孤岛综采工作面安全开采技术研究(正式版)

文件编号：TP-AR-L8096

In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.

（示范文本）

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孤岛综采工作面安全开

采技术研究(正式版)

孤岛综采工作面安全开采技术研究

(正式版)

使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。

1、研究背景

童亭煤矿S1073工作面位于S107采区浅部，上

部为已回采结束的S1071工作面，下部为已回采结束

的S1077工作面，左至CF8-1∠60～70°H=5～15m断

层保护煤柱，右至S107集中巷保护煤柱。该面内煤

层结构简单，煤厚平均在3.5米左右，煤层倾角为

5°～17°，平均9°左右。该面煤层整体呈单斜构

造，工作面里段轻微褶曲发育，煤层走向与工作面斜

交。工作面外段断层极其发育，尤其较大断层DF8

∠70°H=0～20m、S1071 FX17∠60°H=12m将对回采

有很大影响，预计采至DF8断层处的综采储量为32万吨。由于S1071工作面和S1077工作面均已回采结束，致使S1073工作面成为孤岛工作面。孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点。采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转；一定条件下，采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷，形成大面积片帮，严重时会造成支架压死、设备损坏，挤出的煤体会封堵工作面出口，同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。因此，如何确定孤岛工作面回采时的防治措施，从而避免此类工程灾害的发生，实现S1073孤岛工作面的安全开采，成为摆在集团公司和童亭煤矿面前的一大问题。

目前，关于孤岛综采采场的矿压理论及安全回采

实践已有一定的研究，但孤岛综采工作面开采过程中冲击矿压的防治及巷道围岩的控制等，仍是影响矿井生产的一大难题，尤其对于S1073孤岛工作面厚松散层薄基岩的特殊地质条件下，其相关的安全开采技术也具有其特殊性。所以，开展S1073孤岛工作面安全开采技术研究，可以揭示厚松散层薄基岩孤岛工作面的矿山压力及其覆岩运动规律和特征，从而解决工作面顶板矿压的控制等一系列科学问题。对于生产实践而言，防止了顶板事故的发生，保证了作业人员的安全和机械设备的正常运转，为童亭煤矿乃至集团公司的孤岛综采工作面的安全开采提供指导，具有十分重要的意义。

2、研究成果

2.1 两巷矿压显现特征

初期回采30m,两巷围岩没有没有太大变化和非

孤岛回采变化一致;推进30m以后,两巷围岩开始剧烈。回采期间,回风巷支承压力影响范围达120m,机巷支承压力影响范围达110m,回风巷支承压力峰值区为10～50m,机巷支承压力峰值区为l0～40m。变化曲线如图一。

通过几个月的数据显现，回采速度对围岩变形的影响较大。资料显现推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。

采取的针对性解决措施

①超前支护范围由20 m改为40 m;

②增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量;

③加强工作面顶板的超前管理;

④对机巷巷自工作面向外40-50m范围内的巷帮

下部进行扩帮,工作面上帮10-20m范围内对上帮进行扩帮，以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。

图一

⑤对风巷超前20米范围内进行卧底，以保证回风断面和人行道高度。

距离工作70m-120m，工作面平均推进速度为

2.5m/d。

缓升区

顶、帮发生位移的时间为18-25天，机巷顶板位移速度一般为2 ～8 mm／d，帮位移速度为1-6 mm／d，其变化速度明显高于一般回采巷道，原因为相邻采空区的残余应力的存在，使其位移量分占总位移量的11.3%和11.1%。升高区

顶、帮发生位移的时间为12～16天。即测点距采面7O～30 m范围内，机巷顶板位移速度一般为20～30mm／d，帮位移速度为15-26 mm／d，其位移量分别占现测期间总位移量的24.6%和24.4。

急增区

顶、帮发生明显位移的时同为10～16天，即测点距采面0-3 0 m 范围以内，机巷顶板位移速度一般为30～100mm／d，帮位移速度为26-80 mm／d，其位移量分别占现测期同总位移量的64.1%和64.5%。

为保证工作面安全出口畅通无阻，在采动支撑压力急增区必须加强超前支护，缓升区则无此必要，至于升高区是否需要加强支护，应视具体情况而定。困该面为“孤岛”工作面，巷道受采动及相邻采空区残余应力双重影响，两巷压力显现明显，围岩变彤速度较大变形严重。因此该面两巷超前支护距离控制在3

0-45m为宜，最低不能小于30 m。

⑥结论

a从现测结果来看。工作面周期来压步距7m，和其它综采面相比，来压步距小，端头无明显来压现象，但经常处于高压状态。因此需对工作面端头加强管理。

b经现测数据整理分析和该面实际情况，两巷超前支护距离应控制在30-45m 为宜，最低为30m，才能保证两巷畅通无阻。

2.2孤岛工作面矿压显现规律研究

S1073综采工作面支架的工作状态主要为初撑力,一次增阻,二次增阻,多次增阻和降阻4种形式。初撑力状态时,顶板来压主要由煤体支撑,由于支架主动支撑故保持在初撑状态;一次增阻时,在工作面来压之前,工作面顶板下沉速度慢,随着顶板下沉支架载荷