4103综采工作面回采巷道矿压分析说明_综采工作面矿压分析

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4103综采工作面回采巷道矿压分析说明

根据综采工作面及上下两顺槽布臵的具体条件，采用现场实测的方法，对综采工作面一次采全高过程中的回采巷道矿压显现规律进行了实测研究。

一、工作面地质及开采技术条件

4103综采工作面是我矿4#煤层中第二个回采工作面，东以三条大巷保护煤柱为界，南隔20m为4101采空区，北以F3断层防水煤柱线为界，西与柳林煤矿保安煤柱线相互为界。工作面区域内煤层总体构造形态呈单斜构造。煤层产状为：其走向东西方向，倾向南北0°～180°，倾角6°～10°，煤层厚度2.1～2.4m，平均厚度2.3m，煤层结构简单，赋存稳定。

该工作面地质构造比较简单,伪顶紧贴在煤层之上,极易跨落,底板由泥岩组成,煤层中无夹矸，二、巷道观测测点布臵

（1）巷道表面变形测点布臵

运输顺槽侧自工作面切眼煤壁前方10m起开始布臵巷道变形量观测断面，以后按5m间距布臵观测断面。共布臵20个观测断面，观测范围110m左右。

回风顺槽内自工作面切眼煤壁前方10m起按5m间隔布臵7个测点，观测距离45m。每个断面内设定两帮方向和顶底板方向的位移基点。两帮方向选定锚杆端头作为基点，顶底方向以顶板观测仪为基点，用钢卷尺和测杆进行测读。

（2）超前支承压力观测

顺槽内自切眼煤壁10m起，每隔10m左右安装一块顶板观测仪，共安装5块顶板观测仪。随工作面推进前移顶板观测仪。观测和记录工作面前方20m范围内的超前支护单体压力。

三、回采工作面两巷矿压显现特点

（1）巷道收敛量动态分析

（a，b）分别是运输顺槽中3、6两测点的顶底板累计移近量ΔH与距煤壁距离L/m之间的变化关系。随着工作面不断推进，巷道断面不断减小。

当测点距工作面43m左右时，巷道断面开始变化；当距离为28～23m时，巷道顶板相对移近速度明显加快，此后渐为平缓，在工作面16～12m时顶底板移近量第二次迅速增加，顶底板动态仪的观测也显示下沉加速，有30m处的3.25mm增加到28mm/d，观测中发现，该时间段内巷道围岩产生扰动，导致顶底板移近量增大。当距工作面只有5m时，巷道高度又迅速下降，ΔH值剧增，断面很快变小。

观测结果表明，运顺顶底板移近量具有阶段性：即在工作面前43m时开始收敛，28～23m、16～12m、及小于5m的三个阶段，顶底板移近速度较快，在其他范围内巷道高度变化则较为平缓。回风顺槽的观测与运输顺槽同步进行，(a，b)分别表示了轨道巷4＃、8＃测点的顶底板及两帮累计移近量Δ与距工作面距离L/m之间的变化关系。

分析其结果可知，回风顺槽顶底板移近量ΔH在距工作面53就有发生，但增加斜率较缓，随工作面的推进，值呈线性趋势，其变化范围在工作面前方53-45m内，这段时间巷道的变形只要是围岩体的软化及随时间发展的蠕变，受采动影响较小。当工作面推进到距测点36m左右时，ΔH增长的斜率开始加大，其增加的趋势是单调的，不像运顺的ΔH那样具有阶段性。

巷道两帮移近量与顶底板移近量观测同时进行。距工作面36m时，两帮移近量开始迅速增加，直到31m左右减弱，正好与顶底板移近量变化相吻合。

巷道变形的规律，总体是顶底垂直方向位移量大于两帮水平方向位移量。在观测范围内，轨道巷内的8＃测点，当它由最初位于工作面切眼煤壁前方53m退至煤壁前方8.4m时，两帮累计位移量92mm，顶底位移量为168mm。运输机巷的6＃测点，开始位于煤壁前方26m处，工作面推至测点2.5米时，顶底位移量为163mm。这说明运输机巷受采动影响要大于回风巷。

（2）巷道变形速度动态分析

（a，b）分别是运输巷的顶底板的移近速度与时间的变化关系，运输机巷的顶底位移速度峰值出现在5月9日，这是由于靠工作面下端的老顶断裂下沉出现在5月8日14：00时以后，它的下沉量部分累计到了5月9日。

（a，b）分别是轨道顺槽的顶底板和两帮的移近速度与时间的变化关系，分析可知，在初放期间，轨道巷测点的顶底位移速度

在5月8日出现一高峰，其后移近速度下降，这说明5月8日14：00之前工作面靠轨道巷侧老顶已经初次断裂下沉，它对巷道变形产生了明显作用。

（3）巷道超前支护阻力分析 在初次放顶期间，对工作面轨道和运输机巷超前支护的单体压力进行了测定。

两巷单体压力为单峰曲线，峰值在靠煤壁前方8米左右。测得单体压力值，运输顺槽为2～8MPa，轨道顺槽为2～22MPa，分布非常不均匀，与单体的初撑力关系极大。

从单体压力运行曲线看，单体初撑之后都有一个压力下降过程，初撑力大于10MPa以上时，这种情况更为明显，4小时后压力稳定上升。这反映了煤层巷道支护的特性，单体支柱对煤层底板有一个压缩变形作用过程。综合来看，单体的初撑力保持在10MPa范围是合适的。

四、结论

（1）运输顺槽断面缩小量具有阶段性。测点距工作面43m时，巷道开始收敛，距离28～23m时，顶底板的相对移近速度明显加快；距工作面16～12m处巷道高度急剧降低，相对移近量168mm。该段巷道围岩变形很大，巷道支架严重扭曲、损坏；之后巷道高度的变化比较平缓，当距工作面只有5m时，巷道高度的下降速度又有所增加，断面很快变小。

（2）回风顺槽高度改变量也在工作面前方50m时就存在，但比较平缓，随工作面推进ΔH值呈线性增长趋势，距工作面36m

时，ΔH的增长速度加大，ΔH值不断呈单调趋势增加。

（3）两巷单体压力为单峰曲线，峰值在靠煤壁前方8m左右。测得单体压力值，运输顺槽为2～8MPa，回风顺槽为2～22MPa，回采期间应加强两巷超前支护管理。

山西柳林王家焉煤矿有限公司

二0一0年六月十五日

4103综采工作面回采巷道

矿压分析说明

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