高地应力特厚极软煤层轻放开采矿压观研究.pdf

第 8卷 第 4期 总 第 5 7期 2 0 0 3年 1 2月 煤 矿 开 采 Co a l M i n i n g Te c h n o l o g y V o 1 ． 8 N o ． 4 S e r i e s N o ． 5 7 De c e mb e r 2 0 0 3 高地 应力 特厚极 软煤层 轻放开 采矿 压观测研 究 陈 贵 ，杨 浩 1 ．安徽 理工 大学 ，安徽 淮南 2 3 2 0 01 ；2 ．淮 北矿 业 集 团 朱仙 庄矿 ，安 徽 宿州 2 3 4 1 1 1 [ 摘要] 通过现场观测，分析 了朱仙庄矿高地应力特 厚极软煤层轻放开采工作 面支架支护阻 力变化、巷道变形及顶煤顶板运移规律。认 为该条件下所选轻放支架工作 阻力合理，支承压力峰值 点 、顶煤顶板始动点与一般综放工作面相 比，均前移，巷道变形严重。 [ 关键词] 综放开采；高地应力；特厚极软煤层；矿压观测 [ 中图分类号 ]T D 3 2 3 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 0 3 0 4 - 0 0 5 5 - 0 4 Re s e a r c h o n The Obs e r v a t i o n o f Gr ou nd Be ha v i o r i n Hi g h Ge o l o g i e a l S t r e s s a n d Ex t r a ． t h i c k ＆ Ex t r a ． s o f t Co a l S e a m CHEN Gui ． YANG Ha o 1 ． An h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ，H u a i n an 2 3 2 0 01 ，C h i n a ； 2 ． Z h u x i anz h u ang c o a l m i n e o f Hu a i b e i C o a l Mi n i n g G r o u p，S u z h o u 2 3 4 1 1 1 ，C h i n a Ab s t a r e t On t h e b a s i s o f fi e l d t e s t s ， t h e p a p e r a n aly s e s t h e c h a n g e o f s u p p o r t r e s i s t a n c e， r o a d wa y s u r f a c e d e f o r ma t i o n a n d the mo v i n g o f t o p c o al r o o f i n h i g h g e o l o g i c al s t r e s s a n d e x t r at h i c k e x t r as o ft s e a m a d o p t e d l o n g w a l l t o pc o al c a v i n g wi th l i g h t h y d r a u l i c s u p p o r t i n Z h u x i a n z h u an g c o al mi n e ． Th e p a p e r i n d i c a t e s t h a t t h e d e s i g n e d s u p p o r t r e s i s t an c e i s r e as o n a b l e， t h e ma x i mu m v alu e o f ab u t me n t s t r e s s a n d t h e fi r s t mo v i n g p o i n t a r e b o t h n e a r e r t o t h e f a c e a n d t h e r o a d wa y s u r f a c e d e f o rm a t i o n b e c o me s mo r e s e r i o u s tha n tho s e i n g e n e r al h y d r a u l i c s u p p o rt c a v i n g f a c e ． Ke y w o r dL o n g w all wit h t o p c o al c a v i n g ；Hi g h g e o l o gi c al s t r e s s ；E x t r a t h i c k e x t r a s o ft s e a m；O b s e r v a t i o n o f g r o u n d beh a v i o r 轻型综采放顶煤 技术在淮北矿 区主要应用 于较 薄厚煤 层和特厚煤层 预采顶分层 开采 。为进一步扩 大放顶煤技术 的应用 范围 ，淮北矿 区首次在朱仙庄 矿 8 4 1 5工 作 面试验 特厚 煤层 一次采 全 高轻放 开采 技术 ，单产 达 6 ． 1万 L ／ 月 ，采 出 率 达 8 6 ． 9 ％ ，获 得 了成 功 。 朱 仙庄 矿 主要 开采宿 东 向斜构造 带地 层煤 炭 。 地层 岩 性 差 ，域 内地 质 构 造 复 杂 ，褶 皱 、断层 发 育。受多次造 山运 动的影响 ，存在较 大地应力 ，实 测 矿 井 一 水 平一4 3 5 m 最 大 主 应 力 为 2 0 3 0 MP a ，垂直 应力 为 1 0 MP a左 右 。主采 煤层 8煤 ， 硬 度系数 f0 ． 20 ． 8 ；煤 层 厚 度 81 2 m，平 均 9 ． 9 8 m，顶 底板 多 以泥 岩 或 泥质 胶 结 的岩 层 为 主 ， 性 软 ，是 国内外著名 的难采煤层 。为此 ，在该条件 下试验轻 放开采技术 ，矿 压观测研究非 常必要 。 1观 测 工 作 面 概 况 8 4 1 5工作面位 于 Ⅱ8 4采 区第 四区段 南翼 ，上 与 8 4 1 3 - 2轻放 面采 空 区为邻 ，下 与 Ⅱ8 4胶 带 上 山 保护煤柱 为 界 ，南 至工 业 广 场保 护煤 柱 ，北 到 F 4 断层 。走 向长 4 4 5 m，倾 斜 长 1 2 0 m，采 深 一5 5 6一 一 5 8 6 m，煤 层厚度 7 ． 0 9 ． 7 5 m，平均 9 ． 0 m，密度 1 3 0 0 k g ／ n l ，倾 角 1 22 5 。 ，平 均 1 6 。 ，硬 度 系数 0 ． 5 1 ，煤层稳 定 。煤层 内有 23层 0 ． 10 ． 3 m 泥岩夹矸 。直接顶 为 35 m 的砂 质 泥 岩互 层 ，易 冒落。直接底 为 1 ． 21 ． 5 m 厚的泥岩 ，老底为 6 9 m 的砂 泥岩互 层 ，性 坚硬 。工 作 面有 2条 落差 为 22 ． 8 m的正断层 。 8 4 1 5工 作 面 采 高 2 ． 1 I n，放 顶 煤 高 度 6 ． 9 m， 采放 比 1 3 ． 3 ，使 用 4 MG． 2 0 O Wl型采 煤 机 ，截 深 为 0 ． 6 m。生产 方式 为两 采 一放 ，循 环放 煤 步距 为 1 ． 2 m，即 “ 两刀 一 放 ” 。 劳 动 组 织 为“ 三八 ” 作 [ 收稿 日期】2 0 0 3 0 8 0 4 [ 基金项目】 国家 自然科学基金重点资助项 目 5 9 7 3 4 0 9 0 [ 作者简介] 陈贵 1 9 6 7一 ，男 ，安徽相城人 ，高级工程师，在读工程硕士 ，现任矿副总工程师 ，一直从事煤矿生产技术管理工作。 55 维普资讯 总第 5 7期 煤 矿 开 采 2 0 0 3年第 4期 业 制 ，二班 生产 ，一班检 修准备 。 工作 面 基 本 支 架 为 Z 4 0 o ／ l 6 ／ 2 4 B F型 支 架 ， 架宽 1 ． 5 m，重 8 ． 3 9 t 。端头支 护为 D Z 2 5 ． 2 5 ／ 1 0 0型 单 体液压 支 柱 与 HD J B ． 1 2 0 0型 限 位 金 属 铰 接顶 梁 走 向棚 支护 ，棚距 0 ． 5 m，铺设 金属 网。 2 工作面 支护 阻力观 测 2 ． 1 测 站布置 工作 面 布 置 3个 测 站 如 图 1 ，为下 、中 、 上部 ，其 中下部测 站为第 1 ，2 ，3号支架 ，中部测 站 为 第 3 8 ，3 9，4 o号 支 架 ，上 部 测 站 为 第 7 5， 7 6，7 7号支架 。每架安装 4块 表 ，每个立柱 各装 1 块 。观测 内容为工作面 每割 1刀煤 ，对其支架在 移 架后 初撑 力 ，移架前 工作阻力 进行 一次抄 表记 录 ，同时对每⋯个循 环放煤前后抄 一次表 以及 观测放煤对邻 架阻 力的影 响。 _ l4 o m ⋯ 一 r { 8 4 l 5 风 巷 上 弗 站 6 m 风 巷 变 形 i ／＼ 深 基 点 开 孔 位 置 中部 站 [ 下 部 6 m／ 巷变 5 机 巷 I 8 0 m 5 0 m 5 0 m 。 ‘ 一 一⋯ - ●。 ’ 一 图 1 8 4 1 5工 作面 矿压 观 测测 站 布置 2 ． 2观测结果 分析 该面 自回采 以来 ，观 测历时 4个 多月 ，工作 面 推进 2 0 0多米 ，经对有效 的记 录表统计 分析 ，得 出 各 测站液压 支架支护阻力 的变化趋势 ，如图 2 。 2 0 0 0 ⋯一～ ⋯ ⋯ 一 一 ⋯一 一⋯一一． ． ． ⋯ 曩 肇 菌 5 0 0 一 一一 ～ 一 0 ⋯⋯⋯． ⋯～⋯ 一 ． - - - - - - 一 ⋯⋯一 ～ ⋯一 c 『 b 工作面距开切眼距离 一 中部 站初挎 力； 一 中部涎站工作阻力 ； 一 上部 站初撑力 ； 一 上部 站工作阻力； 一下部 站初撑力； - ． 一 下部 站工作阻力 图2 8 4 1 5工作面支架工作 阻力与推进距 离的关 系 支 架 初 掌 力 最 大 值 为 1 6 9 6 k N ／ 架 ，平 均 为 1 1 1 8 k N ／ 架 ，为设计 初 撑力 1 8 3 6 k N ／ 架 的 6 l ％ 。工 作阻力 的频 率分 布 在 l 2 0 01 6 0 0 k N ／ 架 占 8 3 ％ ， 在 1 6 0 0 2 2 7 0 k N ／ 架 占 1 4 ％ ， 最 大 工 作 阻 力 56 2 2 7 5 k N ／ 架 占 2 ％ ，工作 阻力 平均 值 为 1 3 0 5 k N ／ 架 ， 为额 定工作阻力 2 2 7 5 k N ／ 架的 5 7 ％ 。支架支护特性 表现 为恒 阻式 的 占 3 l ％ ，增 阻 式 的 占 6 9 ％ 。其 中 恒阻式 中有极少 数量的降阻 现象 ，即支柱末阻力小 于初撑 力 ，增阻式 的以一次增 阻为主。沿工作 面倾 斜方 向上 ，各测 站上的支架工作 阻力没有 一定的变 化规律 ，有 时下部 测站的支护 阻力较大 ，有 时上 部 的较大 ，有 时 中间的较 大 ，这 主要和工作面顶煤破 碎 、放煤等 因素有关 。 观测 中发现 生产 工序 对 支架阻 力有 一定 影响 ， 实 测结果表 明 ，在一个循 环 内受 割煤 和移架工 序的 影 响 ，支架前排 单根立柱 阻力 累计增 加值 分 别为 2 4 MP a ，后立 柱 阻 力无 明显 变 化。割 煤 和移 架影 响范围在 l 01 5 m 左右 。放 煤 工 序影 响范 围变 化 大 ，本架 放煤 对邻 架 有 一 定 影 响 ，一般 本架 放 煤 时 ，下邻 架阻力增加 12 MP a ，上邻架 阻力 下降 1 2 MP a ，本架 放煤 对 自身 阻力 也 有 影 响 ，有时 降 压 12 MP a ，有 时降 压达 81 4 MP a ，这 也 与放 煤 量 、放煤 方式有关 。 工作 面初 采 推进 78 m 时 ，直 接 顶 垮 落 ，推 进 2 62 8 m 时 ，顶 板 初 次来 压 ，初 次来 压增 载 系 数为 1 ． 3 7，与分 层 炮 采 相 比 ，初 次 来 压 步距 有 所 增 加 ；周期 来压 步距 8一l O m，与 分层 炮采 来 压 步 距 相 当，动 载 系 数 为 1 ． 1 11 ． 2 8 ，矿 压 显 现不 明 显 ，这与顶煤 塑性垫层 的存在 ， “ 吸收 ” 部 分顶板 压 力有关 。 上 述结 果说 明 ，8 4 1 5工 作 面 所 选 用 支架 的工 作 阻力合理 ，能够适 应该条 件下工作面综 放开采的 需 要 。 3 工作面破碎 度与煤壁片 帮观测 在极 软煤层 条件下轻放 开采 ，掌握工作 面支架 端部破碎 与煤壁 片帮 规律 ，采取 正确的措施进行工 程控制是 重要 的工艺研 究 内容。 3 ． 1 工作 面破碎 度 囊 曼 20 蠢 。 5 6 7 8 9 l0 11 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l920 2l22232425 27压 3o3l 开采时砌 一一平均破碎度 ； 一一 片帮深度-T - 5 o a n 的频率％ 图 3工 作面顶 板破 碎度 与片 帮深 度 实 际观测 中 ，每天 固定 观测工作面 2 5个 支架 ， 维普资讯 陈 贵等高地应力特 厚极软煤 层轻放开采矿压观测研究 2 0 0 3年第 4期 这 2 5组数 据平 均 后 为 当天 的工 作 面 端 面 破 碎 度 。 观测从基 本 顶 初 次来 压 以后 开 始 ，连 续 观 测 1个 月 ，实测结 果如 图 3所示。 根据 观 测 ， 工 作 面 顶 板 的 平 均 破 碎 度 为 1 6 ． 7 ％ ，其 中检 修 班 平 均 破 碎 度 为 6 ． 3 5 ％ ，生 产 班 平均破碎 度为 2 7 ． 1 9 ％ ，即破 碎 度 与生产 工序 有 关 。 同时 与工 作 面推进 度 有很 大 关 系 ，图 4表 明 。 推 进度大时 ，工作面顶板破 碎度较低 ，当推进度 为 2 ． 4 m／ d时 ，顶 板 破 碎 度 为 推 进 度 1 ． 2 m／ d时 的 6 5 ． 5 ％ 。现场这 一观测 结果表 明 ，保证工 作面较快 的推进 速度是 实现在极软煤层 中轻放开采 的技术关 键 之 一 。 2 ． 5 旦2 嫠 1 ．5 篓 n5 O 推进度／ m d‘ ◆ -平均片帮深度h n ； 最大片帮深度艋 a 片帮深度与推进度关系 3 ． 2煤壁 片帮 薹 墓 1 ．2 I ．8 2 -4 推 进度艋 d 图4工作面顶板破碎度与推进度 的关系 8 4 1 5工 作 面 煤 壁 片 帮 观 测 结 果 如 图 5所 示 。 结 果表 明 ，工作 面的平均 和最大片帮深 度和长度 与 工作 面推 进密切相关 ，加快 工作面推进 度是避免煤 壁片帮 的有效措施 。 加 暑 3 o 誊2 0 l 0 O 2 -4 3 4．2 推进度／ m． d’ 平均片帮长度 n ；最大片帮长度 b 片帮范围与推进度关系 图5 8 4 1 5工作面片帮深度 、长度 与工作面进度 的关系 4回采巷道变 形量观测 4 ． 1 回风巷道 变形量观测 8 4 1 5风 巷 为沿 煤 层底 板 跟 中线 施 工 的半 圆拱 形断面 的煤 巷 ，采用 2 9 U 型钢 可 缩 支 架 支 护 ，棚 距 5 0 0 mm，金 属 网 、塘 材腰 帮 过 顶 。掘 进 断 面 为 8 ． 0 5 m ，净 断 面 料 6 ． 7 2 m 。距 开 切 眼 4 0 m，7 0 m 处分 别设 一测 站 如 图 1 ，每 一 测站 分 别布 置两 个 观测断面 ，采用 双十字 布点法观测 回采时风巷变 形量 ，曲线如 图 6所示 。 l 8 0 0 l 6 0 0 目 1400 奏 嚣 2 o 0 O 、 ． ＼ ’ 1 1 I ． ． ＼ 、 - 一一一～⋯ l一-＼ ． ． ． ． 。 1 ． ■’、 - l、 ． 一 0 3 6 9 1 2 1 5 1 8 2 1 2 4 2 7 3 0 3 3 3 6 3 9 4 2 距工作面距离／ m 一顶底板 r l il ／ mm ； 两帮移近最， m m 图 6风 巷 变形 量 曲线 自开切 眼往 外 依 次 为 8 9 m 锚 梁 网 支 护 、6 7 m 锚 梁 网 与工字钢 梯形 棚 支护 、1 4 9 m 2 9 U 型钢 棚 支护 和 1 4 0 m工字钢 梯形 棚 支护 。 回采 后 的观 测 工 作安 排 在前 3种不 同的支护方式 巷道 内，测 站设在距 开切 眼分 别为 8 0 m，l 3 0 m，1 8 0 m 处 ，每测 站设 两 个 观 测断 面 ，每个 断 面间距 2 m。 由于 运输 机 巷铺 设 有 胶带输 送机 ，故采 用单 十字观测机 巷变形量 。 锚梁 网支护 断面 为 3 ． O m 2 ． 3 m；锚 架断 面 中 锚粱 网 断 面 与 前 述 相 同，工 字 钢 断 面 为 2 ． 6 m 2 ． 4 m；2 9 U型钢棚 断面为 2 ． 8 m 2 ． 4 m。 观测结 果如 图 7、图 8所示 曲线 。 4 ． 2运输机巷 变形 量观 测 8 4 1 5工 作 面机 巷长 4 4 5 m，支护 形 式 有 4种 4 ． 3 踟0 7 0 o 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 OO 加 0 l 0 0 ． 、 I - 1 、 咄 ， ． ．． 车 ⋯． 5 7 目点碉坩 r 锫 维普资讯 总第 5 7期 煤 矿 开 采 2 0 0 3年第 4期 35 0 3 oo 25 o 2o o l 5 0 l oo 5 O 0 ● L． 目 - 、 。 ＼ 一 ． ．．．．■D r _ ． 距工作面距离 锚粱网； 锚架 ； 一 U 型棚 图 8机 巷 两帮 变形 量 曲线 从 图 6、图 7、图 8可 以看 出，工作 面 风巷 和 机巷受采动影 响的距离 为 3 5 4 0 m；工作面风 巷 的 变形量及变 形速度 明显 大于机巷 ，并且 机巷 的支护 形式不 同 ，变形量也不尽 相同 。锚架支 护顶底板移 近量最小 ，2 9 U型钢棚支 护两帮移近量 最小 。 回风 巷道 的移 近量 在距 工作 面 煤 壁 1 O一1 5 m 处有 较 大 幅度增加 ，但 两 帮 移近 量 在距 煤 壁 3 04 0 m 处 有 时就表现 明显 ，具有分段性 。 5 顶煤 、顶板运移规 律观测 采用深 基孔基点跟踪 观测法 ，在风巷距 开切眼 8 0 m处布置 如 图 1 测 站 ，测 站 中 布 置 4个 钻 孔 。5个 深基点 。1号 一5号 深 基 点至 底 板 的铅 垂 高 度 分 别 为 3 ． 0 3 m，5 ． 1 5 m，7 ． 7 9 m，1 1 ． 2 3 m 和 1 5 ． 6 9 m，各 测点 的总位移 观测结果见 图 9所示。 l 0 0 9 0 E 8 0 羞器 羹 萎 l 0 0 2 2 6 l 0 l 4 l 8 2 2 2 6 3 0 3 4 3 8 4 2 测点到工作面的距离 3 ．0 3 一 一 - 7 ． 7 9 h1 5 ．6 9； ● 一 5 ． 1 5 *一一l 1 ．2 3 图9 各深基点位移量 与距工作面距离关系曲线 5 ． 1顶煤运移规律 从 图 9中可 以看到 ，顶 煤运 移情 况为 1号基 点在距工作 面 3 0 m 左右 发 生位 移 ，而 3号基 点 是 在距工作面 4 0 m 左 右位 置 开 始发 生 位 移 的。顶 煤 体所处 的层位 不同时 ，其位 移发生 的初始 点位置不 同 ；且 层位越 高 ，顶煤位移始 动点距 工作 面煤壁 越 远 。顶煤位 移量 随煤 壁 的靠 近而逐 渐增大 ，当距 煤 壁 一定距离时 ，顶煤 的位 移迅 速增 加 。如 1号基 点 在距 工作面 8 m 左右时位 移迅 速增加 ，而 3号基 点 是在距工作 面 6 m左右位 置 时位移 增加 迅速 的。在 58 工作面煤壁 附近 ，顶煤位 移量继续增 大 ，位移速度 也 比较大 ，并在顶煤体 中形成松动膨胀 区。在松动 膨 胀区 内部 ，顶煤体被裂 隙切割为不 同形状 的碎块 体 ，块与块 之 间的裂 隙宽 度较 大 ，组 成 相互 作用 、 相互 制约 的松动膨胀体 。这 种松动膨胀体 到达工作 面后方 4 m 时失去约束 作用 、成为松 散体 ，发 生移 动流 出。由于支架上方存 在松动膨胀 区 ，顶煤 体上 方的顶板载 荷不能全部传 到工作面液压支架上 ，一 部分转移 到煤 壁深部 ，因而工作面矿压显现弱 。 5 ． 2顶板 运移规律 从 图 9中看到 ，4号基点 直接顶 的基点 和 5号基点 下位顶 的基 点 位移始动 点均发生 在工 作面前 方 3 0 m 左 右。在 煤 壁 前 方 ，二 者 的位 移 曲 线变化趋势 比较接近 ，在煤 壁后 方 ，直接顶 的位移 增长梯度 明显大于基本顶 ，因此在控顶 区的直 接顶 和基本顶有 离层或错动趋 势。在切顶线 附近 ，顶煤 和直接顶 的位移增长梯度 有迅速增加现象 ，而基本 顶下位岩层 却无此特征 ，说 明顶煤 和直 接顶 随采随 冒，而基本顶 下位岩层有一 定的悬顶 。随着 岩层层 位的升高 ，顶 板岩层 的初 始位移点逐渐 向采 空区方 向转移 。 受采动 影 响 ，直 接 顶 的运 动 变 形 始 于 煤 壁 前 方 ，煤壁前 方的直接顶周期 性出现拉应力 区 ，从而 造成直接顶 的超前破坏 ，直 接顶 呈分层垮落 ，并且 各 分层 的垮 落步距 自下而上依 次增大 ，直接顶 全厚 度垮 落后 ，下位直接顶基本 上可随顶煤 的放 出而及 时 冒落 ，垮落块 间无水平力 的联 系 ，并呈不规 则排 列 ；上位直 接顶垮落块度增 大 ，同时 由于回转空间 的减小 ，可形 成“ 半 拱 ” 式 结 构 ，它 的破 坏 和 失 稳 。也会影 响采场。 综放面基 本顶初始位 移发生在煤壁前方 ，基本 顶断裂也发 生在煤壁前方 ，同时造成基本顶 断裂线 附近伴 随着直接顶及顶煤 的严重破碎 ，并且直 接顶 的垮 落及 “ 半 拱 ” 式结 构 的 失稳 将 对 基本 顶 的 运 动产生 明显影 响 ，表现为煤壁前 方和控顶 区上 方基 本顶 位 移增 大 。基 本顶 断裂 时 ，煤 壁前 方 35 m 的煤 体压力 大 ，煤 壁片帮严重 ，但 由于顶煤松散 体 的存 在 ，支 架增阻不 明显 。 6结论 通过对朱仙 庄矿 8 4 1 5轻 放面矿压观测 与分析 ， 有 以 下 结 论 下转 6 1页 量 基■嫩搀 维普资讯 谢士敏等搿泉蝶矿底板 比压 的测试 硬直用 2 0 0 3年第4期 Q M G i i 1 ， 2， ⋯ ”， n MP a ／ mm “ i ，1 QM G i i 1 ， 2 ， ⋯ 一， n MP a ／ mm z i i 式 中，QM j i 为采 区或煤层底板 测点 的第 1极 限比压 ， MP a ；H, i i 为 出现 第 1极 限 比压 时 相 对 应 的压 模 压 人深度 ，mm；P 为 出现第 1极 限 比压时 相对 应 的 手动泵压力表值 ，MP a 。 对于 代 表采 区或 同一煤 层 的底 板 表 层 第 1刚 度 ，则 为 Q 。 ，加权平均 法计算 。必要 时 ，还可 以 计算第 2极限 比压和相应的第 2刚度 系统 。第 2比 压值是实测的比压／ 压人曲线上除第 1 峰值外 ，各 峰值中第 2个最 大的峰值相对应 的 比压值 。底板 岩 层的第 2刚度 是指底 板抗压人特 征曲线上在第 2个 最大峰值与第 1个峰值 之间连线 的等效斜率 ，可 按 下 式计算 K2 QM i2一Q M i l ／ l一日i2 式 中 ，Q i ． 为第 1极 限 比压 ，MP a ；QM j 2 为第 2极 限 比压 ，MP a ； _ I i2 为与 Q M _ l QM i 2 相 应 的压 人深 度 。 4 ． 3柱鞋面 积的计算 计算 柱鞋面积之前 ，首先根据实 测资料确定 支 柱 的有 效支 撑 力 P i k N ，然 后 根据 支 柱 对底 板 产生 的 比压 值 Q ≤Q 。 原 则计 算 柱鞋 面 积 ，则 可 推导 出如下 计算公式 S≥ I OP 一 j c m 在 既定顶板允许 下沉量 的条 件下 ，有 时也可 以 既定柱 鞋面积 ，然后 根据 支柱工 作特性 曲线计 算有 效支撑力 ，从而反推 合理 的柱鞋 面积。 图 2即为 其 特性 曲线 。 ／ ／ 厂 ／ ／ l I 獒 ， ／ I类 l o 0 2 o0 3 00 4o0 S ， c m 图2 支柱支撑力与柱鞋直径关系曲线 4 ． 4支护 密度 的计 算 确定底板 比压后 ，在顶板条 件理想情况 下 ，可 直接用 下式计算 n nQM D ／ Rt 式 中 ，n为支 护密度 ，根／ m ；Q 。 为 同一采场或 测 区底板 比压 ，k N ／ m ；R ． 为单体 承载能力 ，k N。 5结 语 在单体 支柱 支护工 作面 ，底板 比压 的测试有 利 于合理支 护参数 的确定 ，特别是对 软底 工作面 ，底 板 比压 的 测 试 尤 为 重 要 。 [ 责任编辑毛德兵】 上 接 5 8页 前方 ，直接顶 随采随 冒 ；基本顶断裂 时 ，煤壁前方 1 选用 合理 的液 压 支架 是 轻 放 开采 获 得 成 35 m煤 体压力大 ，片帮严重 。 功 的 关 键 耋 5n 作 面 的 初 曼 2 6 [ 参 考 文 献 ] 一 2 8 m，周期来压 步距 81 0 m，周 期来压不 明显 。 一。 ～ 2加强顶 煤 控 制 ，保 证工 作 面正 常 推 进 度 [ I ]钱鸣高，刘听成 矿山压力及其控制 [ M ] 北京 煤炭工业 是实现极软煤层轻放 开采 的技术关键 之一 ；加快 工 出版社，1 9 9 1 ． 作 面 的 推 进 度 是 避 免 煤 壁 片 帮 的 有 效 措 施 。 星 ； 喜 3 合理 的位 置 和 采取 合 理 的 支 护形 式 是保 ．2 o 0 o． 证高地应力 条件下 回采 巷道变形小 ，保 证正常生产 [ 3 ]王云东， 8 4 1 5 工作面矿压观测报告 [ R ]． 2 0 0 2 ． 需要 的有效 措施。 [ 4 ]李报，富强 特厚软煤层综采放顶煤活动规律 [ J ] 矿山压 4 特 厚极 软煤 层 一 次 采 全 高 ，工 作 面前 方 力与顶板管理 专刊 ， 9 9 。 的 支 承 压 力 区 前 移 ， 且 分 布 宽 ， 支 承 压 力 峰 值 区 位 竿 警 釜 采 采 场 矿 山 压 力 控 川 北 于工作面前 方 2 0 m 左右 处 ，上 位顶 煤 在 工 作 面前 [ 责任编辑 毛德兵】 方 4 0 m 处就 开始 移 动。顶 板 的 初 始位 移 始 于煤 壁 61 维普资讯