复合顶板综采工作面超前支承压力分布研究.doc

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1、复合顶板综采工作面超前支承压力分布研究摘要：复合顶板由于其自身特点，易发生离层现象，不利于采面顶板管理工作，为了有效控制顶板，保证采面安全回采，针对己16、17—22060综采工作面，使用ZLGH-20、40型应力计对工作面前方支承压力进行测定,分析得出了采面支承压力影响范围及峰值范围，并根据复合顶板下支承压力分布规律提出了两巷及端头支护方案，取得了很好的支护效果。关键词：复合顶板、支承压力、支护中图分类号：TD文献标识码:A文章编号:1009-914x(2014)08-01-01顶板管理是工作面冋采过程中最为重要的技术管理之一，不同顶板类型下采煤，回采巷道支护形式和管理方法

2、也不相同。相较于坚硬顶板，破碎顶板下的冋采活动较为困难，特别是复合顶板下的采煤作业，巷道围岩变形量人，造成超前支护段的管理尤为困难［1］。对于复合顶板定义，目前尚未统一，但通过对文献分析［2〜5］,可将复合顶板定义为由多层岩性不同的岩层和薄煤层间隔组成的顶板，其主要特点是层间粘聚力较小，易发生顶板离层现象。某矿所采己16、17-22060工作面顶板即为复合顶板，回采过程中，局部地段顶板破碎，影响了采面正常循环作业，为了掌握该工作面支承压力分布情况，制定合理的两巷支护方案，同时为相似地质条件的采血回采提供参考，特使用ZLGII-20、40型应力计对工作面前方支承压力进行测定,以

3、期获得采面支承压力影响范围及峰值强度，为巷道支护提供依据。1工作面概况己16、17—22060综采工作面位于矿井己二采区西翼中北部，东到己二回风下山，西到己组边界保护煤柱线，南部己16、17-22040未开采，北邻己16.17-22082采空区，上部己15煤层已回采，下部庚20煤层已回采。该面己16煤层、己17煤层实行合层开采，己16煤厚1.2m〜1.8m,己17煤厚1.0~2.0m,己16煤层和己17煤层之间夹肝0.2m〜0.6m,平均厚0.4mo该血煤层赋存较稳定，局部受断层构造影响煤层厚度变化较大。煤层为肥煤，疏松易碎成粉末状，煤层结构为复杂结构。顶板属于复合顶板，其中

4、伪顶为炭质泥岩，平均厚度0.4m,直接顶平均为9.8m厚的灰色泥岩，其上为己15煤层，厚度1.36m。2工作而超前支承压力测定及分析2.1测定方案测试仪器：采用泰安科大洛赛尔传感技术有限公司研发的洛赛尔牌ZLGH-20、40型钻孔应力计测定工作面煤壁前方支承压力，配合GSJ-2A型电脑检测仪使用，直接读出应力值并存储。测点布置方案：从超前工作而70m位置开始布置测定，每隔5m布置一个测定，共布置6个测定，每个测定内安设一台ZLGH-20、40型钻孔应力计。钻孔直径为①48mm,孑L深设计为10m,开孔点距离底板0.6m,垂直回风平巷巷帮施工，具体测点布置如图1所示。2.2工作

5、面超前支承压力分布规律分析1#测点至5#测点应力变化曲线图如图2〜图6所示，由于6#测定安装后电脑检测仪读数一直显示为0,重新对钻孔应力计安装后，读数依然显示为0,所以取消6#测点观测，但从整体数据分析来看，6#测点数据的缺失不影响煤壁前方支承压力的规律的分析。由图2〜图6分析可知，各测点应力都在安装后出现小幅增加，然后进入应力增高区，达到峰值后，后进入卸压区，卸压区距离工作面距离为9〜12m平均10m；工作面超前支承压力影响范围较大，为12〜23m,而支承压力峰值距工作面较远，为15〜22m。2.复合顶板的控制与管理根据上述总结的工作面超前支承压力分布特点，结合巷道回采过程

6、中矿压显现特点，制定了复合顶板综采工作面两巷及端头超前支护方案：3.1机（风）巷复合顶板支护1）机、风两巷支护形式主要为U型钢棚子。机、风两巷在距采面50m范围内必须超前支护，若出现顶板压力较大现象，则要适当延长超前支护趴离，并增加架设木垛，对折梁断柱、失效柱子要及时更换。2）超前支护方式。采用“替棚”超前支护方式。在距煤壁50m范围内架超前棚，将U型钢棚子用圆木替棚后，采用餃接顶梁配合单体柱沿倾向一梁二柱架设，棚距1.0m,顶板破碎时可适当加密棚距，在距煤壁20m范围内，在原架设的棚梁上用单体柱加打屮柱，当顶板压力大、两巷外鼓严重时，及时补打“木垛”加强支护。3）若两巷部分

7、地段压力异常时，要及时超前支护架棚，或加打木垛,加打的木垛规格1.2X1.2111（长X宽），沿帮架设，木垛架设在实底上，接顶严实。4)若两巷高度超高，则必须在钢梁或园木梁上架设木垛，使木垛接顶保证有效地支护顶板。3.2端头支护上端头采用較接顶梁配合单体柱架走向棚子支护。靠采面最示一架上侧200〜300mm架一排走向棚子，靠风巷上帮300mm架一排走向棚子，在两棚子之间视其宽度，布置若干排走向棚子，棚子排距0.5m,柱距为lm；所打走向棚子必须背顶，柱子打牢，迎山有力。下端头使用4m的兀型钢梁和单体柱配