单体液压支柱工作面矿压分析

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1、1990年煤炭科技资料第4期单体液压支柱工作面矿压分析林峰(天矿系)摘要本文分析了徐州矿务局权台煤矿单体液压支柱支护的高档普采工作面的矿压规律，给出该条件下工作面顶板的采正步距，井对该工作面所处的松软底柱的支护问题进行了初步的分析关键词l单体，液压支柱，回采工作面，顶板压力；固岩；-质目前，由于矿井的开采深度及强度的加大，导致对回采工作面的支护要求不断提高，原有的单体摩擦支柱对大、中型矿井的深祁开采已不再台适。综采支架虽然支护效果好，但费用昂贵，要求的地质条件严格，对我国的广大矿区不适合采取一刀切的方式全部使用综采支架。因而，目前单体液压支柱是一种较符合我国国情的新型

2、支架，已在各大矿务局大面积地推广使用。由于单体液压支柱在我国的使用历史不长，用其装备的普通机械化采煤工作面的矿压特征有待于进一步地观测研究。因此，本文在对徐州权台煤矿单体液压支柱支护的高档普采工作面进行矿压观测的基础上，对工作面矿压分布进行初步的分析探讨，并对该工作面松软底板的支护提出初步建议。1地质及生产概况本工作面位于权台煤矿-600米水平北翼采区中部，编号3l14，所采煤层为=叠系石盒子组三号煤层。上区段31102：作面的上舟层已经采完，31l4工作面走向长335米，做斜宽儿6—150米，煤层厚度2．5—4．9米，倾角10。一18。，地质储量137318吨，回采

3、率为93，可采储量127706吨。三号煤层直接顶为深色页岩及薄层细砂岩互层，致密性脆，厚度不均，易冒落，古植物化石，总厚度5一lO米，抗压强度为84MPa。老顶为蕊自色中砂岩，细中粒，以石英长石为主，失黑色条带，层理裂隙发育，富含砂岩裂隙水，厚度5～25米。直接底为浅灰色页岩，松散易碎，含煤屑及植物化石，厚1．5米左右，抗压强度为8．1lMPa。老昌赢为深炙色砂页岩，致密性脆，层理发育，含棕色条带。该工作西煤层较稳定，地质构造简单，工作面充水来源主要为顶板砂岩裂隙水，预计最大最大涌水量30m~／h，最小滴水量为5m。／h。采煤方法为走向长壁倾斜分层下行垮落采煤法，上分

4、层采高2．0米，初墩放顶期闻采高1．8米。工作面落煤用ZMP一2×7O型双滚筒采煤机，双向采煤，斜进刀，截深为O．6米。选用DZ一2．2型单体液压支柱与Z4G8jDU“i6a2Ot2HDJA一12O型金属铰接顶梁配套支护顶板。工作面用一台SGW一15O型刮板运输机运煤。腰糟用二台SGW一4O型运输机及一台S卜一8OO型皮带机。：：＼工作面作业方式为两采一准，一日一循环循环进度2．4米，作业图表如图1所示蟊纛嚣蠢2矿压观测设计菇赢嚣圈：作面韬_匿沿工作3114工作面单休液压支柱的布置，面长度方向柱距为0．5米，沿走向排距i．2米，整，^、工作面梧倾斜分为上、中、下三个测

5、区，布置1oR测线，每根测线间距为10米左区右，工作面从开切眼推采8—12米开始沿各测线测量支柱载荷及顶底板相对移近量，每天测量一≯次，并记录工作面每天的推进距离，其测站布置如图2所示。整个观测工作自1989年12月底开始，至1990年2月底工作面己推采近7O米，其间的观测数据如表1、表2所示。统计分析表明t支柱载荷私顶板移近量服从正恋分布。其乎均值及标准离差如表3所示。3矿压分析[12]：观铡线驶呱示意图根据袭1和表2绘制出图3的支柱治工作面走向的载荷变化平均【}}【线。观测数据的处理是将各测区的测量值平均后，以侧区为基本单位整理出工作面的上、中、下三个测区及全工作

6、面平均的支柱载荷变化。同理，绘出工作面顶J菌板相对移近量沿走向变化平均曲线图4。3．T初次来压从图中看出，当工作面推至距切眼15．5米时，沿整个工作面长度出现较大的压力和顶板下沉，此时即出现工作面顶板初次来压，平均来压强度约为0．24MPa，平均顶底板移近量约0．75米，由于本工作面底板的强度极低(为0．1lMPa)，因此工作面顶底板相对移近量主要是由于支护插底所造成的。从图中可看出，初趁来压期间，1—2天内顶底板相对移近量极大，平均达0．75米，将导致工作面出现台阶下沉。9．2周期来压随着初次来压的结束，整个工作面压力和位移又处于相对移定状态，当继续推进28．5米时

7、，出现了工作而第一次周期来压。来压时，主要在工作面上部及下部出现较删烈的矿压显现，顶底板相对移近量达0．56米，在工作面中部矿压较小，第一次周期来压约持续半天j一天，然后工作面压力即趋稳定，随着工作面向前推进，剥2爿腻为止，共观测列6次周期来压，其特征见表4。裹3支柱载荷顶描板相对移近量项目上测区中测区下测区平均上测区中测区下铡区平均『(nl或t)8．87．77．48．00．570．460．390．472．52．1I．8I．60．170．I‘0．17014．x十o11．39．89．29．6．0．740．60．56O．61支柱尊菏t3裹4周期来压特征一