90307综采面矿压观测分析报告

90307综采工作面矿压观测分析报告

山西***煤业有限公司综采队

二0一一年

90307综采工作面矿压观测分析报告

通过90307综采工作面矿压观测，掌握了该工作面煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程煤壁中应力变化大小和应力影响范围。为工作面现场管理提供完善、准确的资料，以直接指导生产实践和解决施工生产问题。

一、观测目的

采煤工作面矿山压力观测就是定量研究开采工程中矿压显现规律。为现场管理提供完善准确的资料，指导工程实践，解决施工生产问题，本次观测有以下三个方面的目的：

①掌握采煤工作面上覆岩层运动规律；回采空间围岩与支架相互作用关系；采动引起的支承压力分布；寻求搞好工作面顶板管理的有效措施。

②对正在使用的支架适应性进行考察。即从顶板控制出发，对在既定条件下使用支架的架型、参数、特性和支护效果提出评定性意见。

③根据围岩条件及支撑压力分布来确定工作面巷道断面形状、规格及支架参数，煤壁前方巷道超前维护距离。

二、工作面概况

㈠、90307综采工作面位于矿井3#煤层9盘区西部，为9盘区开采的第四个工作面。该工作面沿煤层倾向布置，西北面为120305采空区，西南面为酸枣疙瘩新农村保安煤柱。工作面第一回风巷，顶板标高为+640～+645m，倾向长288m；第二回风巷顶板标高为+640～+645m，倾向长289m；工作面走向长82m。地面标高为+975～+1108m左右，工作面对应地表为黄土丘陵区域，沟壑纵横无任何建筑物。

㈡、煤质和煤层赋存情况

该工作面所采3#煤层是二叠系下统山西组主要可采煤层，根据现有巷道揭露的煤层资料分析，该面煤层结构简单，煤层属稳定煤层，煤层厚度为1.7m。煤层倾角3°～7°平均6°。

㈢、煤层顶、底板情况

１、顶板

顶板依次为伪顶、直接顶、基本顶。伪顶为灰黑色碳质泥岩，泥质结构，薄层状构造，厚度平均约为0.18m；直接顶为灰色泥质结构，泥质结构，薄层状构造，斜层理较发育，底部含碳质，厚度平均约为2.68m；基本顶为灰色粉砂岩、中间含中粒砂岩，为粉砂状结构，薄层状构造，厚度平均约为8.05m。

２、底板

直接底板为灰黑色泥岩，泥质结构，薄层状构造，厚度平均约1.75m。

3#煤层顶板以泥岩为主，抗压强度平均13.8MPa；抗拉强度平均0.95MPa；单项抗剪强度平均6.79 MPa；底板也多为泥岩，抗压强度平均10.6MPa。

㈣、地质构造

据掘进揭露的地质资料分析，90307工作面煤层整体形态为一单斜构造，工作面沿倾向布置，从工作面巷道揭露资料看，该面地质构造相对简单，无断层及陷落柱等构造。工作面里段为易冒落的顶板，顶板随回采而垮落，顶板来压比较稳定。

三、主要观测内容

根据90307工作面的具体情况，并考虑到观测可行性和针对性，决定本次矿压观测的主要内容如下：

①工作面支架支护载荷的观测。通过支架支护载荷的观测可以确定顶板压力的大小及其动压系数、周期来压步距。

②工作面超前支承压力影响范围的观测。

基于观测结果，通过分析，对工作面有关矿压显现规律进行研究。

四、观测方法

1、工作面每架支架在前、后立柱上各安装一块压力表，做到专人管理。

2、工作面前方煤壁中应力的大小及其变化反映超前支承压力的影响范围和影响强度，工作面前方煤体内未受采动影响的某一点，随着工作面的推进，其应力的大小将发生变化，所以通过该点的应力变化就能捕捉超前支承压力的影响范围和应力集中峰值点，即以定点的应力变化间接的观测超前支承压力的影响范围和影响程度。

本次观测，利用单体支柱工作阻力检测仪对机、回顺槽中的单体支柱进行了压力观测，从而确定超前支承压力的影响范围和峰值点。观测时，应循环观测支柱受力变化，并动态记录测点到工作面的距离，定期对两巷测点处巷道顶底板移近量、两帮变化量进行测量并记录真实数据，以便准确分析、确定超前支承压力影响范围和峰值点。

3、发现支架和单体支柱（两巷用的）初撑力达不到规定值的，及时补液升劲，支架和单体必须达到完好标准。

五、资料的整理结果与分析

1、从现场收集的资料整理结果来看，支架的初撑力和工作阻力呈现不规则变化。工作面推进8米左右，顶板来压强度增加，直接顶大面积跨落，由此推断该工作面直接顶初次跨落步距为8米左右。随继续推进，支架载荷相继出现三次峰值，第一次峰值出现于工作面推进24米；第二次峰值出现于工作面推进39米；第三次峰值出现于工作面推进57米；第一、二次峰值间隔推进15米，第二、三次峰值间隔推进18米。从数据反映情况，可以断定该工作面老顶初次来压步距为23～25米，周期来压步距为15～18米。

2、机、回两巷测点收集数据资料显示，工作面在老顶初次来压及周期来压前后，机巷顶板移近量及两帮收缩量十分明显，有一定变化量；回巷顶板移近量及两帮收缩量不十分明显。

3、初次来压、周期来压阶段，回采队结合支架特性、现有的技术装备水平，加强基础管理。在确保乳化液泵正常工作泵压下，从提高支架初撑力入手，保持支架合理支护状态，使支架各支、掩、护等构件全承压，形成了煤壁、顶板“全封闭”式管理，为安全生产赢得了主动。

六、工作面矿压观测结论

通过矿压观测，经数据分析（见作业规程）和整理，获得结论如下：

1、工作面支架支护阻力均值为2373.2kN/架；支护初撑力均值为1898.6kN/架；支架平均支护强度为0.3767 MPa。

2、工作面老顶初次来压步距为23m左右；周期来压步距为15～18m，并且老顶周期来压强度较高，来压显现较明显。

3、工作面超前支承压力的影响范围为25～30m。峰值点位置为工作面煤壁前方2～10m左右处，峰值介于23～27MPa之间。

4、来压前支架实测平均工作阻力占额定工作阻力74%。

由此说明，本工作面使用的ZZ3500/13/25/ 及ZG3500/13/25/型掩护式液压支架工作状态比较理想且工作阻力富裕量较大，且两顺槽超前支护使用的DZ-28型，柱径为100mm的单体液压支柱，均能完全满足顶板来压时控制顶板的要求。