综采工作面矿压显现规律实测研究

高秀清

（山西华润煤业有限公司，山西 太原 030024）

1 工作面概况

某矿2306工作面，倾斜长175.4 m，走向长443.1 m；煤层厚度2.18～2.76 m，均厚2.52 m；煤层倾角3～8°，平均5°。煤层埋深西部较厚186m左右。工作面采用走向长壁综合机械化采煤法；选用ZZ6000－17/32型液压支架，最大控顶距5.76m，最小控顶距5.16 m；顺槽采用DW-31.5和DW-35型单体柱超前支护，超前支距20m。

2 矿压观测方案

工作面每两架为一条测线，各测线的每个支架安装一块（3个表）双针防震压力表和一块KBJ-60-Ⅲ综采压力记录仪（记录液压支架工作阻力变化情况），测线布置见图1。

图1 工作面测线布置图

3 观测结果分析

3.1 顶板来压特征分析

从表1、表2、表3看出：

1）老顶初次来压呈不均匀分布，工作面端头最长、中部相对较短。老顶初次垮落步距17.4～48.3 m，平均42.5 m；影响时间9.7h左右，影响范围6.8 m左右，动载系数平均1.58。

表1 3号架来压步距及强度数据整理

表2 14号架来压步距及强度数据整理

2）现场实际观测表明，老顶初次来压，老顶周期来压，沿工作面方向不是同时来压，而是呈现分段局部来压、迁移特征。由此可见，老顶的周期来压步距是随顶板的地质构造及工作面的推进速度等因素的影响而变化。按照统计数据：老顶周期来压呈不均匀分布，步距一般14～23 m左右，工作面端头区域较长平均21.32 m，中部相对较短平均17.4m。周期来压影响时间8.2h左右，影响范围6.9m左右，动载系数平均1.57。

表3 117号架来压步距及强度数据整理

表4 工作面支架阻力频率分布表

3.2 支架工作阻力分析

综合表4、表5、图2数据分析：

1）工作面机头和机尾区间的支架工作阻力较小，中部多分布在额定工作阻力范围内。机头分布在5 000～6 000 kN，占10.7%；分布在6 000～6 500 kN，占0.7%。机尾分布在5 000～6000 kN，占17.9%；分布在6 000～6500kN，占2.9%。中部：分布在5 000～6000kN，占40.04%；分布在6 000～6 500 kN，占12.1%。工作面支架最大工作阻力平均值6244.7kN，是额定工作阻力的104.1%；支架时间加权平均工作阻力平均值4 638.7 kN，是额定工作阻力的77%。通过以上数据看出，支架额定工作阻力偏低，这对顶板管理极为不利。

2）工作面支架平均初撑力3 425.3 kN，是设计初撑力的65.5%。支架实际初撑力大部分低于额定的初撑力。造成这种情况的因素，可能是工人升架时间偏短，支架未完全达到额定的初撑力。

表5 工作面支架工作阻力实测统计表

图2 实测2306工作面支架工作阻力统计分布直方图

4 结束语

经对2306工作面矿压观测数据的整理分析，工作面支架大多处于额定工作阻力卸压状态，安全阀开启频繁，说明现有支架工作阻力偏小。主要结论如下：

1）老顶初次来压呈不均匀分布，工作面端头最长、中部相对较短。老顶初次垮落步距17.4～48.3 m，平均42.5 m；影响时间9.7 h左右，影响范围6.8 m左右，动载系数平均1.58。

2）周期来压步距一般14～23 m左右，工作面端头区域较长平均21.32 m，中部相对较短平均17.4 m。周期来压影响时间8.2 h左右，影响范围6.9 m左右，动载系数平均1.57。

3）工作面支架最大工作阻力平均值6 244.7 kN，为额定工作阻力的104.1%，说明现有支架额定工作阻力偏小；平均初撑力3 425.3 kN，是设计初撑力的65.5%，支架实际初撑力偏小。

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