大采深坚硬顶板工作面安全开采技术(二)

支柱上，造成支柱承载不均匀。

2．1．2活柱缩量分析

   工作面每观测排的平均活柱缩量65．8mm，最大

值346mm，最大平均值86．3mm。按照控顶排的顺序

整理出的数据见表1及图1。

    从图1可以看出：支柱活柱缩量随与煤壁的距离

增加而增大，近似线性增长；并且随着控顶排的增

加，曲线斜率有变大的趋势。

2．1．3顶底板移近量及移近速度分析

   工作面顶板移近量平均值120．3m，最大387mm，

最大平均值129．7mm；移近速度平均值4．1mm／h，最大

值11．62mm／h，最大平均值4．4mm／h。工作面初次来

压前顶底板移近量平均值48mm，最大平均值51．5

mm；来压时顶底板移近量平均值259．4mm，最大平

均值280．8mm，来压时顶底板移近量为来压前的5．4

倍，这说明工作面初次来压非常强烈。

2．2工作面来压预报

2．2．1来压预报原理

   随着工作面自切眼开始不断推进，原处于相对

稳定状态的基本顶岩梁传递至煤层上的压力逐渐加

大，在煤壁附近形成应力高峰区，当应力值超过煤层

的极限强度时，煤体被破坏，其支撑能力降低，煤壁

附近形成的应力高峰区将向煤体深部转移，导致岩

层发生剪切破坏，当工作面推进至一定距离时，岩梁

在端部断裂(即工作面煤壁前方一定距离)，当工作

面推进到距断裂线一定距离后，由于支撑条件发生

了变化，最大弯矩由两端转向中部(即工作面位

置)，导致岩梁中部开裂，从而造成工作面来压。

2．2．2初次来压预报

   根据以上分析，在工作面下平巷沿走向均匀布

置了4台KY-82型顶板动态仪，间距5m，随工作面推

进，当第一台动态仪距煤壁2m时回撤，再安设在第

四台前方5m。每班整理出各测点的顶底板移近速

度，利用线性插值法推算出煤壁前方5、10、15、20m

位置的移近速度，从而确定基本顶岩梁的断裂位置。

   3月25日对观测数据进行整理发现，早班在工作

面煤壁前方5、10、15m同时出现顶底板移近速度高

峰，煤壁前方20m处移近速度正常；中班各观测点顶

底板移近速度恢复正常。据此分析，基本顶已断裂，

位置在早班工作面煤壁前方10m处，此时工作面已

推进32m，基本顶初次断裂线距切眼42m。

   基本顶岩梁端部发生断裂后，工作面并不是立

即来压，而是工作面推进至断裂线一定距离后,岩梁

发生反转，工作面才会来压。一般当工作面推进到距

断裂线0．5-3m时，工作面来压。3月26日工作面距断

裂线还有7．6m，按每循环0．8m、每天三循环推算，工

作面来压时间约在28日至30日。据此发出工作面初

次来压预报。

   28日夜班，工作面煤壁前方5m处出现顶底板移

近速度高峰，10、15、20m处移近速度依次降低，表明

基本顶沉降显著。28日早班，顶板发出雷鸣般的断裂

声，来压异常强烈，个别支柱折断，人员多次撤出。来

压后由于工作面推进速度明显放慢，来压时间延长

至31日中班。

2．2．3周期来压预报

   工作面进人周期来压阶段后，根据同样的规律

 作出预报，由于周期来压强度比初次来压明显降低，

 基本顶断裂线只深入煤壁前方5m左右，持续时间约

 4—6个循环。

   根据矿压观测数据分析，发出预报4次，准确预

 报了初次来压和3个周期来压，对资料进行整理后，

 得出该工作面初次来压步距约42m，周期来压步距

 约19．2m。

 3坚硬顶板处理及防治冲击地压措施

 3．1坚硬顶板管理措施

 3．1．1加强支护措施

   由于该工作面为坚硬顶板，除按正常支护要求

 外，在切顶排内侧每隔6m支设一组丛柱，丛柱支设

 形式为二梁四柱，顶梁沿走向使用。

 3．1．2强制放顶措施

   由于工作面顶板为中粒砂岩，坚硬难冒落，工作

 面推采前，在切眼内先布置一排放顶眼，初采后即先

 断顶。打放顶眼采用MLK-20锚杆打眼机，打眼深度

 4—6m，与顶板的水平夹角65’-70*，每三个为一组，

 组内放顶眼呈楔形布置，眼距1．2m，两组放顶眼间距

 3m。工作面向前每推进5个循环后再按上述要求打

 第二茬放顶眼。确保当悬顶距大于5m、倾斜长度超