿压规律：围岩控制；支

2、护阻力[中图分类号]TD323[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2010)O1-00614)3条，在机巷A9点发育一条落差5m的正断层F拍，0引言对工作面回采影响最大，该断层与工作面夹角约断层构造一直是影响煤矿综采工作面安全高为45。，沿工作面走向和倾斜方向影响工作面均效生产的重要地质条件，尤其在断层构造发育、断达60ITI左右，工作面从F断层下盘向上盘推进，层落差大、而且断层面破碎的条件下。淮北矿业集断层在机巷揭露，距断层面25m左右的上盘煤层团海孜煤矿断层构造发育，一直是影响工作面生又与下盘煤层处

3、于同一水平，断层面较平滑，无明产的重要因素之一，长期以来工作面生产一直采显破碎带，如图1、2所示。用普采工艺。为了提高工作面生产的安全和效益，在分析论证的基础上，在10煤层的II1023工作面首次采用综采工艺，对该工作面生产影响最大的是落差5ITI的F拍断层，通过分析，提出了过断层期间的围岩控制措施，保证了工作面安全高效牛产1工作面地质及生产技术条件Ⅱ1023工作面所采煤层为10煤，煤厚平均为2．86nl，煤层倾角平均9。。煤层直接顶为厚0．3～3．0m的泥岩或细砂岩，老顶为厚6～20mm的细砂岩，直接底为细砂岩或

4、粉砂岩，厚1．0～3．0m。工作面倾斜长150m，走向长410m。采用综合机图11I1023"1-作面示意图械化开采，装备100台ZY6800／17／36型两柱掩护式综采液压支架，其主要技术参数如表1所示。表1综采支架主要技术参数技术指标技术参数支架中心距／m初撑力／kN图2F断层剖面图工作阻力／kN支护强度(0．2)／MPa2研究方法与测站布置对底板的平均tgN(f=o．2)／MPa适应煤层倾角，f。)沿面长方向在上、中上、中、中下、下五个部位泵站压力／MPa布置测区，在每个测区选取两个相邻的支架，在每自移步距／

5、ram个支架上安设压力自动采集仪，以连续采集记录工作面内共发育断层8条，落差>12m的有3支架两立柱循环阻力变化。测点布置如图3所示。62吴晓东，等海孜煤矿断层影响区综采工作面矿压规律实测分析2010年第l期3断层影响区的矿压规律断层在机巷揭露，其影响区主要集中在工作面中下部。数据采集观测时，工作面距断层揭露点采45m。实测得到23支架支护阻力随工作面推进空的变化规律如图4所示。从图4可看出，当工作面推进到20．25m左区右时，支架压力明显有所上升，而且一直持续到断层面附近，表明23支架进入断层下盘影响区，当推进到

6、30．7534．5m之间时，支架支护阻力处于峰值区，说明当工作面靠近断层面附近时，老顶活动加剧，处于断层下盘影响区首次失稳，影响范围为3．75m，推进到46．5m左右时，压力开始有所图3工作面矿压测点布置示意图下降，并且趋于稳定，表明23支架开始主要受断层上盘影响，下盘对其影响程度降低。70O06()o0Z盏5000#4000似3Oo02rmO06121824303642485460667278849O工作推进距离／m图4支架支护阻力随工作面推进的变化规律当23支架完全进入断层上盘后，支架压力表32支架在断层影响区

7、与工作面正常区域内保持稳定，一直到工作面推进到72～79．5m之间老顶破断期间的压力特征表时，支架压力明显上升，说明工作面进入断层上盘影响区后，老顶出现首次失稳，影响范围7．5m。由以上分析可知，当工作面推进到20．25～46．5m之问时，23支架处于断层下盘影响区；当工作面推进到46．5～79．5m时，23支架处于断层上盘影响区。由上述实测结果分析，可得出受断层影响区23支架在上、下盘影响区与工作面正常区域矿压规律具有以下特征：的压力特征如表2所示，23支架在断层影响区内(1)支架末阻力、时间加权阻力和动载系数老

8、顶失稳与工作面正常区域老顶失稳期间的压力在上、下盘影响区内均比在工作面正常区域要大，特征如表3所示。支架末阻力和时间加权阻力在断层下盘影响区的表223支架在上、下盘影响区与工作面值最大，在工作面正常区域最小，动载系数则在上正常区域的压力特征盘影响区最大，在工作面正常区域最小。其原因是：F正断层切断了岩层，破坏了岩层的连续性，使岩层在断层面发生位移，断层面附近