综采工作面沿空留巷矿压显现规律实测研究

综采工作面沿空留巷矿压显现规律实测研究　郑健（中国神华神东煤炭集团有限责任公司寸草塔煤矿，内蒙古鄂尔多斯０１７０００）　摘　要：沿空留巷作为一种无煤柱开采技术，有利于提高矿井安全水平和经济效益。本文以某矿３３０７综采工作面沿空留巷为研　究对象，进行了矿压显现规律实测研究。　关键词：综采工作面；沿空留巷；矿压规律；分析　中图分类号：Ｆ４０３．７；ＴＤ３２２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００８—０１５５（２０１４）０４—０２０９—０１　沿空留巷是指通过一定的支护手段将区段工作面　的运输巷保留下来作为下一个区段工作面的回风巷，　该技术又可以认为是一种无煤柱开采技术。应用沿空　留巷技术不仅可以降低巷道工程掘进量，提高煤炭回　采率，同时也可以有效的预防煤炭自燃现象的发生。沿　空留巷有利于提高矿井工作面的安全水平和矿井综合　效益水平。由于采用沿空留巷留下的巷道处在开采工　作面后方，同时又要作为下一个工作面巷道使用，故要　经受两次采动影响。在两次采动影响作用下，沿空留巷　的矿压显现规律更加复杂，同时巷道维护工程量也较　高，为了更好地服务工作面开采，有必要对沿空留巷矿　压显现规律进行研究。　１工作面概况　在３３０７综采工作面后方沿空留巷顺槽内０—２００ｍ范　围内隔５０ｍ布置一个测站，每个测站布置２个测点，运　用十字测量法对巷道变形规律进行观测。　对工作面初次来压、前五次周期来压和巷道变形　数据进行统计分析，掌握其顶板变化规律。３３０７综采工　作面矿压观测方案布置具体见图１所示。　３３０７综采工作面东部为井田边界，西部为二水平　三区回风下山、运输下山和轨道下山，南部为已经回采　结束的３３０５综采工作面，北部为３３０９综采工作面。　３３０７综采工作面上方为２拌号煤层２３０１和２３０３工作面。　３３０７综采工作面所采煤层为３＃煤层，煤层坚固性系数ｆ　＝２～３，中间有一层厚０～０．２ｍ的夹矸，煤层最大倾　角为１６。，平均倾角为６．５。，整体属于稳定可采中厚煤　层工作面。该工作面设计走向和倾向长度分别为１７６ｍ　和８４０ｍ，煤层厚度为１．８３～３．２５ｍ，平均为２．２ｍ，工作　面采用一进一回通风方式，即运输顺槽进风，回风顺槽　进行回风，两顺槽均采用“锚杆一锚索一金属网一钢　带”联合支护方式。该工作面在掘进过程中揭露两条断　层，但落差均小于０．８ｍ，对工作面开采影响较小。该工　作面一次采全高综采技术，共布置ＺＹ８０００／１７．５／３５型　支架１１３架。　２矿压观测方案设计　根据３３０７综采工作面开采条件和设备布置方式，　在工作面布置五个测区，分别位于工作面两端、上部、　中部和下部，应用ＫＪ２１６顶板监测系统进行顶板动态监　测和数据采集。该监测系统是将计算机监测、数据通信　和传感装置结合一体的智能化监测系统，具有较强的　抗干扰性和稳定性，能够适应复杂的井下环境。　收稿日期：２０１４一Ｏ１—１７　作者简介：郑健，男，山西运城人，２００８年７月毕业于太原理　图１　３３０７综采工作面矿压观测方案布置图　表１　３３０７综采工作面顶板来压情况分析　来压类型　初次来压　一来压步距／最大工作　ｍ　阻力／ｋＮ　３２．４　７６４８　平均工作　阻力／ｋＮ　动载系数　６５４０　１．４８　次周期来压　ｌ０．６　ｌ１．１　８．２５　８０２５　７９８６　７８４５　６４８２　６５８７　６３５６　１．２４　１．２２　１．２６　二次周期来压　三次周期来压　四次周期来压　五次周期来压　８．０４　９．３８　８０１２　７８４９　６８２５　６７４８　１．３Ｏ　１．２８　３矿压观测数据分析　工大学采矿工程专业，太原理工大学矿业工程专业工程硕士专　业在读，助理工程师，现在神东煤炭集团有限责任公司寸草塔煤　矿工作。　经过两个多月的现场观测，掌握了工作面初次来　压和前五次周期来压情况，具体见表１所示。由表１可　知，３３０７综采工作面初次来压步距为３２．４ｍ，前五次周　期来压步距分别为１０．６ｍ、１１．１ｎｌ、８．２５ｍ、８．０４ｍ和　９．３８ｍ，平均周期来压步距为９．４７ｍ；初次来压期间最　大工作阻力和平均工作阻力分别为７６４８ｋＮ和６５４０ｋＮ，　分别为额定工作阻力的９５．６％和８０．６％；前五次周期　来压最大工作阻力为８０２５ｋＮ，平均工阻力为　６５９９．６ｋＮ，分别为液压支架额定工作阻力的１０３．１％　和８２．５％；初次来压期间动载系数为１．４８，前五次周期　来压动载系数分别为１．２４、１．２２、１．２６、１．３０和１．２８，平　均为１．２６。由此可知，工作面在初次来压和周期来压期　间，工作阻力基本在额定液压支架工作阻力范围内，动　载系数也不大，周期来压期问仅为１．２６。通过现场宏观　观测发现，工作面在来压时并不是一次来压，　（下转第２１２页）　呼吸性粉尘浓度除尘效率的１．３６倍，是喷水除尘工艺　呼吸性粉尘浓度除尘效率的１．６８倍。　４结论　（１）相对于水雾除尘工艺及泡沫除尘工艺，采用泡　沫复合除尘工艺将会起到更好地除尘效果，除尘效率　也大大提高。　（２）从１３１２４综采工作面的应用情况来看，泡沫复　合除尘技术的应用有效降低了井下采煤工作面的煤尘　浓度，取得了显著的防尘效果，保障了矿工的身心健康　和井下的正常生产，降低了发生煤尘爆炸的危险。　（３）１３１２４综采工作面泡沫复合除尘技术的优化应　用，可为本矿井其他回采及掘进工作面出现高煤尘浓　度除尘提供借鉴意义。　参考文献：　［１］蒋仲安，李怀宇．泡沫除尘技术的研究与应用［Ｊ］．中国安全　科学学报，１９９７，７（３）：５３—５６．　［２］黄本斌，等．泡沫除尘机理的理论研究［Ｊ］．工业安全与环　保，２００８，３４（５）．　（责任编辑：陈文明）　（上接第２０８页）　煤与瓦斯的突出就会变得瞬间爆发。高压状态的瓦斯　是煤与瓦斯突出的必备条件。构造分布的不均衡性最　终造成了瓦斯分布状态的不均衡，与此同时形成了有　益于瓦斯的赋存或者有益于瓦斯进行排放的基本条　件。应力场以及地质构造应力作用的复杂性，使得同一　地质构造区域内会出现不同的应力集中程度的块段，　导致相对低压以及相对高压区，使得瓦斯随着压力的　不断变化而发生不断的运移，导致局部高压的产生，使　得突出变得容易发生。扭性断层属于一种开放性的构　造，瓦斯不容易聚集，突出的危险比较小甚至不出现。　并且，在地质构造变化不大的情况之下，原始的瓦斯压　力一般会随着深度的增加而呈线性增加，也就是煤层　越深的话瓦斯的压力就会越大，突出的危险性就会越　高　（责任编辑：陈文明）　（上接第２０９页ｌ　而是呈现出分段来压趋势。综上所述可知，该工作面在　观测期间初次来压步距为３２．４ｍ，周期来压步距为　９．４７ｍ，最大工作阻力为８０２５ｋＮ，平均工作阻力为　６５９９ｋＮ，采用ＺＹ８０００／１７．５／３５型支撑掩护式液压支架　能够较好的对工作面采场进行支护。　对工作面沿空留巷顺槽变形进行测量，结果见下　图。由下图可知，受到工作面采动影响作用，在工作面　煤壁前３２～３７ｍ范围时巷道围岩逐渐发生变形，到工　作面煤壁前方２８～３０ｍ范围内时，巷道变形逐渐有所　加剧。随着工作面的逐步推进，当测站／测点进入到工　作面煤壁前方１０—１２ｍ范围时，顺槽变形程度急剧变　大，底鼓和两帮变形最为明显，顶底板移近量在该范围　内迅速增多５０ｍｍ以上，两帮移近量也增加了４０ｍｍ以　上。由下图可知，顺槽变形程度较小，主要表现在底鼓　变化，通过一定程度的拉底完全可以保证巷道的正常　使用，说明采用“锚杆一锚索一金属网一钢带”联合　２１２　支护法对沿空留巷顺槽进行支护效果较好。　蛾　鬻　。鳓鼢　．　４结语　（１）该工作面采面呈现分段来压现象，初次来压步　距和周期来压步距分别为３２．４ｍ，周期来压步距为　９．４７ｍ，最大工作阻力为８０２５ｋＮ，平均工作阻力为　６５９９ｋＮ，初次来压期间周期来压期间动载系数分别为　１．４８和１．２６；ＺＹ８０００／１７．５／３５型支撑掩护式液压支架　适应性较好，对工作面采场支护效果较好。　（２）沿空留巷受采动影响作用范围为工作面煤壁　前方３７ｍ左右，剧烈影响范围在工作面前方１０～１２ｍ　范围内；顺槽变形主要以底鼓和两帮变形为主，将来控　制顺槽变形主要以控制底鼓为主；整体顺槽变形程度　较小，说明采用“锚杆一锚索一金属网一钢带”联合　支护对巷道变形控制效果较好。　（３）该研究以现场实测为基础，对工作面开采和沿　空留巷矿压理论的研究和应用具有现场指导意义。　参考文献：　［１］王方田，等．浅埋房式采空区下煤层长壁综采矿压规律研究　［Ｊ］．中国煤炭，２０１２，０５．　（责任编辑：陈文明）　（上接第２１０页）　５、悬梁橛子埋深不少于４００ｍｍ，外漏不小于　２００ｍｍ，搭梁半圆半径为２００ｍｍ。　结束语　通过对一三水平的辅助提升系统交叉点锚网喷、　锚索、Ｕ３６钢联合支护施工，我矿辅助提升系统改造加　快了进度，并为今后的交叉点施工提供了有力的技术　支持。　（责任编辑：陈文明）