淺埋煤層大采高綜采面支架支護性能分析

摘要:通過對張家峁煤礦6.0m大采高綜采面(15201首采面)頂板壓力、支架立柱收縮量進行現(xiàn)場實測，揭示了淺埋煤層大采高綜采面礦壓規(guī)律及大型國產(chǎn)支架(ZY12000/28/63D)在實際支護過程中的運轉(zhuǎn)特性，得出此類大型國產(chǎn)化液壓支架適應淺埋煤層大采高綜采面控制頂板要求，為類似張家峁煤礦15201首采面開采條件下的綜采面支架選型提供了理論基礎。

關(guān)鍵詞:淺埋煤層現(xiàn)場實測初次來壓周期來壓支架運轉(zhuǎn)特性支護性能

中圖分類號:TD323文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0101-01

采礦行業(yè)中，安全高效回采礦產(chǎn)資源是永恒的主題，特別是當今國際能源緊張的情況下，煤炭資源開采和利用顯得更加迫切。隨著陜北礦區(qū)的開發(fā)，我國許多學者研究了淺埋煤層綜采面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與液壓支架選型及圍巖控制設計等方面的研究工作[1～3]。國內(nèi)石平五、黃慶享等學者對大柳塔煤礦1203工作面礦壓規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究，系統(tǒng)總結(jié)了淺埋煤層礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律，建立了淺埋煤層頂板控制理論，奠定了淺埋煤層頂板控制的理論基礎，本文通過對淺埋煤層大采高綜采面來壓規(guī)律、來壓時支架的工作阻力及動載情況進行分析研究，得出淺埋煤層大采高綜采面國產(chǎn)支架支護性能。

1 淺埋煤層大采高綜采面概況

張家峁煤礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，屬于1～3°的單斜構(gòu)造，無大的斷裂和褶皺，無巖漿活動痕跡。延安組為向西南微傾的簡單疊置地層，每千米降深6～8m。15201首采工作面屬于5-2煤一盤區(qū)的第2個綜采面，切眼位于5-2煤層火燒區(qū)邊界。具體布置在主、副平硐井底附近。工作面采用三條巷道布置方式(回風、輔運及膠運順槽)，順槽與5-2煤大巷垂著布置。根據(jù)鉆孔資料知道，礦區(qū)煤層由于火燒邊界的存在，所以前期開采5-2煤，5-2煤埋藏深度為280m左右，基巖厚度160m左右，上覆松散層厚度120m左右，基巖厚度起伏變化較小，松散層厚度起伏較大。所以該煤層屬于較厚基巖、松散層厚度較大的淺埋煤層。張家峁煤礦15201首采面采用綜采長壁采煤法，全部冒落法管理項板。工作面采煤設備采用7LS7A型采煤機、ZY12000/28/63D液壓支架。

2 淺埋煤層大采高綜采面礦壓規(guī)律

15201首采面且眼通過強制欲裂爆破后，初次來壓布局約55m左右，中部首先來壓，來壓時壓力突增，由初撐力7916kN增至12327kN，是額定工作阻力的102.7%，動載系數(shù)為1.56，如圖1所示。周期來壓比較頻繁，來壓時一般小于或者接近額定工作阻力，80%支架安全閥開啟，只有8%支架瞬時壓力超過12000kN，周期來壓時中部測區(qū)來壓步距小于上下兩端測區(qū)來壓步距，來壓期間支架立柱下縮量普遍介于20～50mm。

根據(jù)淺埋煤層大采高綜采面來壓時，國產(chǎn)ZY12000/28/63D型液壓支架立柱收縮量小于50mm，其中收縮量中部測區(qū)收縮量大于上下兩端測區(qū)，中部測區(qū)收縮量早于上下兩端測區(qū)，且中部測區(qū)收縮量在達到最大收縮量時趨于平緩，說明國產(chǎn)ZY12000/28/63D型液壓支架滿足淺埋煤層大采高綜采面控制頂板要求。并且根據(jù)立柱收縮量也可以發(fā)現(xiàn)中部測區(qū)來壓早于上下兩端測區(qū)。

3 淺埋煤層大采高綜采面支架運轉(zhuǎn)特性分析

工作面支架的增阻情況反應了支架運轉(zhuǎn)特性。支架增阻次數(shù)及增阻量的大小，反映了支架的支護效果、工作面頂板的運動程度以及支架的工作狀。對現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析表明15201首采工作面沿著傾斜方向的不同部位支架的增阻情況基本相同，如圖1所示。

4 結(jié)語

(1)淺埋煤層大采高綜采面中部來壓及支架立柱收縮量都早于上下兩端頭，但是最大下縮量小于50mm。(2)中部來壓步距小于上下兩端測區(qū)來壓步距，爾動載系數(shù)大于其余測區(qū)。(3)淺埋大采高綜采面支架工作特性主要表現(xiàn)為一次增阻型。(4)根據(jù)淺埋煤層大采高綜采面來壓時支架工作阻力認為，國產(chǎn)ZY12000/28/63D型液壓支架基本滿足控制頂板要求。

參考文獻

[1]黃慶享，錢鳴高，石平五.淺埋煤層采場老頂周期來壓結(jié)構(gòu)分析[J].煤炭學報，1999，24(6).

[2]王金華.我國大采高綜采技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤炭科學技術(shù)，2006，34(1).

[3]黃慶享.淺埋煤層長壁開采頂板結(jié)構(gòu)及巖層控制研究[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2000.