【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 場(chǎng)礦壓資料、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬及理論分析，建立大采高綜采采場(chǎng)的力學(xué)模型，形成大采高綜采支架——圍巖作用關(guān)系，得到大采高綜采技術(shù)下不同工作面長(zhǎng)度及采高的支架工作阻力的變化及確定。為大采高綜采同類采場(chǎng)的工作面回采提供科學(xué)依據(jù)。Figure research technical route chart第二章大采高綜采不同采高工作面礦壓規(guī)律實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比研究由于大采高綜采工作面采高不斷加大，開采過(guò)程中煤層頂板結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)特征也將發(fā)生變化。大采高綜采工作面的礦山壓力及其控制自然不同于普通采高綜采工作面。做好大采高綜采工作面在推進(jìn)過(guò)程中礦壓現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)對(duì)研究上覆巖層結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，初步掌握工作面的礦壓規(guī)律，合理確定支架工作阻力和優(yōu)化支架選型具有重要的指導(dǎo)意義。本章主要研究了2個(gè)不同采高的大采高綜采工作面的礦壓現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)（補(bǔ)連塔礦12406工作面、上灣煤礦51202工作面），總結(jié)大采高綜采工作面不同采高礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的共同特點(diǎn)。這兩個(gè)大采高綜采工作面均實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效。 12406工作面開采技術(shù)條件補(bǔ)連塔煤礦12406綜采工作面所在煤層為12煤，位于補(bǔ)連塔井田四盤區(qū)西部。地表標(biāo)高為+ ～+，煤層底板標(biāo)高為+ ～+。12406綜采工作面北東側(cè)為12407工作面，南西側(cè)為12405綜采工作面采空區(qū)，南東側(cè)為煤液化污水池保安煤柱和12煤三條大巷。 12406綜采工作面走向長(zhǎng)度2763m，傾斜長(zhǎng)度3 ，煤層傾角為1～3176。，回采面積為1079396m2，103Kg/m3。最大控頂距為5843mm，最小控頂距為4978mm，端面距≤550mm。工作面頂?shù)装逄卣魅绫?1。表21 煤層頂?shù)装逄卣鞅鞹able 21 coal seam roof and floor characteristics table頂、底板巖石名稱厚 度巖性特征老 頂粉砂巖、中粒砂巖90～主要成分為石英和長(zhǎng)石，含少量云母片，泥質(zhì)膠結(jié)；發(fā)育緩波狀及小型斜層理，致密結(jié)構(gòu)。直接頂中粒砂巖～灰白色，泥質(zhì)膠結(jié)，可見斜層理發(fā)育，含泥質(zhì)包裹體，與下伏煤層呈沖刷接觸。偽 頂————直接底粉砂巖～灰色，波狀層理發(fā)育，沿層理局可見植物葉化石。工作面采煤機(jī)選用德國(guó)EKF公司生產(chǎn)的SL1000型采煤機(jī)，液壓支架選用鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的ZY12000/25/50型液壓支架，共176臺(tái)。工作面割煤方式為雙向，往返一次割兩刀。采煤機(jī)、液壓支架等工作面設(shè)備主要技術(shù)特征見表22。表22 工作面主要設(shè)備配備表Table22The main equitment in working face序號(hào)名稱型號(hào)性能1采煤機(jī)SL1000～ m,引速度0～2刮板輸送機(jī)JOY變頻31000設(shè)備運(yùn)輸能力3800t/ h , 裝機(jī)功率2 1000kW3轉(zhuǎn)載機(jī)JOY500KW運(yùn)輸能力3500t/ h4破碎機(jī)JOY400KW破碎能力3500 t/ h5液壓支架ZY12000/25/50支護(hù)支護(hù)高度2500～5000mm，支架工作阻力12000kN ,基本架,過(guò)渡架，端頭架6乳化液泵站KAMAT K35055M流量439l/ min , 12406工作面礦壓實(shí)測(cè)方法 m，共布置液壓支架176架。工作面在推進(jìn)過(guò)程中，每個(gè)支架立柱均裝有壓力及壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄傳輸。因此，對(duì)礦壓觀測(cè)時(shí)采用提取PM32壓力數(shù)據(jù)繪制成壓力變化曲線在進(jìn)行來(lái)壓特征分析的方法進(jìn)行。我們主要分析具有代表性的70、80、150、160號(hào)支架。 12406工作面支架布置示意圖Fig21Disposal sketch map of measure position 12406工作面礦壓實(shí)測(cè)結(jié)果工作面來(lái)壓規(guī)律12406工作面5月份開始生產(chǎn)，進(jìn)行礦壓觀測(cè)的時(shí)間為8月1日至9月30日，相應(yīng)的工作面推進(jìn)距離為0～560m，觀測(cè)總長(zhǎng)度為560m?！?、70、80、150、160號(hào)支架工作阻力隨推進(jìn)距離的變化曲線。由圖得出70、80、150、。工作面上部（30支架）周期來(lái)壓步距6～13m，平均周期來(lái)壓步距10m，來(lái)壓期間平均工作阻力為9399kN（）,是額定工作阻力的78％，；工作面中部（70、80支架）周期來(lái)壓步距5～20m，平均周周期來(lái)壓步距13m，來(lái)壓期間平均工作阻力為10200kN（406bar）,是額定工作阻力的85％，；工作面下部（150、160支架）周期來(lái)壓步距4～13m，平均周期來(lái)壓步距9m，來(lái)壓期間平均工作阻力為8849kN（）,是額定工作阻力的74％。表23 12406工作面支架來(lái)壓特征匯總表Table 23 12406 face support pressure characteristics summary table來(lái)壓情況周期來(lái)壓來(lái)壓步距/m來(lái)壓時(shí)循環(huán)末阻力/bar來(lái)壓動(dòng)載系數(shù)最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值20架 303402 30架 336456396 70架 348468408 80架345465405 150架309324 160架 315462 最小值　　303　　　　最大值　　　468　　 　平均值　　　　　　 由于來(lái)壓步距的隨機(jī)性，為此按照來(lái)壓步距區(qū)間LC=[4，24]，依據(jù)2m的間距分組，統(tǒng)計(jì)落在每一個(gè)區(qū)間的概率（百分率），畫成直方圖，然后判斷占有最大百分率的來(lái)壓步距即12406工作面的周期來(lái)壓步距值。12406工作面周期來(lái)壓步距的統(tǒng)計(jì)百分率，參見表24。表24 12406工作面周期來(lái)壓步距統(tǒng)計(jì)百分率Table 24 12406 working face periodic weighting distance statistical percentage周壓步距區(qū)間4~66~88~1010~1212~14統(tǒng)計(jì)數(shù)（個(gè)）415181819百分比(%)周壓步距區(qū)間14~1616~1818~2020~2222~24統(tǒng)計(jì)數(shù)（個(gè)）62433百分比(%)，周期來(lái)壓步距在6m16m區(qū)間的統(tǒng)計(jì)白分比已經(jīng)占到總數(shù)的82%左右，由此確定的12406工作面的周期來(lái)壓步距為13m，和直方圖的平均變化趨勢(shì)也完全相符，即直方圖所得的補(bǔ)礦12煤層開采中期的周期來(lái)壓步距平均值為13m。圖24 89月份 20＃、30＃支架工作阻力隨推進(jìn)步距變化曲線Fig24 The20＃ 、30＃working resistance variety with the distance of coalface advance 圖24 8 9月份 70＃、80＃支架工作阻力隨推進(jìn)步距變化曲線Fig26 The70＃、 80＃working resistance variety with the distance of coalface advance 89月份 150＃、160＃支架工作阻力隨推進(jìn)步距變化曲線 150＃、160＃working resistance variety with the distance of coalface advance 圖29 12406工作面來(lái)壓步距分布直方圖 the 12406 weighting distance distribution histogram working face 工作面支架工作阻力工作面采用ZY12000/25/50型液壓支架，額定工作阻力12000KN，初撐力7917KN。～。 20號(hào)支架工作阻力分布直方圖 the working resistance distribution histogram of support 30號(hào)支架工作阻力分布直方圖 the working resistance distribution histogram of support 70號(hào)支架工作阻力分布直方圖 the working resistance distribution histogram of support 80號(hào)支架工作阻力分布直方圖 the working resistance distribution histogram of support 150號(hào)支架工作阻力分布直方圖 the working resistance distribution histogram of support 160號(hào)支架工作阻力分布直方圖 working resistance distribution histogram of support 上部（30號(hào)）支架實(shí)測(cè)工作阻力總體上近似正態(tài)分布。，相當(dāng)于額定工作阻力（12000kN）%，%，相當(dāng)于額定工作阻力（12000KN）%。％分布在6000～9000KN（其中60007000、70008000、％、％、％），％在9000～12000KN，％（出現(xiàn)在30號(hào)支架）。中部（70、80號(hào)）支架實(shí)測(cè)工作阻力總體上呈雙正態(tài)分布。，相當(dāng)于額定工作阻力（12000KN）%，%， KN，相當(dāng)于額定工作阻力（12000KN）%。％分布在6000～9000KN（其中60007000、70008000、％、％、％），％在9000～12000KN，％。下部（150、160號(hào)）支架實(shí)測(cè)工作阻力總體上近似正態(tài)分布。，相當(dāng)于額定工作阻力（12000KN）%，最大工作阻力12663KN，%， KN，相當(dāng)于額定工作阻力（12000KN）%。％分布在6000～9000KN（其中60007000、70008000、％、％、％），％在9000～12000KN，％。12406工作面采用ZY12000/25/50型液壓支架，在開采過(guò)程中除局部煤壁片幫外，基本能夠滿足工作面頂板控制的要求。 51202工作面開采技術(shù)條件上灣煤礦51202綜采工作面所在煤層為12煤，位于西二盤區(qū)。地面標(biāo)高+1204m～+1293m，煤層底板標(biāo)高+1065m～+1100m。51202綜采工作面東面為12煤西二盤區(qū)集中輔運(yùn)、膠運(yùn)和回風(fēng)大巷，北為西二盤區(qū)51201綜采工作面，西面和南面為12煤未開采區(qū)域。51202工作面傾向長(zhǎng)4875m,工作面推進(jìn)長(zhǎng)度4463m,煤層傾角15176。，，, %，103Kg/m3，地質(zhì)儲(chǔ)量1014萬(wàn)t。直接頂為砂質(zhì)泥巖，灰色、水平層理、致密塊狀。老頂為中、細(xì)砂巖，暗灰色、塊狀構(gòu)造，上部夾泥巖薄層,。一般沒有偽頂。直接底為泥巖，灰色、水平層理、致密塊狀,厚度46m。老底為中、細(xì)砂巖，深灰色、致密塊狀，局部含細(xì)砂巖，厚度47m。工作面采煤機(jī)選用德國(guó)EKF公司生產(chǎn)的SL1000型采煤機(jī)，液壓支架選用鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的ZT10800/28/55D型液壓支架。工作面割煤方式為雙向，往返一次割兩刀。采煤機(jī)、液壓支架等工作面設(shè)備主要技術(shù)特征見表22。表25 工作面主要設(shè)備配備表Table25The main equitment in working face序號(hào)名稱型號(hào)性能1采煤機(jī)SL1000～ m, 裝機(jī)功率2390kW2刮板輸送機(jī)JOY變頻31000設(shè)備運(yùn)輸能力4200t/ h , 裝機(jī)功率3 1000kW3轉(zhuǎn)載機(jī)配套運(yùn)輸能力4200t/ h4破碎機(jī)配套破碎能力4200 t/ h5液壓支架ZT10800/28/55D支護(hù)支護(hù)高度2800～6300mm，支架工作阻力10800kN ,6乳化液泵站流量430l/ min , 51202工作面礦壓實(shí)測(cè)方法 m，配備ZT10800/28/55D液壓支架，支架采用PM4自動(dòng)記錄實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄密度約1min/次，記錄時(shí)間從工作面初采時(shí)（5月1日）開始，直至8月24日下午，進(jìn)行不間斷的壓力監(jiān)測(cè)。我們主要分析具有代表性的80、90、1165支架，其中30代表上部， 80、90、110代表中部，165代表下部。 51202工作面支架布置示意圖 Disposal sketch map of measure position 51202工作面礦壓實(shí)測(cè)結(jié)果工作面來(lái)壓規(guī)律51202工作面初采時(shí)（5月1日）開始，直至8月24日下午進(jìn)行礦壓觀測(cè)，對(duì)應(yīng)的工作面推進(jìn)距離為0～405m，觀測(cè)總長(zhǎng)度為405m。～、80、90、1165號(hào)支架工作阻力隨推進(jìn)距離的變化曲線。工作面上部（30支架）周期來(lái)壓步距5～24m，來(lái)壓期間平均工作阻力為9648kN（）,％，；工作面中部（80、90、110支架）～，來(lái)壓期間平均工作阻力為11005kN（438bar）,％，；工作面下部（150、160支架）～22m，來(lái)壓期間平均工作阻力為8560kN（）,％。中部支架來(lái)壓步距均大于上、下部支架的來(lái)壓步距。表26 51202工作面中部支架來(lái)壓特征匯總表Table 26 51202 working face middle bracket