薄煤层综采工作面矿压显现规律研究

1、薄煤层综采工作面矿压显现规律研究刘新杰1,张信2,林超1(1山东科技大学资源与环境工程学院,山东青岛266510;2山东东山王楼煤矿,山东济宁272100摘要结合数值模拟和现场实测探讨了薄煤层综采工作面对煤壁前方的影响范围及其分布规律。由于采高较小,初次来压和周期来压显现不明显,需用连续记录仪和现场人员及时观察才能对煤壁前方影响范围准确确定。通过研究得到对前方煤壁较强烈的影响范围为距离煤壁1 6m,对前方煤壁的影响范围为距离煤壁约为16m。关键词矿压显现数值模拟综采工作面中图分类号TD323文献标识码BStudy on the Law of Stratapressure Behavior in

2、 Full mechanizedWorking Face of Thin Seam MiningLiu Xinjie1,Zhang Xin2,Lin Chao1(1College of Resource and Environment Engineering,Shandong University of Science and Technology,Shandong,Qingdao266510,China;2Dongshan Coal Mine of Wang Lou in Shandong,Shandong,Jining272100,China Abstract Numerical simu

3、lation and field measurement of a thin seam coal mining face of the wall in front of the scope and distributionAs mining height small initial pressure and pressure cycle to appear obvious,needed a continuous recorder apparatus and observe the scene in a timely manner to the extent of coal accurately

4、 determine the front wallMore strongly on the front wall of the iMPact of coal range from the coal wall1 6m,on the front wall of the range of coal from the coal wall is about36mKey words Underground pressure Numerical simulation fully mechanized working face15121工作面为王楼煤矿五采区首采工作面,所采煤层为12下煤,平均厚度11m,煤层

5、结构简单,断层较少,但煤层倾角变化较大,煤层倾角10 18。开采水平为680m,地面标高+334m,工作面标高6609 7135m。1现场观测方案设计11工作面综采支架工作阻力监测采用仪器为YHY60A本安型数字压力计,分别在工作面上、中、下部均匀布置5条监测线,监测支架左、右柱工作阻力的变化情况。测线布置:上下端头的支架各一条,中间基本支架3条,即分别布置在15#、25#、35#、45#、55#支架上,依次编号1 5号。*收稿日期:20100702作者简介:刘新杰(1986,男,山东科技大学采矿工程专业09级硕士研究生,主要从事于矿山压力与岩层控制方面的研究。12巷道围岩变形监测顶底板移近量

6、采用顶板动态报警记录仪进行观测,在皮带顺槽超前工作面30m范围内,间隔6m安设5台顶板动态监测仪,监测顺槽顶底板的相对移近量。利用顺槽成巷期间设置的监测基点,在轨道顺槽补设部分基点,在回采顺槽距切眼80m、100m、120m处布置三个测区,用收敛计和测尺测巷道受采动影响过程中的顶底板及两帮移近量,每天监测一次,并算出移近速度。13单体液压支柱支护阻力监测在轨道和皮带顺槽距切眼100m、102m处分别安装两台YHY60B型矿用数字单体支柱压力计,连续观测单体液压支柱支护阻力的变化情况,每天或隔天采集数据一次。2观测结果分析32掘进工作面在使用前后对比情况综掘工作面使用前粉尘的含量为1638mg/

7、m3,使用后96mg/m3。掘进锚喷巷道使用前粉尘的含量为176mg/m3,使用后82mg/m3。33运输大巷、斜巷使用前后对比情况未使用前,靠人工进行操作,费时费力操作困难,洒水效果差,巷道空气中粉尘的浓度为376mg/m3,使用后浓度将为12mg/m3。4结论(1防尘、降尘由现在的自动化控制代替了手工开启操作,降尘效果明显。(2粉尘浓度的降低,提高了工作面环境质量,创建了风洁气润的生产条件,保护了职工的人身安全,降低了尘肺病的发生。 矿压观测从2010年4月15日开始,共进行了32d ,在 此期间,工作面推进了100m 。21来压步距分析(表1、表2表1工作面初次来压情况来压部位来压时间(

8、月、日、时持续时间(h 推进距离(m 来压步距(m 备注下部429854343中部42984432432上部428753838平均414切眼宽度为45m 表2工作面周期来压步距来压顺序部位推进距离(m 来压步距(m 平均(m 1上部4825263中部4957下部4682上部567874中部56474下部5373上部6529291中部64581下部63104上部7237183中部72378下部73105上部84117115中部84117下部8411116上部9349492中部93191下部93291平均8622巷道变形分析(图1 图3 图1100m 处断面观测整理数据3结论通过采用理论分析、数值模拟及现场实测综合研究得到以下主要结论:(1采动影响波及到工作面前方16m ,工作面前方超前支承压力峰值区约为1 6m ,峰值点位置在工作面前方2 4m 范围内。(215121工作面顶板初次来压步距414m ,来压强度中等偏低,周期来压步距为86m ,液压支架柱力一般在21 28MPa ,来压显现不明显。(3采用数值模拟揭示了当工作面推进74m 时,由于周期来压不久,瓦斯浓度突然变大,工作面瓦电闭锁,采取加强通风,并每间隔9m 在关门柱处用黄土沙袋封堵采空区顺槽的措施,取得了良好效果。(4由实测知工作面液压支柱受力较为均匀,液压支架左柱一般大于右柱,左柱约为右柱的