老鷹山煤礦綜采面礦壓特征與支護(hù)適應(yīng)性研究.pdf

1、長期以來，“三軟”煤層的開采一直是礦山壓力與巖層控制支護(hù)優(yōu)化的難題所在，目前尚不存在一套完好的解決方案應(yīng)用實(shí)踐。本文以具有“三軟”特點(diǎn)的老鷹山煤礦8113(1)綜采面為依托，圍繞其礦壓特征與支護(hù)適應(yīng)性，運(yùn)用現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法展開了系統(tǒng)研究。
　　實(shí)測表明，目前該綜采面液壓支架平均初撐力嚴(yán)重偏低，額定工作阻力具有較大富余。工作面超前支承壓力峰值出現(xiàn)在煤壁前方3~8m處，其中在距煤壁5m處達(dá)到最大。實(shí)測還得到了周

2、期來壓強(qiáng)度、周期來壓步距、來壓動(dòng)載系數(shù)、上下柱承載狀況、支架活柱下縮規(guī)律、工作面煤幫松動(dòng)深度等一系列反應(yīng)該綜采面礦壓特征的真實(shí)數(shù)據(jù)，認(rèn)為整個(gè)工作面壓力變化大致呈局部來壓明顯，而整體來壓較緩和的狀況，ZY3400—13/32型掩護(hù)式液壓支架能基本滿足支護(hù)系統(tǒng)對(duì)底板比壓的要求。分析得出8113(1)綜采面上覆巖層中的關(guān)鍵層為08＃煤的老底，理論計(jì)算出該綜采面液壓支架的合理工作阻力為2988.5KN，合理支護(hù)強(qiáng)度約為0.4MPa，初撐力與合理

3、工作阻力的比值控制在75％~85%間為宜。分析認(rèn)為ZY3400—13/32型掩護(hù)式液壓支架基本能夠適應(yīng)工作面的礦壓規(guī)律，但因老鷹山煤礦泵站提供的油壓偏低，致使液壓支架的實(shí)際初撐力和工作阻力均達(dá)不到要求，并由此引發(fā)了一系列礦壓顯現(xiàn)問題。運(yùn)用FLAC3D大型巖土分析軟件對(duì)老鷹山煤礦8113(1)綜采面礦壓規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出該綜采面合理支護(hù)強(qiáng)度為(0.4~0.5)MPa，還得出“加大推進(jìn)速度能在一定程度上減小頂板的下沉量，但當(dāng)工作面推進(jìn)

4、速度達(dá)到一定值后，頂板下沉量的變化將會(huì)越來越小”等一系列結(jié)論。建立了上端自由、下端固定的受壓桿件彎曲模型研究片幫發(fā)展過程，認(rèn)為煤壁最先破裂是發(fā)生在頂端位置，煤壁上部3/1倍的采高范圍是發(fā)生片幫的重點(diǎn)區(qū)域。針對(duì)性的提出了增大初撐力等8項(xiàng)提高“三軟”煤層綜采面圍巖穩(wěn)定性的技術(shù)措施，其中支架反錯(cuò)臺(tái)布置技術(shù)是針對(duì)類似老鷹山煤礦(傾角22.5°，底板松軟)地質(zhì)條件的綜采面而提出的一項(xiàng)新型技術(shù)，該技術(shù)很好的改善了支架受力狀況，現(xiàn)場應(yīng)用取得了一定效果