元堡煤矿特厚煤层综放开采矿压规律与支架适应性研究.pdf

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1、2013年第38卷第6期能源技术与管理V01．38No．6EnergyTechnologyandManagement81doi：10．3969／i．issn，1672—9943．2013．06．033元堡煤矿特厚煤层综放开采矿压规律与支架适应性研究管俊才(阳泉煤业有限责任公司新元煤矿，山西晋中045400)[摘要]为了掌握元堡煤矿特厚煤层综放开采的矿压显现规律，对该矿1901首采面进行了矿压实测，并就支架合理工作阻力的确定及其适应性等问题进行了研究。结果表明：工作面回采期间矿压显现整体缓和，但来压持续长度明显偏大；覆岩第一层关键层不能形成“砌体梁”结构而呈现“悬臂梁”结构的周

2、期性破断。研究结果为该矿后续综放面开采顶板管理及支架选型提供了借鉴和依据。最终根据覆岩关键层这一特殊的结构形态以及实测支架阻力值，确定出工作面支架的合理工作阻力为l3Oll～13524kN，现有支架13000kN的额定工作阻力可满足顶板控制的要求。[关键词]特厚煤层；综放开采；矿压规律；支架阻力；关键层[中图分类号]TD350．1[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2013)06081_O3法顶板管理。采用ZFI3000—26／40型放顶煤液压1概况支架，割煤高度3．5m，放煤高度9．4m，采煤机截1901工作面是山西右玉元堡煤业有限责任深0．8m，采用“一采一放

3、”三轮顺序放煤方式，且公司首个采用综合机械化放顶煤开采工艺的工作整个工作面采放平行作业。面，位于9煤层一盘区。西面与3条盘区下山巷21901综放面矿压显现规律实测道搭接，东面为备用的二盘区，南面与3条运输巷道相邻，北面为备用的1903工作面。井下标高2．1工作面矿压观测方案+1187一+1246m，煤层平均埋深约为215m。工工作面共布置支架114台，其中，KJ327型矿作面倾向宽196m，走向推进长度1424In。煤层山压力监测系统安置3台主站共9个监测点，分厚4．5～18．9m，平均厚12．9m，为特厚煤层，煤层别对应工作面中部和两端，每台主站间隔5台支稳定。1901工作

4、面可采储量为1712000t，煤层架安置1个监测点；尤洛卡则以中部55架为中倾角为2。～10。，平均00煤层结构复杂，含夹矸2—心，间隔l5台支架安装1台尤洛卡，共设5个监4层，夹矸厚0．2～0．9m；基本顶岩性为粗粒砂岩，测点。两者测点布置位置如图2所示。底板岩性为细砂岩，工作面覆岩柱状及关键层位置如图1所示。囊量>3主站层号厚度／m埋深／m岩性关键层位置柱状一二、73綮架￡==：～1901■作面1466黄土—_，—133642红土59架章8#~rl>主站1254．7l96＼．．7l砾岩主关键层奎43架。：=l11．598-21泥岩100398．51煤窆28架}i>主删系统

5、97．231o5．74粗砂岩4架监测点(9个)85．02¨0．76砂质泥岩一7662．938611l270．7．14砂粘质土泥岩圈图21901工作面矿压监测位置示意图525．93146．03粗砂岩2．2工作面矿压显现规律实测结果441．66187．69中粗砂岩亚关键层(1)初次来压。工作面矿压观测结果显示，基3l3．61201．3细砾岩亚关键层’__25．9207．2细砂岩本顶初次来压步距50．1m，来压持续长度6．8m，1l9．1226．35煤动载系数1．38～1．47，平均1．42；来压期间安全阀普图11901综放面ZK303钻孔柱状图遍开启，开启率23．1％。工作面采用

6、走向长壁后退式开采，全部垮落(2)周期来压。工作面周期来压期间总体缓2013年12月82管俊才元堡煤矿特厚煤层综放开采矿压规律与支架适应性研究Feb．，2013和，并未出现较剧烈的来压现象。通过对工作面各众所周知，关键层的周期性破断回转运动最监测区域支架阻力曲线的分析，得到了1901工作终造成了工作面的周期来压，因此，当关键层破断面各区域周期来压的显现规律，如表1所示。从表块体停止回转时，来压即结束。由于“悬臂梁”结1中的统计结果可以看出，由于受两端开采边界构破断时其回转空间大，且不易形成稳定的结构，的限制作用，两侧端头处912台支架区域顶板基支架顶梁需完全推过关键层破断线之

7、外，其破断本无来压显现。同时，由于9煤层原生裂隙较为块体的回转运动才不会对支架产生作用，即工作发育，来压期间时常伴随有煤壁片帮现象，但工作面的来压才会停止。而对于“砌体梁”结构的作用，面开采时采取了及时护帮、超前移架的方式，此类由于块体的回转角相对较小，块体回转较小的角现象并未对工作面的正常生产造成较大影响。来度后就能够触矸而达到稳定状态。因此，在大采高压期间支架安全阀开启率10％～44％，支架活柱下“悬臂梁”结构影响下，工作面来压持续长度将比缩仅15～93mm。普通采高“砌体梁”结构时的长度大。表11