复合顶板放顶煤工作面矿山压力实测及控制.pdf

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1、2012年6月矿业安全与环保第39卷第3期复合顶板放顶煤工作面矿山压力实测及控制陈勇，王应启，齐方跃，郑有雷，桂兵，王志峰(兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁272169)摘要：针对济宁三号煤矿5309工作面复合顶板放顶煤开采过程中多次出现矿压异常显现的问题，在常规和专项矿压观测的基础上进行现场实测并通过理论分析，掌握了该工作面的来压特点以及影响因素，提出了相应的技术措施和实际操作手段。实践表明，所采取的技术措施可以有效控制矿山压力异常显现的情况，从而保证了矿井安全高效开采。关键词：复合顶板；放顶煤

2、；矿压异常；矿压观测；矿山压力控制中图分类号：TD323文献标志码：B文章编号：1008—4495(2012)03—0075—03济宁三号煤矿53下O9工作面老顶多为细砂岩标高落差较大，回采开始后，为减小前部运输机及综及中砂岩，厚度为10．65～11．94m，平均厚11．3m。采支架受煤层倾角的影响，设计的胶带运输巷、辅助细砂岩呈灰白色，以石英为主，长石次之，泥质胶结，运输巷推进进度相差较大，在靠近工作面新增辅助厚层状，纵向裂隙发育，充填方解石，局部含少量泥运输巷一侧推过切眼后顶煤随即垮落，胶带运输巷质包裹

3、体石，坚固性系数．厂=6～8；中砂岩呈灰白色，一侧在推过切眼2m后才达到跨度极限发生垮落；以石英为主，含少量长石，黏土质胶结，坚硬，具斜层该工作面切眼宽度为7．5m，为保证安装时的安全，理，并有少量炭质条纹，．厂=8～10。直接顶为粉砂掘进施工时切眼支护强度较高，切眼内顶煤局部滞岩及泥岩，厚度为2．35～4．02m，平均厚3．19m。后垮落，但垮落部分超过工作面长度的90％，即该工泥岩呈灰色，薄层状，较松软，遇水易膨胀，．厂=2～4；作面顶煤初次垮落步距为8．5m。粉砂岩呈深灰色，钙质胶结，薄层状，近水平层

4、理，1．1．2直接顶的初次垮落步距f=4～6。工作面采用走向长壁综采放顶煤一次采全随着工作面的继续推进，2010年1月26日早高采煤法，全部垮落法控制顶板。班，新增辅助运输巷推至19m、胶带运输巷推至在以往兖州矿区生产矿井复合顶板放顶煤开采7．25m时，该工作面直接顶除机头438支架段过程中发生过推垮性冒顶事故，济三煤矿53下09工未充分垮落外，其余均完全垮落，垮落长度达工作面作面在实际生产过程中复合顶板下部软岩较难控长度的90％，即该工作面直接顶的初次垮落步距为制、顶板大面积冒顶，端面顶板破碎度大于等于2

5、0．6m。10％，架前冒顶高度超过300mm，冒顶区长度大于1．1．3基本顶来压步距工作面长度的10％，架间漏矸，工作面煤壁片帮，局1)由于胶带运输巷、辅助运输巷推进进度相差部片帮深度达700mm，片帮区占工作面长度的较大，初次放顶期间新增辅助运输巷推进长度超出38％。针对上述现象，笔者在进行常规和专项矿压胶带运输巷推进长度达23m，并始终保持在20m以观测的基础上进行了现场实测和研究。上，导致工作面西部(新增辅助运输巷一侧)先来压。2月8日早班，工作面推至辅助运输巷46．5m、胶带1矿压显现过程及观测数据

6、分析运输巷推至30m处时，159一l93支架压力增阻明1．1工作面矿压显现过程显，且工作面煤壁有较为明显的片帮现象。2月9日1．1．1顶煤初次垮落步距夜班，辅助运输巷推至47．5m、胶带运输巷推至工作面走向方向胶带运输巷、辅助运输巷水平32．5m处时，工作面支架立柱增阻速度加快，尤其后立柱增阻速度更为明显；工作面采空区有较强的震动现象，但无明显的压风鼓出，说明直接顶垮落部收稿日期：2011—10—31；2012一o4—11修订作者简介：陈勇(1977一)，男，山东枣庄人，博士研究分已基本填实采空区，以致采空

7、区无压缩空间，也就生，副总工程师，一直从事采矿安全与生产管理工作。无法形成高压气体；另外，工作面煤壁片帮长度加·75·2012年6月矿业安全与环保第39卷第3期大，局部片帮量达100～150mm，且一直延续至2月而且支架增阻速度相对较慢，支架阻力总体变化不9日早班，支架压力才基本恢复正常，可以看出工作大，通过电脑圆图仪记录数据分析，液压支架最大工面经历了老顶来压前期、老顶来压、来压基本结束作阻力达4780kN，整架平均工作阻力达4105kN，3个阶段。动载系数1．1。来压持续时间相对较长，老顶来压平2)由于

8、本次来压呈分段来压，老顶初次垮落期均持续时间约为4个班次，基本顶初次来压步距间矿压显现总体强度较弱，无明显矿压异常显现。47．5m。工作面初次来压特征数据如表1所示。表1工作面初次来压特征数据1．1．4液压支架适应性及受力特点下降速度不同，其离层值也就不同，软硬岩层问更容通过在支架上安装的数显压力计和电脑圆图仪易产生离层，极易垮落；下位岩层垮落后，上覆硬岩测得的数据表明(见表2)，该工作面支架受力具有层在原生裂隙