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【摘 要】本文针对3207工作面支架矿压显现特征及工况特征研究，调取支架PM31的压力数据，利用Excel软件成图表后进行分析支架压力曲线、循环末阻力及初撑力，来压强度等，观测支架的支护状况以及围岩的控制，来压时顶板漏矸及煤壁片帮，支架受力情况等，合理提高支架工作阻力、初撑力满足工作面顶板支护要求。
【关键词】矿压显现及工况特征；支架压力曲线；支架工作阻力；初撑力；工作面顶板支护
3207工作面位于山西霍尔辛赫矿井二盘区，属于3号煤层，赋存与二叠系下统山西组下部，煤层厚5.3m～5.7m，平均厚5.5m。3号煤层含泥岩、炭质泥岩夹矸0～2层，一般1层，距底板约0.78m左右较为稳定（平均厚度0.30m）。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。底板为黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色粉砂岩。该煤层全井田可采，结构简单，厚度变化不大，煤层平均倾角7.5°，属稳定型煤层。煤的普氏硬度系数f=0.37-1，属于较软煤层。矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。工作面采用走向长臂后退式采煤法，自然垮落法管理顶板；回采工艺为6.0m大采高支架综采一次采全高，本工作面于2012年8月底试生产，是该矿井第一个大采高工作面。3207工作面三级配套为ZY12000/28/60DD大采高支架，中部架120架，ZYG12000/28/
60D过渡支架3架，ZYT12000/28/60DD端头支架6架；采用MG750/1815-GWD型采煤机落煤及SGZ-1000/2×855型刮板输送机，转载机为SZZ-1200/375型、破碎机为PLM3500型，工作面顺槽胶带运输机为DSJ-120/180/3×400型，实现了落煤、破煤、运煤的机械化生产。工作面采高一般为5.5m，采用端头斜切进刀，往返一次进两刀，每刀进度865mm，劳动组织方式为“两采一准”，日推进4.3m～5.2m。3207工作面在该工艺实施过程中，由于煤软顶板碎等开采条件，造成工作面极易发生大面积片帮和端面冒顶，多次严重影响工作面的安全生产，特别是2013年3月16日该工作面发生了40m长度的大面积冒顶，极大影响了安全生产，使回采无法正常进行，因此探索工作面的顶板控制问题为安全生产技术关键。通过提取工作面支架矿压显现特征及工况特征曲线，认为提高支架工作阻力及初撑力是防治工作面片帮、冒顶的根本途径。
一、支架工作阻力曲线分析
为了分析霍尔辛赫煤矿3207工作面的矿压规律，采集了天玛PM31电液控制系统记录的矿压数据，利用KJ21矿山压力监测系统软件对数据进行处理，得出工作面支架工作阻力曲线图。为了具有代表性选取3月份和4月1日～4月16日28#、42#、51#支架数据进行分析，详见图1～3。28#支架安全阀调定压力稍大，支架工作阻力在9000KN安全阀开启，但该值仍小，由于顶板压力大导致安全阀仍频繁开启，支架呈现急增阻特征。在3月6日和9日，安全阀损坏没有更换，液压支架基本上起不到支护作用。42#支架从3月1日～3月5日支架工作阻力来看，该支架循环末阻力约为11000KN，说明顶板压力较大，但3月7日～3月12日安全阀损坏，导致支架压力上不去，支架支护效果差，3月16日后安全阀调定压力太小，安全阀频繁开启，顶板下沉量增大，支架成被动支护，煤壁受力增大，进而发生片帮冒顶。该支架安全阀调定压力较大，支架在10000KN时安全阀开启，支架循环末阻力约为10000KN，顶板压力较大，该支架安全阀调定压力约在42MP，比较合理。
图1 28#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
图2 42#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
图3 51#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
综上，由支架循环末阻力分布情况分析，支架的合理工作阻力应保证不低于10000kN～11000kN，工作面配套支架为ZY12000/28/60，额定工作阻力12000kN，满足顶板支护要求，但由3月份压力曲线知，安全阀开启值多集中在7000kN～9000kN，且安全阀寿命很短，支撑效率严重降低，不满足控制顶板要求，出现端面漏顶现象，制约了工作面推进速度，进而发生大范围片帮漏顶，因此建议确保安全阀达到设定压力，即不低于40MPa。
二、结语
（1）该工作面采用一次采全高工艺，在软煤层条件下，从防治片帮冒顶考虑，应该合理控制采高，保证支架顶梁和顶板全接触，避免支架和顶板线接触，造成应力集中，致使切顶线前移，所以最适宜的采高为5.5m，预留伪顶冒落后支架有足够的支撑高度，使支架不空顶，保证顶板来压时支架有足够的工作阻力。（2）工作面移架后，支架工要及时移架，合理调整支架，顶梁适当上仰接顶，控制好采高，避免长时间空顶，加快推进度，一般可以正常推进通过。（3）煤层厚度为5.0m～5.5m时，若煤质较硬、顶板条件较好时，通过使支架顶梁适当上仰接顶，控制好采高，一般可以正常推进通过，不需要留底煤；若煤质较软、顶板破碎、条件较差，且易发生片帮冒顶时，可以适当降低采高，提高煤层的相对强度，如果降低采高仍然片帮可以采取煤壁注浆等措施加固，可以有效防止大面积片帮冒顶。（4）修复使用现有大流量高精度反冲洗水处理装置系统，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，反渗透膜应定时进行清洗，保证系统的清洁，减少安全阀反复动作损坏的几率，使安全阀保持完好状态。（5）对操纵阀、千斤顶、安全阀、双向销等液压元件不要在井下检修，应整体更换；同时定期清洗、更换支架反冲洗过滤器，对裸露在外立柱的活柱及其他千斤顶的活塞杆要及时擦拭干净，减少杂质物进入液压系统，避免反复摩擦冲击寻坏液压构件，减少液压元件漏液的几率，减少压力损失。
参 考 文 献
[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999
[2]钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制（修订本）[M].北京：煤炭工业出版社，1991
[3]姜福兴.矿山压力与岩层控制[M].北京：煤炭工业出版社，2004
【关键词】矿压显现及工况特征；支架压力曲线；支架工作阻力；初撑力；工作面顶板支护
3207工作面位于山西霍尔辛赫矿井二盘区，属于3号煤层，赋存与二叠系下统山西组下部，煤层厚5.3m～5.7m，平均厚5.5m。3号煤层含泥岩、炭质泥岩夹矸0～2层，一般1层，距底板约0.78m左右较为稳定（平均厚度0.30m）。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。底板为黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色粉砂岩。该煤层全井田可采，结构简单，厚度变化不大，煤层平均倾角7.5°，属稳定型煤层。煤的普氏硬度系数f=0.37-1，属于较软煤层。矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。工作面采用走向长臂后退式采煤法，自然垮落法管理顶板；回采工艺为6.0m大采高支架综采一次采全高，本工作面于2012年8月底试生产，是该矿井第一个大采高工作面。3207工作面三级配套为ZY12000/28/60DD大采高支架，中部架120架，ZYG12000/28/
60D过渡支架3架，ZYT12000/28/60DD端头支架6架；采用MG750/1815-GWD型采煤机落煤及SGZ-1000/2×855型刮板输送机，转载机为SZZ-1200/375型、破碎机为PLM3500型，工作面顺槽胶带运输机为DSJ-120/180/3×400型，实现了落煤、破煤、运煤的机械化生产。工作面采高一般为5.5m，采用端头斜切进刀，往返一次进两刀，每刀进度865mm，劳动组织方式为“两采一准”，日推进4.3m～5.2m。3207工作面在该工艺实施过程中，由于煤软顶板碎等开采条件，造成工作面极易发生大面积片帮和端面冒顶，多次严重影响工作面的安全生产，特别是2013年3月16日该工作面发生了40m长度的大面积冒顶，极大影响了安全生产，使回采无法正常进行，因此探索工作面的顶板控制问题为安全生产技术关键。通过提取工作面支架矿压显现特征及工况特征曲线，认为提高支架工作阻力及初撑力是防治工作面片帮、冒顶的根本途径。
一、支架工作阻力曲线分析
为了分析霍尔辛赫煤矿3207工作面的矿压规律，采集了天玛PM31电液控制系统记录的矿压数据，利用KJ21矿山压力监测系统软件对数据进行处理，得出工作面支架工作阻力曲线图。为了具有代表性选取3月份和4月1日～4月16日28#、42#、51#支架数据进行分析，详见图1～3。28#支架安全阀调定压力稍大，支架工作阻力在9000KN安全阀开启，但该值仍小，由于顶板压力大导致安全阀仍频繁开启，支架呈现急增阻特征。在3月6日和9日，安全阀损坏没有更换，液压支架基本上起不到支护作用。42#支架从3月1日～3月5日支架工作阻力来看，该支架循环末阻力约为11000KN，说明顶板压力较大，但3月7日～3月12日安全阀损坏，导致支架压力上不去，支架支护效果差，3月16日后安全阀调定压力太小，安全阀频繁开启，顶板下沉量增大，支架成被动支护，煤壁受力增大，进而发生片帮冒顶。该支架安全阀调定压力较大，支架在10000KN时安全阀开启，支架循环末阻力约为10000KN，顶板压力较大，该支架安全阀调定压力约在42MP，比较合理。
图1 28#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
图2 42#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
图3 51#号支架3月份和4月份压力曲线对照图
综上，由支架循环末阻力分布情况分析，支架的合理工作阻力应保证不低于10000kN～11000kN，工作面配套支架为ZY12000/28/60，额定工作阻力12000kN，满足顶板支护要求，但由3月份压力曲线知，安全阀开启值多集中在7000kN～9000kN，且安全阀寿命很短，支撑效率严重降低，不满足控制顶板要求，出现端面漏顶现象，制约了工作面推进速度，进而发生大范围片帮漏顶，因此建议确保安全阀达到设定压力，即不低于40MPa。
二、结语
（1）该工作面采用一次采全高工艺，在软煤层条件下，从防治片帮冒顶考虑，应该合理控制采高，保证支架顶梁和顶板全接触，避免支架和顶板线接触，造成应力集中，致使切顶线前移，所以最适宜的采高为5.5m，预留伪顶冒落后支架有足够的支撑高度，使支架不空顶，保证顶板来压时支架有足够的工作阻力。（2）工作面移架后，支架工要及时移架，合理调整支架，顶梁适当上仰接顶，控制好采高，避免长时间空顶，加快推进度，一般可以正常推进通过。（3）煤层厚度为5.0m～5.5m时，若煤质较硬、顶板条件较好时，通过使支架顶梁适当上仰接顶，控制好采高，一般可以正常推进通过，不需要留底煤；若煤质较软、顶板破碎、条件较差，且易发生片帮冒顶时，可以适当降低采高，提高煤层的相对强度，如果降低采高仍然片帮可以采取煤壁注浆等措施加固，可以有效防止大面积片帮冒顶。（4）修复使用现有大流量高精度反冲洗水处理装置系统，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，反渗透膜应定时进行清洗，保证系统的清洁，减少安全阀反复动作损坏的几率，使安全阀保持完好状态。（5）对操纵阀、千斤顶、安全阀、双向销等液压元件不要在井下检修，应整体更换；同时定期清洗、更换支架反冲洗过滤器，对裸露在外立柱的活柱及其他千斤顶的活塞杆要及时擦拭干净，减少杂质物进入液压系统，避免反复摩擦冲击寻坏液压构件，减少液压元件漏液的几率，减少压力损失。
参 考 文 献
[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999
[2]钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制（修订本）[M].北京：煤炭工业出版社，1991
[3]姜福兴.矿山压力与岩层控制[M].北京：煤炭工业出版社，2004