哈密大南湖西区五号井首采工作面矿压显现规律分析

哈密大南湖西区五号井首采工作面矿压显现规律分析

摘要：以徐矿集团哈密大南湖五号井1801首采工作面为例，该面顶板岩性变化较大，矿压显现明显，顶板裂隙发育，顶板淋水大，分析了综采工作面矿山压力显现特征、顶板活动规律、液压支架工作阻力数据、工作面顺槽围岩变化变化规律，对工作面回采期间初次来压期间和周期来压步距进行了较为系统的分析，为水文条件复杂情况下工作面回采积累了经验。

关键词：首采工作面；初次来压；初次垮落；来压周期DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.09.077

1801综采工作面为徐矿集团哈密大南湖五号井首采工作面，该面倾斜长度2 01m，工作面标高+225m～+296m，地面标高为+482m～+496m。此次分析将为掌握工作面顶板岩层的运动、矿山压力显现规律，确定顶板的来压步距，改善综采工作面的顶板管理，考察液压支架的性能和对该煤层顶底板的适应性及控制，为后期开采18煤层积累经验。

1 首采工作面概况

（1）工作面地质条件。1801综采工作面位于大南湖五号井东翼一盘区，是18煤层首采工作面，工作面走向长为1327m，倾斜长为201m，开采面积为265400?O。煤层平均

厚度2.9m，煤层倾角1～9°，平均倾角4°，煤层容重为1.38t/m，根据瞬变电磁法勘探资料及探放水工程揭露的水文地质资料综合分析，该工作面顶板裂隙发育，顶板上3～4m 左右发育一薄层砂岩含水层；顶板上28m～56m左右发育一厚层砂砾岩强含水层，探放水钻孔单孔最大出水量120 m3/h，压力1.17Mpa。煤层顶底板岩性如表1所示。（2）工作面回采工艺。该工作面为首采区首采工作面，根据煤层赋存条件，经采前预评估确定该面采用倾斜长壁综合机械化采煤法回采，全部垮落法管理顶板。工作面两道出口各

安?bZTC24000-18/38型超前支架2组；两端头各安装

ZYG6800/16/35型过渡支架3架；溜头安装ZYG6800-18/38

端头支架1架；工作面选用ZY6800/16/35型掩护式液压支架进行支护，共安装129架。MG400/930-WD型交流变频电牵引双滚筒采煤机一台，SGZ800/1050型刮板运输机和

SZZ830-250型转载机各一部，SDJ-150型带式输送机2部。

2 顶板初次来压与周期来压

（1）顶板初次跨落。直接顶初次跨落：1801综采工作

面自2016年9月4日开始回采，由于初采期间，推度较慢，工作面推进至5m时工作面老塘侧顶板开始垮落（从溜尾至

溜头方向），工作面推进至8m时工作面老塘侧顶板全部垮落。直接顶初次垮落时，支架立柱压力值较高，直接顶冒落过后支架立柱上方形成压力集中区致使支架立柱受力偏高。直接

顶初次垮落过程中，对工作面支架及煤壁影响不大。根据工作面支架工作阻力及煤帮来压显现：初次来压步距20m～25m。（2）工作面周期来压。工作面来压位置统计：工作面推进25m、36m、50m（因停工工作面停止推进，工作面支架下沉，煤壁片帮较明显，工作阻力较大）、67m、85m、97m、107m。

工作面周期来压步距：仅67m至85m为18m（期间局部分段支架工作阻力较大），其余均为10m～14m范围内。工作面周期来压顶板岩层断裂导致工作面出现淋水增大状况分析：2017年2月7日早班工作面推进至78.3 m时，运输顺槽老塘侧有少量出水，到2月11日中班出水量逐渐变小。2月18日中班工作面推进至103 m时，89-98架间淋水增大，工作面推进至116 m时，1-5架间淋水较大30号至溜头均有淋水。工作面推至129.7m时1-5支架淋水较大。

3 工作面顺槽围岩变化分析

（1）巷道表面位移。回采期间重点监测距工作面最近的1270m测站，巷道表面位移。

由图1分析可得：随着工作面的推进，巷道表面位移缓慢增加；当测点位于超前工作面35m附近时，巷道变形量迅速增加；当测点位于距离工作面20m以内时，巷道表面位移增长有放缓趋势。

（2）围岩变化速度分析。根据巷道表面位移曲线绘制

巷道变形速度与工作面相对位置关系曲线，如图2所示：

4 结语

巷道两帮移近速度和顶板下沉速度与测点距离工作面

的位置密切相关。随着工作面的推进，巷道变形速度逐步增大，直至超前工作面约25m处，随后巷道变形速度逐步减小。当测点处于超前工作面20m～30m范围内时，巷道变形速度较大，保持在4mm/d以上。

周期来压过程中出口10m范围内顶底板移近量变化较大：运输顺槽最大值10mm/m；回风顺槽最大值20 mm/m。

参考文献：

[1]黄庆享.浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义[J].岩石力学与工程学报，2002，21（08）：1174-1177.

作者简介：郭纪（1970-），男，江苏徐州人，助理工程师，采矿专业。