不规则坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

《不规则坚硬顶板工作面矿压显现规律研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2013年第38卷第4期能源技术与管理V01．38No．4Ener~Technolo~andManagement13doi：10．3969~．issn．1672—9943．2013．o4．o05不规则坚硬顶板工作面矿压显现规律研究李兴伟孙广义陈刚(黑龙江科技学院资源与环境工程学院，黑龙江哈尔滨150027)[摘要]研究了平岗煤矿1202工作面坚硬顶板矿压显现规律，应用RFPA加数值计算软件对坚硬顸板运动规律、顶底板的跨落规律及变形位移情况进行了模拟。研究表明：14煤层1202工作面具有坚硬顶板来

2、压特征，应加强工作面矿压监控工作，预防动力学灾害。1202工作面形状不规则、初期长度短、推进速度快是造成来压步距实测值与数值模拟及理论计算值偏差较大的原因。[关键词]坚硬顶板；不规则；矿压显现规律[中图分类号]TD323[文献标识码]A[文章编号]1672-9943(2013)04o133O引言图2所示。坚硬顶板一般具有硬度大、节理裂隙少或不发育、厚度较大的工程特性。与普通工作面顶板来压相比，具有初次来压步距大，初次来压步距一般大于40m；动载系数高，易发生冲击地压等动力灾害；支架载荷相对较高，

3、且分布不均，合力点靠近顶梁后部；坚硬顶板来压具有明显的时间差和步距差等显著特点；其周期来压也具有类似特图11202工作面断层展布图征[。序层厚累厚柱状名称岩性特征号ImIm平岗煤矿14煤层1202采煤工作面为坚硬10．100．1O7＼页岩夹煤顶板，支架选择ZY3200—08／18型掩护式液压支21．551．65细砂岩灰白色，致密块状架，根据这一条件，对1202工作面矿山压力显现3O-301．95曩规律进行研究。

4、√页岩煤夹煤暗煤与，顶页部岩夹互矸层40．152．1O1工程概况51．403．5O一

5、粉砂岩灰黑色，层节理发育60_333．83煤暗煤平岗煤矿l4煤层1202采煤工作面开采范76．()()9．83细砂岩灰白色．层节理不发育围为北至东三采区中部右0巷，东至东三采区右一副巷，南至东三采区14中部右一巷，西至东三80．109．93页岩灰黑色，较破碎采区原探煤巷，平均走向长288m，倾向长45～91．50l1．4314"煤颗粒状，亮煤115m。工作面与地表垂深400—480m。本区域内l00．8012．23I粉砂岩发育色，致密，层理地质构造较复杂，通过14中部右0巷揭露的Fe11O-30

6、l2．53页岩灰黑色，节理发育断层，该断层为逆断层落差在01．6m之间。14"12O．1O12．63煤亮煤中部右一副巷施工过程中发现Fe断层尖灭断层130．4013．03／＼粉砂岩灰黑色，致密展布情况如图1所示。煤层顶板为灰白色细砂岩，图21202工作面顶底板柱状图底板为黑色粉砂岩。1202工作面顶底板柱状图如2数值模拟基金项目：国家自然科学基金(51074068)；黑龙江省教育依据平岗煤矿地质资料、实测数据以及现场厅基金重点项目(11551z013)；黑龙江省教育厅基金生产条件，再现工作面生产

7、过程旨在分析确定工(12513080)作面顶板移动规律、采空区周围煤体应力分布规2013年第38卷第4期能源技术与管理Vo1．38No．4Ener~Technolo~andMan~ement15从图4、5中可以看出，随着工作面不断推进，将随着工作面的长度增加而减小。当工作面长度老顶的悬露跨度逐渐加大，煤体中的支承压力随增加到90m时，周期来压的大小就不会有大的之增加，工作面前后两端应力集中程度逐渐增强，变化。局部煤层顶板出现垂直列隙，层与层之间产生离由1202工作面顶底板柱状图可知，除14煤层现

8、象，并随工作面回采而逐渐向上发展。当工作层上部6m厚细砂岩外，其上部还有1．4m厚粉面推进距离达到32m时，顶板垂直裂隙逐渐扩砂岩和1．55m的细砂岩，这两层砂岩的破断对工张，进而形成断裂破坏。当老顶达到极限垮距、工作面的来压规律也具有不可忽视的作用，后者的作面推进距离达到42m时，顶板断裂垮落即初破断可能造成工作面来压的异常，因此，在工作面次来压。顶板控制中应注重矿压监测，及时发现异常，做好由最大主应力图及声发射图可知，初次来压动力灾害的预防工作。时工作面支承压力偏高，应力集中系数可达到2，3

9、结论甚至更大，且声发射的频次及强度也有同样的增强特性。平岗煤矿1202工作面顶板来压规律研究表对模拟结果进行分析可以看出，随着回采工明：14煤层上部细砂岩对1202工作面来压规律作面的推进，顶板关键层(14"煤上部细砂岩)逐步具有决定作用，该层细砂岩顶板的断裂和破断下产生弯曲变形，破断首先是从岩梁中部开始，其上沉对工作面两端应力集中具有重要影响，是工作部薄层软岩层的变形弯曲同步于关键层。当岩梁面出现动力灾害的主要因素。跨度达到极限时，关键层先在中部破断，而后在梁1202工作面形状不规则、初期长度