【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 議該段范圍內(nèi)采用超前支護(hù)液壓支架進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。除了機(jī)電事故多外，銷(xiāo)售影響也比較嚴(yán)重。，探底煤工作開(kāi)展不利或不正常。這與現(xiàn)場(chǎng)條件有關(guān)系，應(yīng)采取其它有效方法，確保探底煤工作的正常開(kāi)展，并保證探底煤數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。因?yàn)樘降酌汗ぷ鏖_(kāi)展的隨意性和不重視，尤其是進(jìn)入末采后，工作面局部底板留煤厚，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重的同時(shí)，給工作面貫通主回撤通道帶來(lái)了嚴(yán)重影響。，機(jī)頭側(cè)巷道高度低，致使端頭支架支護(hù)高度低，支架被壓死的可能性大。第五章 礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與頂板管理經(jīng)驗(yàn)第一節(jié) 3101工作面初期礦壓規(guī)律總結(jié)一、工作面頂板巖性、厚度和強(qiáng)度特征參照K4X4X33地質(zhì)鉆孔，～，頂板巖性由泥巖、砂質(zhì)泥巖和中粒砂巖組成，其中中粒砂巖為主體巖層，～。～，屬于中硬偏軟巖層。二、綜采工作面支架工作阻力對(duì)工作面所使用的基本支架，即ZY12000/28/63型掩護(hù)式支架，支架工作阻力實(shí)際發(fā)揮程度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)工作面各區(qū)域的特點(diǎn)，初次來(lái)壓期間選取了344881131和136支架共8條測(cè)線，周期來(lái)壓期間選取了4488130和131支架共6條測(cè)線。將工作面分為上、中、下三部分，工作面上部選取344和45支架，中部選取887支架，下部選取1131和136支架，其中3136支架為重慶院礦壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，4488130和131支架使用尤洛卡液壓支架礦壓儀，人工采集。，%（整架初撐力標(biāo)準(zhǔn)7916kN）。6條測(cè)線部位支架整架初撐力均不滿(mǎn)足正態(tài)分布形式。%。支架初撐力整體利用率低，初撐力利用不足額定初撐力的60%，不能使支架按設(shè)計(jì)的增阻規(guī)律來(lái)增阻，支架工作狀態(tài)不合理。整架額定工作阻力12000kN。， kN，%。，支架阻力發(fā)揮程度不高。當(dāng)然，%～%的工作循環(huán)超過(guò)了額定工作阻力。工作面上部、中部、 kN、 kN，:1:。3區(qū)域壓力大小排序：下部值＞上部值＞中部值。三、工作面頂板結(jié)構(gòu)特征工作面頂板結(jié)構(gòu)特征決定了頂板運(yùn)動(dòng)形式和礦壓顯現(xiàn)特征，也是決定工作面頂板控制難度和復(fù)雜性的主要因素。通過(guò)工作面K4X41和X33地質(zhì)鉆孔的研究，分析了工作面可能的3種直接頂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合工作面礦壓顯現(xiàn)（支架工作阻力）等參數(shù)，研究確定3101工作面頂板結(jié)構(gòu)特征及參數(shù)。根據(jù)3101工作面鉆孔柱狀圖展示的頂板巖層結(jié)構(gòu)特征，確定直接頂平均厚度MZ=，、。據(jù)其力學(xué)參數(shù)計(jì)算得到，第一層直接頂初次斷裂步距0～，周期斷裂步距0～，懸頂系數(shù)0～；～，～，懸頂系數(shù)1～；。，參照3101工作面鉆孔柱狀圖知3101工作面老頂由1～4層巖層組成，～，～。四、工作面頂板運(yùn)動(dòng)步距2013年3月21日早班，，垮落高度約3～5m，～，～。正?；夭善陂g，部分直接頂隨采隨垮，垮落高度約1～3m。統(tǒng)計(jì)得到初次來(lái)壓步距均值≈，周期來(lái)壓步距均值≈，顯著運(yùn)動(dòng)步距a≈。按照均值a=2/5c計(jì)算，工作面處于頂板顯著運(yùn)動(dòng)過(guò)程（即來(lái)壓過(guò)程），折合8～9個(gè)循環(huán)割煤步距。五、頂板運(yùn)動(dòng)引起的礦壓顯現(xiàn)主要以工作面基本支架受力表征礦壓顯現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)范圍包括工作面6條支架處壓力測(cè)線的3個(gè)區(qū)域支架受力。⑴～。⑵～。⑶～。動(dòng)載系數(shù)是指頂板來(lái)壓時(shí)支架工作阻力和來(lái)壓前阻力之比值，是衡量頂板來(lái)壓強(qiáng)度的另一主要指標(biāo)。以支架整架工作阻力計(jì)算動(dòng)載系數(shù)=～。從動(dòng)載系數(shù)衡量，3101綜采工作面屬于來(lái)壓強(qiáng)烈的工作面。另外，說(shuō)明工作面面長(zhǎng)方向頂板來(lái)壓強(qiáng)度相當(dāng)。六、工作面宏觀礦壓顯現(xiàn)，；頂板周期來(lái)壓過(guò)程中，，采高偏低。，工作面煤壁整體較平整，平均片幫量在250mm以下。2013年3月27日，工作面即將進(jìn)入初次來(lái)壓階段，煤壁片幫量開(kāi)始增大，最大值片幫量可達(dá)1200mm，平均片幫量超過(guò)700mm； 2013年4月1日開(kāi)始，工作面頂板進(jìn)入周期來(lái)壓過(guò)程后，工作面3個(gè)區(qū)域煤壁片幫最大值平均419～587mm，3個(gè)區(qū)域煤壁片幫值190mm，總體片幫值不大，在可控范圍內(nèi)。，最大下縮量達(dá)50mm。在周期來(lái)壓過(guò)程中，支架單個(gè)工作循環(huán)內(nèi)活柱縮量最大值為23mm，最小值為13mm，平均活柱縮量為16mm。活柱縮量不大。，有50個(gè)安全閥開(kāi)啟（包括23個(gè)失效安全閥），%。在有效安全閥中，安全閥開(kāi)啟最大值為50MPa，最小值為48MPa。安全閥開(kāi)啟值在整定值（）的波動(dòng)范圍為+%～%/+%。正?；夭善陂g來(lái)壓時(shí)，工作面支架安全閥基本不開(kāi)啟。七、運(yùn)用“四一法則”核定3101工作面支架合理工作阻力、11875kN和13132kN，加上12000kN共4個(gè)值，其中，=1257kN。 根據(jù)工作面頂板下沉量和操作標(biāo)準(zhǔn)確定4個(gè)阻力值相對(duì)應(yīng)的頂板控制效果，按照“四一法則”的原理和方法進(jìn)行分析：R=時(shí)，工作面頂板控制效果均為e=“好”，%%，AA2量值較大。雖然當(dāng)均值阻力，工作面頂板下沉量較小，工作面頂板控制效果均為e=“好”，但存在超限比例大的問(wèn)題，所以不適合做為3101工作面的合理工作阻力。R=、和時(shí)，工作面頂板控制效果e=“好”，%、%和0%，%、%和0%， A1和A2量值較小。支架額定工作阻力、均值偏阻力和均值上阻力均可作為工作面支架合理工作阻力，即R=、但支架額定工作阻力與均值偏阻力僅相差125kN，支架額定工作阻力與均值偏上阻力控頂級(jí)別均為“好”，支架對(duì)頂板的控頂效果好，因此采用額定工作阻力（即核定R=）作為3101工作面支架額定工作阻力較為合理。 按照“四一法則”核定的工作面合理支架工作阻力R==12000kN，計(jì)算相應(yīng)的支架支護(hù)強(qiáng)度=，頂板壓力PT=。八、3101工作面順槽表面位移觀測(cè)，最大移近速度距工作面的距離為+～+； 6個(gè)測(cè)站平均兩幫移近量為3mm；，～。，最大移近速度距工作面的距離為+～+； ；，最大移近速度距工作面的距離為+～+。，最大移近速度距工作面的距離為+～；，最大移近速度距工作面的距離為+～。，；最大移近速度距工作面的距離為+～；，最大移近速度距工作面的距離為+～。3101輔運(yùn)順槽最大幫鼓量為305mm，最小幫鼓量為49mm，平均幫鼓量為146mm； 3103回風(fēng)順槽最大幫鼓量為130mm，最小幫鼓量為23mm，平均幫鼓量為78mm。3101輔運(yùn)順槽平均幫鼓量約為3103回風(fēng)順槽的2倍，幫鼓更為明顯。九、3101工作面順槽超前支護(hù)單體工作阻力監(jiān)測(cè)～。在膠運(yùn)順槽內(nèi)，超前支護(hù)單體工作阻力會(huì)出現(xiàn)2～3次峰值，、在設(shè)備列車(chē)順槽內(nèi)未觀測(cè)的峰值阻力集中分布區(qū)域。～，～%，初撐力利用率較高。%，對(duì)巷道頂板維護(hù)能起到較好的維護(hù)效果。膠運(yùn)順槽內(nèi)超前單體初撐力合格率僅為40%，對(duì)巷道頂板主動(dòng)支護(hù)效果較差。⑴，超過(guò)單體額定工作阻力，%。單體額定工作阻力偏低，有壓折危險(xiǎn)。⑵，%。第二節(jié) 3101工作面中期礦壓規(guī)律總結(jié)一、頂板運(yùn)動(dòng)步距=～，～。（來(lái)壓持續(xù)步距）平均值a=～，a=，～。=～46m/，～。 支架工作阻力規(guī)律～10930/10839kN，%～%/%，此時(shí)支架工作阻力利用率較高?！?634/1176KN，～，來(lái)壓時(shí)工作阻力的離散性較小，表明工作面頂板壓力分布均勻。～5968/5708kN，%～%/%，此時(shí)支架工作阻力利用率較低。均方差1861～2006/1941KN，～，來(lái)壓前工作阻力的離散性較大，表明工作面頂板壓力分布不均勻。 支架動(dòng)載系數(shù)3條 ；86，工作面各支架處老頂來(lái)壓強(qiáng)度相當(dāng)，工作面老頂來(lái)壓較強(qiáng)烈。 順槽巷道變形3103回風(fēng)順槽自2013年10月15日至2013年11月9日在20—30聯(lián)巷發(fā)生局部地段頂板開(kāi)裂、破碎、掉落、墜兜以及兩幫煤壁片幫、肩窩處錨桿托盤(pán)變形失效、金屬網(wǎng)斷裂失效和大范圍強(qiáng)烈底鼓等現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶了了很大隱患。3103回風(fēng)順槽21～23頂板相對(duì)完整，表面干燥無(wú)淋水，部分地段頂煤鼓出，錨桿錨索退絲顯現(xiàn)普遍，退絲長(zhǎng)度10～80mm，部分錨桿托盤(pán)擠壓變形，未發(fā)現(xiàn)錨桿與托盤(pán)、金屬網(wǎng)脫離現(xiàn)象，頂板錨桿錨索金屬網(wǎng)組成的支護(hù)系統(tǒng)未失效；兩幫“肩窩煤”擠出煤壁，鼓出深度100～500mm多發(fā)生在第一根與第二個(gè)幫錨桿之間（自上而下數(shù)），肩窩處（第一、二根幫錨桿）托盤(pán)彎曲變形，木制托盤(pán)破壞嚴(yán)重，除聯(lián)巷口處金屬網(wǎng)拉斷破壞外，其余各部正幫錨桿錨索金屬網(wǎng)組成的支護(hù)系統(tǒng)未失效。3103回風(fēng)順槽24～26聯(lián)巷頂板破壞最為嚴(yán)重，頂板淋水量大、煤體濕滑，從揭露的頂板裂隙來(lái)看，煤體深部侵水較為嚴(yán)重，頂板大面積掉落（部分頂煤掉落，掉落深度100～600mm，未發(fā)現(xiàn)上覆巖層冒落），金屬網(wǎng)拉裂脫落，多數(shù)托盤(pán)彎曲變形，錨桿、錨索未出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象，頂板錨桿金屬網(wǎng)組成的支護(hù)系統(tǒng)基本失效；煤壁正幫多處錨桿撞擊變形，金屬網(wǎng)拉裂脫落，肩窩處（第一、二根幫錨桿）木制托盤(pán)破壞嚴(yán)重，部分地段正幫錨桿金屬網(wǎng)組成的支護(hù)系統(tǒng)基本失效。12月21日凌晨，3103回風(fēng)順槽距離14聯(lián)巷中心線約56m，距離16聯(lián)巷中心線約64m地段頂板發(fā)生冒頂事故，，滯后3101綜采工作面約81m。2014年1月16日3103回風(fēng)順槽變形情況：：16聯(lián)巷里側(cè)33m抹角處已冒落；根據(jù)采掘工程平面圖測(cè)得：頂板冒落長(zhǎng)度共計(jì)約85m，現(xiàn)已經(jīng)處理12m，剩余73m?！?8聯(lián)巷：頂板有響聲，頂板網(wǎng)片少量裂開(kāi)，幫部鼓出嚴(yán)重，—?！?9聯(lián)巷：巷道頂板下沉及底板底臌嚴(yán)重，頂板網(wǎng)片局部破損有裂口，頂板掉渣，頂板下沉至最上邊管路處，—，—?！?2聯(lián)巷：頂板下沉至最上管路處，—，局部頂板網(wǎng)片有裂口，掉渣有2處，—?！?3聯(lián)巷：頂板正常，底板底臌嚴(yán)重，—?！?4聯(lián)巷：頂板下沉至最上管路處，—，頂板網(wǎng)片局部有裂口，—?！?5聯(lián)巷：巷道頂板整體下沉，并有兩處掉頂，面積2，—?！?6聯(lián)巷：副幫頂板下沉嚴(yán)重，—?！?0聯(lián)巷：頂板下沉量少，副幫網(wǎng)片多處裂開(kāi)。—31聯(lián)巷：。—切眼口：巷道頂板正常，副幫局部有破損。 3103回風(fēng)順槽頂板錨桿應(yīng)力、頂板離層監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，3124聯(lián)巷均在采空區(qū)后方距離工作面200～534m，其中頂板掉落、煤壁鼓兜最嚴(yán)重區(qū)域2426聯(lián)巷距工作面距離221～471m，均屬于遠(yuǎn)離工作面后方，采動(dòng)影響趨于穩(wěn)定的應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)。，在工作面后方約20～30m處，推進(jìn)2～4d的時(shí)間內(nèi)巷道應(yīng)力增高系數(shù)達(dá)到最大K，其值取決于煤柱寬度，～3；在工作面后方約100m以外，推進(jìn)時(shí)間10～～；在工作面后方約150m以遠(yuǎn)，推進(jìn)時(shí)間15～20d的時(shí)間內(nèi)應(yīng)力增高系數(shù)逐漸降低到≤1，即小于或等于原巖應(yīng)力。表現(xiàn)在錨桿變形受力方面，即在工作面后方約20～30m處，推進(jìn)2～4d的時(shí)間內(nèi)頂板錨桿受力值最大，在工作面后方約60～100m處頂板錨桿受力值逐漸降低并趨于穩(wěn)定，在工作面后方約100m以外處頂板錨桿受力值基本穩(wěn)定。、30聯(lián)巷在10月1日到10月27日，工作面后方249～559m階段內(nèi)，頂板錨桿受力值發(fā)生突變，2000m錨桿受力值由81kN升至97kN， 1950m錨桿受力值由92kN升至126kN，隨后趨于穩(wěn)定；24～29聯(lián)巷在10月28日到11月9日，工作面后方221～613m階段內(nèi)，頂板錨桿受力值發(fā)生突變，1900m錨桿受力值由25kN升至115kN，1850m錨桿受力值由68kN升至117kN，1700m錨桿受力值由40kN升至138kN，1650m錨桿受力值由36kN升至117kN，并有壓力繼續(xù)上升的趨勢(shì)；19～23聯(lián)巷在10月1日到11月9日，工作面后方0～213m階段內(nèi)，頂板錨桿受力值26～78kN無(wú)明顯變異。，在24～26聯(lián)巷，頂板錨桿受力異常，短時(shí)間內(nèi)錨桿受力大幅度增加，3103回風(fēng)順槽頂板采用MSGLW22/2200頂錨桿，屈服強(qiáng)度335MPa(約125kN)，抗拉強(qiáng)度455 MPa(約172kN)，托盤(pán)承載力166kN，從錨桿受力情況來(lái)看，部分錨桿可能已發(fā)生屈服變形，且處在破斷邊緣。3103回風(fēng)順槽頂板離層儀由重慶煤科院施工安裝，設(shè)計(jì)淺基點(diǎn)安裝深度3m，深基點(diǎn)安裝深度8m，采用穿孔式固定安裝方式，在回風(fēng)巷中每隔50米在巷道頂板中部布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)。由于人為原因順槽內(nèi)頂板發(fā)生異常地段部分離層儀出現(xiàn)故障無(wú)法使用，現(xiàn)將2013年10月15日至2013年11月9日臨近聯(lián)巷的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較分析，由1300m處頂板離層儀顯示結(jié)果可以看出，11月1日～11月9日離層儀所處位置位于回采工作面采動(dòng)影響區(qū)域內(nèi)，在工作面后方20～30m處離層值達(dá)到最大25mm，該值與以往觀測(cè)情況相符。從表1中可以看出，位于頂板異常發(fā)生地段24～27聯(lián)巷上方的頂板離層儀均已損壞，無(wú)法提供可靠數(shù)據(jù)來(lái)解釋頂板離層情況，這對(duì)分析頂板冒落機(jī)理、頂板彎曲變形程度、離層與否、離層深度等帶來(lái)了很大不便。第三節(jié) 3101工作面末采礦壓規(guī)律總結(jié)一、工作面頂板運(yùn)動(dòng)步距通過(guò)增阻速度和最大阻力判據(jù)指標(biāo)結(jié)合可以更精確地確定來(lái)壓。上部支架分別在距主回撤通道109m～104m、83m～80m、65m～57m的時(shí)候來(lái)壓，周期來(lái)壓分別為24m和18m，平均21m，影響推進(jìn)距離4～8m。預(yù)計(jì)下次來(lái)壓位置在距離回撤通道40m和20m處。中部支架分別在距主回撤通道為108m～106m、82m～77m、58m～54m的時(shí)候來(lái)壓，周期來(lái)壓分別為24m和17m，影響推進(jìn)距離3～5m。預(yù)計(jì)下次來(lái)壓位置在距離回撤通道38m和18m處。下部支架分別在距主回撤通道為108m～106m、93m～88m、71m～68m、54m～52m的時(shí)候來(lái)壓，周期來(lái)壓分別為16m、20m、17m和17m，影響推進(jìn)距離3～5m。預(yù)計(jì)下次來(lái)壓位置在距離回撤通道35m和17m處。 工作面超前應(yīng)力分