大采高工作面礦壓顯現規律研究分析

李維柱　郭盛華　盧鑫

摘 要：S8310工作面是陽煤一礦首個一次采全高的大采高工作面。工作面礦壓顯現特征、采場圍巖控制技術研究、支架與圍巖的作用關系、頂板結構特征和運移規律等因素，都對大采高工藝的推廣和應用具有重要的指導意義。為了掌握S8310大采高綜采工作面的礦壓顯現規律和特征，通過分析和研究該工作面的礦壓、覆巖運動規律、煤（巖）應力狀態和變形規律，為大采高綜采面頂板的管理、大斷面回采巷道支護的優化設計提供了重要的依據。

關鍵詞：大采高；礦壓觀測；支架初撐力；支架載荷

中圖分類號：TD323 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0022-03

1 煤層地質情況

1.1 煤層結構特征

15#煤層位于太原組下部，是區內最主要的煤層，煤厚最大值為9.03 m，最小值為4.77 m，平均厚度為6.91 m，一般含夾矸1～4層，夾矸厚度在0.1～1.0 m之間，屬復雜結構煤層。在全井田范圍內可采性指數為1，煤厚變異系數為13.30%，屬穩定全區可采煤層。

1.2 煤層頂底板巖性

基本頂：屬石灰巖，厚12.7 m，灰色，致密，堅硬，裂隙發育，充填物為方解石脈，含動物化石，中間夾兩層黑色泥巖；直接頂：屬泥巖，厚0.85 m，黑色，致密，性脆；直接底：屬泥巖，厚0.95 m，灰色，含植物化石；基本底：屬細砂巖，厚5.3 m，灰白色，堅硬，具有水平層理。

2 S8310綜采工作面概況

2.1 S8310綜采工作面的主要技術參數

工作面走向長1 023 m，傾斜長220 m，煤層厚度為6.35～6.60 m，平均厚度為6.51 m，開采存儲量為1.866 Mt。本工作面總體為一向斜構造，局部發育有次一級的向、背斜構造。煤層傾角為1～13°，平均傾角為6°。工作面為15#煤一次采全高，采用走向長壁一次采全高綜采自動化采煤法、全部跨落法管理頂板。工作面沿煤層頂、底板推進，平均采高6.5 m，循環進度為0.8 m。

2.2 巷道布置和斷面特征

該工作面采用一進兩回開切巷加走向高抽巷的方式布置。其中進風巷（5.4 m×3.6 m）、回風巷（4.6 m×3.6 m）、切巷（9.5 m×4.5 m）沿15#煤上層布置，內錯尾巷沿距15#煤層頂板上方8～11 m的泥巖布置，走向高抽巷沿K4灰巖下部的泥巖布置，距15#煤層頂板60～66 m。

3 工作面礦壓觀測方案

3.1 支架內部受力觀測

支架采用的是電液控制系統，改控制系統是計算機與控制技術、檢測技術和液壓技術綜合一體化的新技術，此系統提高了支架控制操作的自動化程度。通過匯集來自工作面支架控制器采集的數據和參數，并隨時調用、顯示這些數據參數，可監視支架的工況和動作狀態，分析每天或每班支架前、后立柱的初撐力、工作阻力，還可計算平均值。

3.2 液壓支架立柱阻力觀測

工作面的測站布置要具有代表性，應能反映出整個工作面的實際情況。根據礦壓觀測內容來合理確定工作面測站的布置，可在采面內每間隔一定距離設置一個測站，并以測站內的支架作為觀測線。

S8310大采高綜采工作面內布置有130架液壓支架，沿工作面布置了5個測區（測區Ⅰ、測區Ⅱ、測區Ⅲ、測區Ⅳ和測區Ⅴ），共25條觀測線。礦壓觀測區的布置方式和位置如圖1所示。在進行觀測時，當該液壓支架無法顯示或顯示值超出誤差范圍時，優先讀取相鄰的液壓支架。

摘 要：S8310工作面是陽煤一礦首個一次采全高的大采高工作面。工作面礦壓顯現特征、采場圍巖控制技術研究、支架與圍巖的作用關系、頂板結構特征和運移規律等因素，都對大采高工藝的推廣和應用具有重要的指導意義。為了掌握S8310大采高綜采工作面的礦壓顯現規律和特征，通過分析和研究該工作面的礦壓、覆巖運動規律、煤（巖）應力狀態和變形規律，為大采高綜采面頂板的管理、大斷面回采巷道支護的優化設計提供了重要的依據。

關鍵詞：大采高；礦壓觀測；支架初撐力；支架載荷

中圖分類號：TD323 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0022-03

1 煤層地質情況

1.1 煤層結構特征

15#煤層位于太原組下部，是區內最主要的煤層，煤厚最大值為9.03 m，最小值為4.77 m，平均厚度為6.91 m，一般含夾矸1～4層，夾矸厚度在0.1～1.0 m之間，屬復雜結構煤層。在全井田范圍內可采性指數為1，煤厚變異系數為13.30%，屬穩定全區可采煤層。

1.2 煤層頂底板巖性

基本頂：屬石灰巖，厚12.7 m，灰色，致密，堅硬，裂隙發育，充填物為方解石脈，含動物化石，中間夾兩層黑色泥巖；直接頂：屬泥巖，厚0.85 m，黑色，致密，性脆；直接底：屬泥巖，厚0.95 m，灰色，含植物化石；基本底：屬細砂巖，厚5.3 m，灰白色，堅硬，具有水平層理。

2 S8310綜采工作面概況

2.1 S8310綜采工作面的主要技術參數

工作面走向長1 023 m，傾斜長220 m，煤層厚度為6.35～6.60 m，平均厚度為6.51 m，開采存儲量為1.866 Mt。本工作面總體為一向斜構造，局部發育有次一級的向、背斜構造。煤層傾角為1～13°，平均傾角為6°。工作面為15#煤一次采全高，采用走向長壁一次采全高綜采自動化采煤法、全部跨落法管理頂板。工作面沿煤層頂、底板推進，平均采高6.5 m，循環進度為0.8 m。

2.2 巷道布置和斷面特征

該工作面采用一進兩回開切巷加走向高抽巷的方式布置。其中進風巷（5.4 m×3.6 m）、回風巷（4.6 m×3.6 m）、切巷（9.5 m×4.5 m）沿15#煤上層布置，內錯尾巷沿距15#煤層頂板上方8～11 m的泥巖布置，走向高抽巷沿K4灰巖下部的泥巖布置，距15#煤層頂板60～66 m。

3 工作面礦壓觀測方案

3.1 支架內部受力觀測

支架采用的是電液控制系統，改控制系統是計算機與控制技術、檢測技術和液壓技術綜合一體化的新技術，此系統提高了支架控制操作的自動化程度。通過匯集來自工作面支架控制器采集的數據和參數，并隨時調用、顯示這些數據參數，可監視支架的工況和動作狀態，分析每天或每班支架前、后立柱的初撐力、工作阻力，還可計算平均值。

3.2 液壓支架立柱阻力觀測

工作面的測站布置要具有代表性，應能反映出整個工作面的實際情況。根據礦壓觀測內容來合理確定工作面測站的布置，可在采面內每間隔一定距離設置一個測站，并以測站內的支架作為觀測線。

S8310大采高綜采工作面內布置有130架液壓支架，沿工作面布置了5個測區（測區Ⅰ、測區Ⅱ、測區Ⅲ、測區Ⅳ和測區Ⅴ），共25條觀測線。礦壓觀測區的布置方式和位置如圖1所示。在進行觀測時，當該液壓支架無法顯示或顯示值超出誤差范圍時，優先讀取相鄰的液壓支架。

摘 要：S8310工作面是陽煤一礦首個一次采全高的大采高工作面。工作面礦壓顯現特征、采場圍巖控制技術研究、支架與圍巖的作用關系、頂板結構特征和運移規律等因素，都對大采高工藝的推廣和應用具有重要的指導意義。為了掌握S8310大采高綜采工作面的礦壓顯現規律和特征，通過分析和研究該工作面的礦壓、覆巖運動規律、煤（巖）應力狀態和變形規律，為大采高綜采面頂板的管理、大斷面回采巷道支護的優化設計提供了重要的依據。

關鍵詞：大采高；礦壓觀測；支架初撐力；支架載荷

中圖分類號：TD323 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0022-03

1 煤層地質情況

1.1 煤層結構特征

15#煤層位于太原組下部，是區內最主要的煤層，煤厚最大值為9.03 m，最小值為4.77 m，平均厚度為6.91 m，一般含夾矸1～4層，夾矸厚度在0.1～1.0 m之間，屬復雜結構煤層。在全井田范圍內可采性指數為1，煤厚變異系數為13.30%，屬穩定全區可采煤層。

1.2 煤層頂底板巖性

基本頂：屬石灰巖，厚12.7 m，灰色，致密，堅硬，裂隙發育，充填物為方解石脈，含動物化石，中間夾兩層黑色泥巖；直接頂：屬泥巖，厚0.85 m，黑色，致密，性脆；直接底：屬泥巖，厚0.95 m，灰色，含植物化石；基本底：屬細砂巖，厚5.3 m，灰白色，堅硬，具有水平層理。

2 S8310綜采工作面概況

2.1 S8310綜采工作面的主要技術參數

工作面走向長1 023 m，傾斜長220 m，煤層厚度為6.35～6.60 m，平均厚度為6.51 m，開采存儲量為1.866 Mt。本工作面總體為一向斜構造，局部發育有次一級的向、背斜構造。煤層傾角為1～13°，平均傾角為6°。工作面為15#煤一次采全高，采用走向長壁一次采全高綜采自動化采煤法、全部跨落法管理頂板。工作面沿煤層頂、底板推進，平均采高6.5 m，循環進度為0.8 m。

2.2 巷道布置和斷面特征

該工作面采用一進兩回開切巷加走向高抽巷的方式布置。其中進風巷（5.4 m×3.6 m）、回風巷（4.6 m×3.6 m）、切巷（9.5 m×4.5 m）沿15#煤上層布置，內錯尾巷沿距15#煤層頂板上方8～11 m的泥巖布置，走向高抽巷沿K4灰巖下部的泥巖布置，距15#煤層頂板60～66 m。

3 工作面礦壓觀測方案

3.1 支架內部受力觀測

支架采用的是電液控制系統，改控制系統是計算機與控制技術、檢測技術和液壓技術綜合一體化的新技術，此系統提高了支架控制操作的自動化程度。通過匯集來自工作面支架控制器采集的數據和參數，并隨時調用、顯示這些數據參數，可監視支架的工況和動作狀態，分析每天或每班支架前、后立柱的初撐力、工作阻力，還可計算平均值。

3.2 液壓支架立柱阻力觀測

工作面的測站布置要具有代表性，應能反映出整個工作面的實際情況。根據礦壓觀測內容來合理確定工作面測站的布置，可在采面內每間隔一定距離設置一個測站，并以測站內的支架作為觀測線。

S8310大采高綜采工作面內布置有130架液壓支架，沿工作面布置了5個測區（測區Ⅰ、測區Ⅱ、測區Ⅲ、測區Ⅳ和測區Ⅴ），共25條觀測線。礦壓觀測區的布置方式和位置如圖1所示。在進行觀測時，當該液壓支架無法顯示或顯示值超出誤差范圍時，優先讀取相鄰的液壓支架。