大采深坚硬顶板工作面安全开采技术(一)

大采深坚硬顶板工作面安全开采技术

  冀贞文，王怀新，唐绍琴

(新汶矿业集团公司，山东新泰  271219)

    摘要：为了进一步摸清新汶矿区深部采煤工作面的矿压显现规律，制定有针对性的安全开采措

施，进行了矿压观测及其数据分析。对孙村矿4421工作面的安全开采经验进行了分析总结，为大采深坚

硬顶板并具冲击地压威胁的采煤工作面的安全开采提供了经验。

   关键词：大采深；坚硬顶板；工作面；矿压显现规律；防；中措施；开采技术

   中图分类号：TD323    文献标识码：C    文章编号：1008-4495(2004)03-0064-03

    孙村矿442LT~作面平均埋深1036m，顶板为13m

厚的灰白色中粒砂岩，坚硬不易冒落，四层煤属中等

冲击倾向煤层。通过进行矿压观测及数据分析，摸清

了顶板运动规律，并采取了加强支护、强制放顶、防

治冲击地压等措施，保证了工作面的安全开采，为类

似条件工作面的安全开采提供了经验。

1工作面概况

1．1工作面位置及地质条件

   4421工作面位于-800m水平前组四采区第V

亚阶段，东为P11断层，西为F12断层，上为442032

作面采空区，下为F15断层，上覆二层煤尚未开采。

工作面埋深988~1085m，走向长423m，倾斜长165

m，煤层平均厚度1．86m，煤层倾角26*，工业储量

175483t，可采储量166709t。煤层以上为13m厚的

灰白色中粒砂岩，坚硬不易冒落。底板为2m厚的细

砂岩。

1．2生产技术条件

   工作面使用4MG-200W1型运输机落、装、运煤，

DZ22型单体液压支柱配HDJB-800型金属铰接顶梁

支护，支柱全部穿铁鞋，柱距0．6m，排距0．8m，支回方

式“见五回一”，机道宽度1．3m，最大控顶距4．5m，最

小控顶距3．7m，沿切顶排支设一排高分子戗棚，每6

m支设一组丛柱，丛柱支设形式为二梁四柱。

2矿压观测数据及显现规律分析

   该工作面矿压观测采用常规矿压观测方法，共

观测130排，历经初次来压、三个周期来压，获得了大

量的实测数据，除对支柱载荷、活柱缩量、顶底板移

近量及移近速度、工作面上下两巷超前压力影响范

围等进行规测外，还采用KY-82型顶板动态仪监测

工作面下平巷顶底板移近速度，分析支承压力的扩

展过程，准确推断基本顶的运动形式及初次来压的

步距、时间，并及时采取了针对性的措施，保证了工

作面来压期间的安全，取得了较好的效果。

2．1常规“三量”资料分析

2．1．1支柱载荷分析

   通过观测数据分析，该工作面平均支柱载荷

157．5kN／根，最大值329．7kN／根，最大平均值241．7

kN／根，157kN(即实测20MPa)以上的支柱占全部观

测支柱总数的49％。综合分析主要是由于工作面顶

板坚硬，采空区悬顶难冒落，支柱要承受长悬壁的岩

体，而岩体在破断之前的变形和蠕变，会使支柱的载

荷迅速增大；大块悬顶冒落即岩体破断时，常出现强

冲击载荷，个别支柱载荷达到329kN(即实测42

MPa)。   

   通过比较；支柱的平均载荷与最大平均值、最大

值相差较大，主要有以下原因：

   1)工作面顶板为厚13m的中粒砂岩，坚硬不易

冒落，在采空区常有3-5m左右的悬顶，是造成支柱

载荷分布不均的主要因素。

   2)工作面来压时，顶板运动加剧，震顶频繁，个

别支柱因受冲击而变形、卸荷，致使压力集中到其他

    作者简介：冀贞文(1973—)，男，山东新泰人，工程师，

1995~$业于山东矿业学院采矿工程专业，一直从事煤炭生

产技术管理工作。