石圪台煤矿浅埋深薄煤层工作面矿压显现规律研究

神府东胜矿区为我国重要的能源基地，随着

开采规模的不断扩大，一些埋藏条件较好的矿区

率先回采完毕，薄煤层开采逐渐成为了该矿区面 临的新问题。该矿区大量的煤层埋深在0~ 100

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12402主运顺槽m,为典型的浅埋深矿区=2].因此，掌握浅埋深薄 煤层综采工作面矿压显现规律，对于实现该矿区 安全生产及后续薄煤层回采具有重要意义。以石

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12402辅运顺槽图1

拔台煤矿12402浅埋薄煤层综采工作面为背景, 通过现场实测矿圧，分析了该工作面矿压显现特

12402工作面布置示意图征，为该矿及周边类似采高矿井安全回采提供科 学的指导意义。2矿山压力监测方案12401工作面共197台支架，将工作面分为上、

1 工作面概况中、下3个重点区域对支架工作阻力进行分析，上部 区域选取30\\60#,中部区域选取90\\120#,下部区域 150\\180#进行研究。每台支架都安设有2个压力传 感器，分别检测左右两立柱的实时压力，并通过工作

石垸台煤矿位于陕西省神木市境内,12402综采

丁作面位于石垓台井田12煤四盘区，煤层埋深70~ 90 m,工作面东、北侧为12304短壁回采区，西侧为 12401采空区，南侧为大渠一矿采空区。工作面长度

面电缆将每台支架的最大压力传输到控制台

338 m,推进长度481.5 m,工作面布置197台DBT8 KTC150-Z主控制器显示屏。将收集到的数据，利用offic软件制作成曲面图

824/17/3 535液压支架。12402工作面基本顶为粉

砂岩、风积沙、12上煤、细粒砂岩，平均厚度14.5 m； 直接顶为粗粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩，平均厚度 4.3 m；直接底为泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，平均厚度 4. 6 ni.回采面积为16. 3万m2，煤层厚度为2. 7~3. 2 m,

表，把图表中的最低压力设为5 000 kN,每隔500 kN

用一种颜色表示，颜色越深表示顶板压力越大。通过

在连续的工作面上不同的颜色深浅显示顶板压力的 大小，可更直观地看出顶板岩层的活动和周期来压的 步距，为研究提供方便⑶.人工记录工作面顶板来压平均2. 9 m,设计采高2. 9 m.工作面布置见图1.收稿日期：2019-04-24作者简介：曹荣荣(1990—),男，陕西榆林人,2018年毕业于西安科技大学，助理工程师，主要从事煤矿技术与管理工作(E-mail) 287662614@ qq.com• 30 •L1.I西焦煤科技2019年第8期期间的煤壁片帮程度、顶板漏肝、支架立柱下沉、安全 顶板有少量淋水。地表出现裂隙，裂隙宽度0.3~阀开启程度等，与顶板圧力曲面图相结合，共同分析 1 cm,裂隙滞后工作面1.4 m,地表裂隙图见图2.12402主运顺槽

总结综采工作面周期来压规律。n n m3矿压监测结果3. 1 直接顶的初次垮落「工作面推进15 m时，采空区顶板开始垮落， 34#—130#架、160#架一机尾垮落厚度0.2-1 m； 130#—160#架垮落厚度0. 1-0.2 m,采空区垮落顶板 为大块状，且垮落高度较小。工作面推进33 m时，除

地表裂隙机头3架未垮落，其余部分均已垮落，垮落顶板呈现

12402辅运顺槽图2地表裂隙图大块状，垮落高度0.3-0.4 m.3. 2 基本顶初次来压初采期间工作面采高2. 9-3.0 m.工作面推进 至25. 3 m时,40#—90*架来压，压力 7 000-7 500 kN, 压力持续3刀后结束，基本顶初次来压步距为

3. 2 周期来压1）来压特点分析。为了便于来压特征分析，将工作面分为上、中、下

27.7 m.来压时支架压力现象不明显，安全阀无开 启，支架立柱无下沉,40#—90#架局部煤壁片帮厚度

3个重点区域对支架工作阻力进行分析，利用支架立 柱监测仪对工作面来压前后支架立柱行程进行测量。

100~200 mm,工作面漏肝200-300 mm.采空区内除 两端头3#架范围内顶板未垮落外，其余位置均已垮

7次周期来压期间3个测区支架压力及立柱行程见 表1.落，且垮落较密集。工作面气体正常，采空区无涌水，

表1各测区支架阻力及立柱行程表上部测区

来压性质中部测区

非来压活柱下部测区来压周期平均活柱行程/mm平均压力/kN活柱行程/mm非来压活柱行程/mm平均压力/kN活柱非来压活柱压力/kN一行程/mm行程/mm行程/mm5 6548789509528789506 2658468928808208468928808205 0605 3935 4565 6255 5265 4325 8265 474900900二三4 9365 6245 1825 6725 8005 741872870872870952周期来压四9019018805 9495 9785 606847850862853865847850862853865五880833879787833879787六七4 9996 2105 4689119118889098889096 855平均6 028848848由表1可以看出，工作面周期来圧期间支架工作 阻力中部要明显大于两端，工作面各部来压期间顶板

由表2可知，工作面周期来圧步距呈现中部略大 于两端头的现象，周期来压步距集中在10-14 m,平

均未出现明显下沉现象，与现场矿压显现相同，并未 出现强烈的来压显现。2）周期来圧步距。均 11. 5 m.3.3 支架适应性分析将工作面分为上、中、下3个重点区域对支架工 作阻力进行分析。支架工作阻力频率分布是由支架

由于工作面倾向较长，工作面各部位来压步距并

不同步，选取其中5次周期来压对各测区周期来压步 距进行分析,具体步距见表2.工作阻力在不同区间的百分比来确定，用来分析支架

的工作状况。12402工作面初采至末采贯通共计割2019年第8期曹荣荣：石拔台煤矿浅埋深薄煤层工作面矿压显现规律研究• 31 •表2工作面各测区周期来压步距表来压区域煤556刀，因此采集到556组压力数据，现将回采整

平均来压来压次数来压持续无压段持续距离/m来压步距/m个观测期间所采集的支架工作阻力数据进行整理，各

距离/m步距/m个支架工作阻力的频率分布情况见表3.从表3可以看出，工作面各部位支架工作阻力主

第1次461110.511.4第2次81199要集中在低阻力和正常阻力区域。支架工作阻力的

11. 9上部测区第3次71314.7主要分布区间为低阻力区域占55.4%.正常阻力区 域占31.4%,高阻力区域占11. 1%,大于8 824 kN仅

第4次第5次第1次14. 1& 6134106占1.6%,可以忽略不计，充分说明支架已经最大限 度地发挥了其性能。根据各区段来压频次可以看出，

12.68117第2次中部测区13.6第3次9812. 8该套支架完全可以满足工作面生产需求。整个工作 区间中部压力大于两端头，高阻力区域更多的发生在 工作面中部，两端头支架工作阻力较小，来圧强度较

第4次第5次第1次10613.69.97588.99.9弱。在工作面整个生产过程中，工作阻力主要集中在

第2次74286.787125 096-6 468 kN,现有支架完全能够满足工作面的正

10. 2下部测区第3次7.5常生产需求，支架选择合适。4结论第4次第5次12.6126平均来压步距& 711.5通过对石垸台煤矿12402浅埋深综采工作面矿表3各区域支架工作阻力频率统计表低阻力区正常阻力区高阻力区测区支架(4 939-5 880 kN)出现频率/%(5 880-6 860 kN)出现频率/%(6 860-7 840 kN)岀现频率/%(7 840-8 824 kN)岀现频率/%大于8824 kN岀现频率/%30*上部测区66.555. 151.246.631.81.75. 16. 8000. 5760*90*中部测区3& 535.228.40. 734.52. 32. 83. 801.6120*150*下部测区14. 87.42.443. 869. 355.433.523.931.416. 55. 1180*整面平均1.72.8& 8压显现规律研究，可得到以下结论：1) 工作面基本顶初次来压步距为27.7 m,现场 来压不明显。见明显漏肝、片帮现象。周期来压步距集中在10~

14 m，平均 11.5 m.3)在工作面整个生产过程中，工作阻力主要集

2) 工作面周期来压步距、来压强度，均呈现中部 大于两端头的现象，且来压期间矿压显现不明显，未

中在5 096-6 468 kN,现有支架完全能够满足工作面 的正常生产需求，支架选择合适。参考文献[1] [2] [3]

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