156煤矿开采2014年第5期-08-敏东一矿矿压显现特征及其机理研究

敏东一矿矿压显现特征及其机理研究

宋正阳1，魏立科2，3，张锦旺1，吴昊天1

，李

飞

1

（1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083；2.煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院，北京100013）；

3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院），北京100013）

［摘要］由于敏东一矿工作面矿压显现特别剧烈，对煤矿的安全生产构成严重威胁，设计2

种支架阻力监测方案观察敏东一矿矿压显现特征，结合敏东一矿具体矿压实测数据，对工作面周期来压期间动载系数和周期来压步距的关系进行研究，得出动载系数与周期来压步距呈指数函数关系并且随周期来压步距的增大而增大。同时通过监测观察到工作面中部支架工作阻力大于工作面两端头支架工作阻力的矿压显现特征，经过理论分析和数值模拟，认为产生此特征的主要原因是顶板岩层的损伤程度不同。工作面中部支架区域定义为危险区，应特别注意提高中部支架初撑力，从而减少片帮几率，保证工作面安全生产。

［关键词］

矿压显现；周期来压；支架工作阻力；岩石损伤；数值模拟

［中图分类号］TD323

［文献标识码］A

［文章编号］1006-6225（2014）05-0077-05Underground Pressure Behavior Characteristic and Mechanism of Mindong 1st Mine

SONG Zheng-yang 1，WEI Li-ke 2，3

，ZHANG Jin-wang 1，WU Hao-tian 1，LI Fei 1

（1.Ｒesources ＆Safety Engineering School ，China University of Mining ＆Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ；

2.Mine Safety Technology Ｒesearch Branch ，China Coal Ｒesearch Institute ，Beijing 100013，China ；

3.State Key Laboratory of Coal Ｒesource High-efficiency and Clean Utilization （China Coal Ｒesearch Institute ），Beijing 100013，China ）

Abstract ：Underground pressure of mining face in Mindong 1st Mine was very strong and seriously threatened safe mining.2under-ground pressure monitoring projects were designed.The relationship of dynamic load efficient and pace of periodical weighting was re-searched according to monitoring data.It was obtained that dynamic load efficient varied exponentially with periodical weighting pace.It was also been found that working resistance at middle of mining face was larger than that at two-end of mining face from monitoring da-ta.It was believed that main cause of the underground pressure characteristic was difference of damage degree of roof rock by theoretical analysis and numerical simulation.The middle of mining face was classified as danger zone ，thus ，it was very important that improving setting load of powered support at middle of mining face so as to reduce coal-wall slide probability and protect safe mining.

Keywords ：underground pressure behavior ；roof periodical weighting ；working resistance of powered support ；rock damage ；numerical simulation

［收稿日期］2014－01－06

［DOI ］10.13532/11－3677/td.2014.05.022［基金项目］国家重点基础研究发展计划（973）资助项目（2013CB227903）

［作者简介］宋正阳（1991－），男，山东菏泽人，硕士研究生，从事矿山压力与岩层控制方面的研究。

［引用格式］宋正阳，魏立科，张锦旺，等.敏东一矿矿压显现特征及其机理研究［J ］.煤矿开采，2014，19（5）：77－81.

综采放顶煤采煤工艺具有掘进率低、效率高、

适用性强及易于实现高产等特点，在我国获得了巨大发展

［1］

。然而在顶板周期来压过程中工作面综

采支架压损、巷道围岩片帮等灾害时有发生，严重威胁综放工作面安全生产

［2－3］

，因此工作面矿压特

征显现机理研究及合理支架工作阻力的确定已成为我国煤矿开采领域亟待解决的技术难题

［4－7］

，以往

对工作面布置方向上支架工作阻力分布规律的研究仅仅停留在直观观测方面，而没有对规律产生机理进行细致分析，鉴于此，笔者对敏东一矿综放工作面矿压显现特征进行观测，分析实测矿压数据，得出动载系数和周期来压步距之间的关系，研究了工

作面布置方向支架工作阻力分布规律产生的主要机理，以期达到指导综放工作面安全高效生产的目的。1

工程概况

神华大雁集团有限公司的敏东一矿地面在采动塌陷影响范围内的地表无河流，无塌陷积水坑，工作面所在煤层为不稳定特厚煤层，总体平均厚度为11.35m ，开采水平－310m 。该煤层开采后，工作面支架阻力显著增加，严重威胁工作面的高效生产。敏东一矿101163上01工作面主采16－3上煤层，煤层结构较简单，平均倾角3ʎ，工作面倾向

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7第19卷第5期（总第120期）

2014年10月煤矿开采

COAL MINING TECHNOLOGY Vol.19No.5（Series No.120）

October 2014