平朔井工二矿25302工作面矿压显现实测分析

陈高翔

（冀中能源集团股份有限公司 东庞矿，河北 邢台 054200）

中煤平朔集团井工二矿25302综放工作面属于大采高综采放顶煤工作面，与普通机械化采煤工作面相比，煤层开采高度大大增加，顶板活动规律差异明显。为了矿井的安全生产，必须对其矿压显现规律进行研究。

1 25302工作面概况

25302综放工作面在25301面的东部，25303综放面的西部，北与地方小煤窑采空区相邻，南靠安家岭露天矿。25302综放面的长度为299.5m，走向长为1601m，煤层最小厚度为9.78m，最大厚度为13.96m，平均厚度约为11.98m，煤层倾角变化区间1.4°～3.7°，平均值2.4°.地面标高范围1371～1502m，25302 综 放 面 的 标 高 是1 225.36 ～1287.51m.

25302综放面的围岩情况：该面位于9号煤层，上覆岩层以石英长石和中粗砂岩为主要成分，9号煤层直接顶板以中粗砂岩和石英长石为主，且少量的暗色物质包含其中，有时为粉细砂岩，带有菱铁矿结核，泥质胶结，局部包含泥岩，呈灰黑色。

25302综放面的设计开采高度为3.5m，采放比1∶2.4，顶板管理采用全部垮落法。该面设置支架171架，其中配备基本支架159架，型号为ZF12000／23／40D型，过度型支架4架，型号ZFG12000／23／40D，排头支架8架，型号ZFP11000／23／40D.25302综放面的设备配置情况见表1.

表1 综放面设备情况表

2 25302综放面矿压观测方案

该综放面设置了11条工作面测线，同时每条测线配备了1个由尤洛卡厂家生产的仪表，11个尤洛卡仪表分别设置安装在9号、20号、39号、59号、90号、99号、119号、129号、139号、150号、159号支架，随着采掘工作的进行，配备仪表的支架自动连续地记录压力的变化数据。为分析方便，选择具有代表性的3条测线对应的代表上、中、下3个测区，记150号、90号、20号液压支架，其中150号支架代表上部测区，90号支架代表中部测区，20号支架代表下部测区。测区布置图见图1.

图1 测区布置示意图

3 综放面矿压显现规律实测分析

3.1 工作面来压规律

3个测线的代表性基本支架的载荷曲线变化情况见图2，3，4.观测起始时间为开切眼，并连续进行，整个过程中25302面向前推进200m，顶板来压的次数为12，分别对上、中、下3个测区进行数据记录，分析可得：

1）针对上部测区代表性支架150号液压支架所连续记录的数据分析可知，大致的初步来压步距数值为40.2m，而周期来压步距数值区间为［13.3m，19.8m］，平均周期来压步距数值是15.4m.

2）针对中部测区代表性支架90号液压支架所连续记录的数据分析可知，大致的初步来压步距数值为36.5m，而周期来压步距数值区间为［12.6m，21.1m］，平均周期来压步距数值是17m.

3）针对下部测区代表性支架20号液压支架所连续记录的数据分析可知，大致的初步来压步距数值为38.6m，而周期来压步距数值区间为［12.5m，23.3m］，平均周期来压步距数值是16.75m.

3.2 支架初撑力

25302综放面的上、中、下3个测区的代表性支架的初撑力随工作面推进的分布直方图分别为图5，图6，图7.其中下部测区代表性支架20号，其初撑力数值区间为［1857kN，5319kN］，均值大约为3242 kN；中部测区代表性支架90号，其初撑力数值区间为［1899kN，7599kN］，均值大约为3879.5kN；上部测区代表性支架150号，其初撑力数值区间为［1867kN，7436kN］，均值大约为3386.9kN.通过以上分析可知，25302综放面中部测区支架初撑力最大，下部测区次之，而上部测区最小。3个支架实测初撑力平均为3502.8kN，利用率为支架额定初撑力（7758kN）的45.15%.

图2 下部测区支架载荷随工作面推进曲线图

图3 中部测区支架载荷随工作面推进曲线图

图4 上部测区支架载荷随工作面推进曲线图

图5 下部测区20号支架初撑力分布直方图

图6 中部测区90号支架初撑力分布直方图

图7 上部测区150号支架初撑力分布直方图

4 小 结

1）25302综放面的顶板周期来压现象比较明显，经过上述矿压观测结果的研究分析可知，25302面上、中、下3个测区在来压时的步距没有太大明显差异，顶板初次来压步距数值为38.4m，平均周期来压步距为16.4m.

2）25302综放面在来压前后上、中、下3个测区顶板所承受的压力变化显著，其中中部测区尤为明显。

3）25302综采面撑力的平均值是3502.8kN，占最大值（7758kN）的百分比是45.15%.

4）25302综放面观测期间，顶板来压时很少出现所测支架阻力超出最大工作阻力的状况，因此，25302综放面所选定的ZF12000／23／40D型液压支架比较合理。

［1］ 闫少宏，富 强.放顶煤开采顶煤与顶板活动规律研究［D］.北京：中国矿业大学，1995.

［2］ 靳钟铭.放顶煤开采理论与技术［J］.煤矿开采，2004（1）：42-43.

［3］ 肖海涛，王家臣.综采放顶煤的发展与创新［M］.北京：煤炭工业出版社，2005：115-117.

［4］ 闫少宏，尹希文.大采高综放开采几个理论问题的研究［J］.煤炭学报，33（5）：482.

［5］ 张顶立.综放工作面围岩稳定性研究及控制［D］.北京：中国矿业大学博士学位论文，1995.