李明鑫

（陽泉煤業(yè)集團有限責任公司新景公司，山西 陽泉 045000）

1 概述

山西新景煤業(yè)有限責任公司距陽泉市中心以西8 km，毗鄰307國道，太舊高速路口以東。礦井位于沁水煤田陽泉礦區(qū)西部，井田面積64.7477 km2，地質(zhì)構造復雜程度中等，可采儲量5.52億噸。主采3#、8#、15#煤，其中3#煤層為突出煤層，屬于煤與瓦斯突出礦井。礦井絕對瓦斯涌出量為221.17 m3/min，礦井相對瓦斯涌出量為31.74 m3/t。1998年10月1日正式投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力7.50 Mt/a，公示生產(chǎn)能力4.50 Mt/a。礦井采用主斜井、副立井、分煤組、分區(qū)通風的開拓方式，現(xiàn)有+525 m和+420 m（在建）兩個開采水平。全部采用綜合機械化采煤，15#煤為低位放頂開采，實現(xiàn)了遠距離操作和自動化采煤方式。井下通風方式為混合式通風，瓦斯抽放采用鄰近層、本煤層、采空區(qū)抽放三種形式。

當前，新景公司采用了“三高一低”支護，結(jié)合頂板巖性探測、礦壓觀測、動態(tài)檢查等措施加強頂板管理，但采掘工作面和年久失修的老巷等依然是頂板管理的重點難點，支架工作阻力映射出頂板來壓，綜放工作面礦山壓力在線監(jiān)測為判斷和分析頂板來壓提供了平臺[1]。

2 80202綜放工作面概況

2.1 工作面主要參數(shù)

80202綜放工作面為15#煤層，厚度6.16 m，傾角9°，以凈煤、亮煤為主，屬于中-高灰、中硫、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)無煙煤。工作面走向長1023 m，傾斜長220 m。

80202綜放工作面井下位于525水平丈八一區(qū)南翼東部，北為采區(qū)大巷，南為80203工作面 （未掘），東為礦界，西為北石門大巷。工作面西部總體為一軸向NE較寬緩的向斜構造，兩翼傾角在2°～6°之間；中部總體為一走向NS，傾向W的單斜構造，傾角在4°～6°之間；東部總體為一軸向NE的背斜構造，兩翼傾角在3°～20°之間。工作面瓦斯絕對涌出量：52.0 m3/min，相對涌出量：16.1 m3/t（計抽放），3.4 m3/t（不計抽放），煤層自燃傾向性等級為自燃。

80202工作面采用傾斜長壁后退式綜采放頂煤采煤方法，全部垮落法處理采空區(qū)，綜合機械化低位放頂煤采煤工藝。工作面安裝了兩部SGZ-1000/1400型刮板輸送機，支架頂梁以下的煤炭，采用MGTY-400/930-3.3D型采煤機落煤和裝煤，前滾筒割上刀，后滾筒割下刀，雙向割煤，煤炭由前刮板輸送機運出，支架頂梁以上的煤炭隨支架放頂煤自行跨落進入后部溜運出，實行機組割一刀煤，放一茬頂煤，即“一采一放追機放頂煤”作業(yè)方式[2]。

根據(jù)15#煤層地質(zhì)條件，工作面頂板厚度是影響其綜放工作面初次來壓的主要原因，在其它頂板條件相同時，老頂厚度的增加將使綜放工作面老頂初次來壓步距隨之增大，新景公司15#煤層綜放工作面初次垮落步距一般為12～14 m，老頂初次來壓步距一般為24～30 m。80202綜放工作面頂煤較堅硬。煤層頂?shù)装迩闆r見表1。

2.2 支架主要參數(shù)

工作面支架共147架，普通架141架,過渡架6架，見表2。

表1 80202綜放工作面煤層頂?shù)装迩闆r

表2 支架參數(shù)

3 綜放工作面液壓支架工作阻力實時監(jiān)測

3.1 KJ385型礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)

KJ385型礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）可根據(jù)不同開采條件提供常規(guī)礦壓觀測和科研礦壓觀測的方案設計；全新的CAN總線結(jié)構設計，使井下的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫娇煽勘Ｕ?，系統(tǒng)技術指標見表3。

表3 監(jiān)測系統(tǒng)技術指標

3.2 系統(tǒng)監(jiān)測方案

80202工作面液壓支架共安裝12臺壓力傳感器，安裝在3#、22#、38#、48#、60#、74#、86#、100#、110#、123#、135#、145#架，每臺壓力傳感器上的三個通道分別接液壓支架的前柱、后柱、前梁千斤頂，用來觀測支架的工作阻力和頂板壓力狀況。

80202工作面監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構和工作面測站布置見圖1、圖2。

圖1 KJ385型礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構

圖2 80202綜放工作面礦壓觀測站布置

4 礦壓監(jiān)測分析

80202工作面2月份初采，5月28日，靠進風巷側(cè)工作面揭露F6正斷層構造，構造區(qū)采用放炮措施過構造，沿15#煤層底板向前推進。進入6月，每個圓班割4～5刀煤，日平均推進3.2～4 m，到7月9日已經(jīng)推進720 m。

5月27日安裝KJ385型礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，6月12日系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)上傳，6月25日系統(tǒng)調(diào)試基本完成。

圖3 支架工作阻力曲線

系統(tǒng)安裝完成后，受各種因素干擾，在一段時期內(nèi)處于非正常工作狀態(tài)。6月28日到7月6日系統(tǒng)正常工作，工作面向前推進30 m，對100#架、110#架、123#架、135#架、145#架5個測點進行了分析。在此期間工作面經(jīng)歷一次周期來壓，周期來壓時間7月3日，來壓強度44 MPa；另外，割煤和放煤生產(chǎn)班綜采液壓支架工作阻力實時監(jiān)控曲線處于不規(guī)則的曲線狀態(tài)，檢修班綜采支架工作阻力實時監(jiān)控曲線基本處于平直狀態(tài)，見圖3。

圖4 支架工作阻力分布柱狀圖

從各測點的壓力分布柱狀圖上可知 （見圖4），前柱、后柱、前梁千斤頂三者比較，在25～40 MPa的壓力值區(qū)間，前梁千斤頂?shù)膲毫χ邓嫉陌俜直茸畲?。?～15 MPa的壓力值區(qū)間和40 MPa以上壓力值區(qū)間，前柱的壓力值所占的百分比最大（見表4）。

表4 支架各部件受壓值區(qū)間分布

5 結(jié)語

1）根據(jù)礦壓監(jiān)測結(jié)果分析，可得出以下結(jié)論：ZF6200/17/32H型低位放頂煤支架適應新景公司綜放工作面的地質(zhì)條件，滿足綜放工藝要求。

2）要有針對性地強化頂板管理：80202工作面靠進風巷側(cè)構造區(qū)段頂煤較厚，需要加強支架維護，增強工作面支架的初撐力，保證支架接頂嚴實，頂板不好的地方提前拉架；必須提高支架的檢修質(zhì)量,保證支架各種操作閥的完好,杜絕支架管路的竄漏液,在升降架、移架過程中,堅持正規(guī)操作,調(diào)整好支架的工作狀態(tài)，避免前后柱受力不均，同時嚴格將采高控制在2.8 m，密切注意煤幫的變化，防止片幫傷人。