一、概述
矿山压力的观测与分析是实现矿山生产科学管理必不可少的基础工作,多年来一直为广大采矿工程技术人员重视,矿山压力显现及其控制方法研究是正确进行采矿设计、合理选择支护形式及支架类型、加强顶板管理、保证安全生产的重要一环。 二、观测目的
为研究巷道矿压显现特征,能有效地指导矿井开采,为掌握矿山压力及其显现规律,改善合理支护方式,确定合理护巷参数,改进巷道支护提供科学依据,提高巷道支护效果。同时防止顶板事故的发生,保证我煤矿安全而高效的生产,特作矿压分析总结报告。 三、 观测区域地质及围岩性质
1503工作面为一采区第二个工作面,西北走向布置,工作面北翼为F2逆断层,东北翼为1501首采工作面,西南方向为1505备采工作面,东南方向为+920集中运输巷。观测区域是1053回风道。该面煤层为煤5,含炭质泥岩夹矸1~2层,夹矸平均厚度0.2m,煤层色泽为黑色,条痕为深棕色油脂光泽,呈参差状断口,节理面充填方解石脉,含黄铁矿。直接顶:砂质泥岩3.26m深灰~灰黑色泥岩、砂质泥岩为泥质结构,波状层理发育,易垮落。老顶:细粒砂岩5.90m灰白~灰色粉、细粒砂岩,砂质胶结,以石英为主、长石风化,斜层理发育。 四、支护技术参数
1503回风道:巷道净高3.2米,宽5米。锚杆采用Φ20mm×2600mm,间排距800mm×800mm,每排布置13根,巷道拱部采用长7300mm锚索加强支护,间排距1600mm×1600mm,从巷道中心线向两帮依次按“333”型布置。 五、观测方法
在一般情况下巷道内每隔50m设立一个顶板离层和巷帮离层观测站,顶板离层分为四个点基点1、2、3和4分别是从深到浅排列的,新设立的观测站,连续观测,每天记录一次观测数据并加以整理,如果所观测巷道没有明显的矿压显现,
就改为一周一观测,依次直到矿压完全稳定。观测的主要任务是掌握掘进及领面回采对围岩中的矿山压力分布及其发展变化的规律,并搞清顶板活动规律、掘动条件等各方面因素的影响。 六、报告内容
1503回风道安设顶板离层仪19个,安装位置分别是:1503回风联络巷、1503回风道三角门、1503回风道90米处且从90米处到迎头是每50米安装一个顶板离层仪,具体内容如下:
巷道名称:1503回风联络巷 序号: 01 安装位置:三角门 日期:2013.12.13 离层深基点离层深基点离层浅基点离层浅基点3 初始1 2 4 安装日期 12月13日 值 25mm 16mm 26mm 12mm 观测日期 月 12 12 12 12 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 5 7 7 8 日 14 15 16 26 16 27 6 8 15 16 17 19 28 3 8 29 11 18 7 11 18 17 基点1 25 25 25 25 26 26 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 29 变化量 0 0 0 0 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 基点2 16 16 16 16 17 17 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 测点读值(mm) 变化量 0 0 0 0 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 基点3 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 变化量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 基点4 12 12 12 12 12 12 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 16 变化量 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 距迎头距离 观测人 备注
巷道名称:1503回风道 序号:01 安装位置: 30米 日期:2014.1.29 离层深基点离层深基点离层浅基点离层浅基点3 初始1 2 4 安装日期 1月29日 值 30mm 25mm 14mm 9mm 观测日期 月 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 5 6 7 8
测点读值(mm) 基点1 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 变化量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 基点2 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 变化量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 基点3 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 变化量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 基点4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 变化量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 距迎头距离 47 50 90 155 162 176 203 238 270 320 355 507 640 日 7 8 12 16 17 19 23 28 3 12 29 11 18 18 16 11 17 观测人 备注 巷道名称:1503回风道 序号: 03 安装位置: 145米 日期:2014.2.15 安装日期 观测日期 月 2 2 2 2 日 16 17 19 23 基点1 20 20 20 20 变化量 0 0 0 0 基点2 13 13 13 13 2月15日 初始值 离层深基点1 离层深基点2 离层浅基点3 离层浅基点4 20mm 13mm 22mm 17mm 观测人 备注 测点读值(mm) 变化量 0 0 0 0 基点3 22 22 22 22 变化量 0 0 0 0 基点4 18 18 18 18 变化量 1 1 1 1 距迎头距离 20 27 41 88 2 3 3 3 3 3 4 4 5 6 7 7 8
28 3 11 12 14 29 11 18 18 20 11 24 11 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 120 155 225 235 295 382 462 505 巷道名称:1503回风道 序号 H-5 安装位置: 317米 日期:2014.3.8 离层深基点离层深基点离层浅基点离层浅基点3 初始1 2 4 安装日期 3月8日 值 9mm 15mm 10mm 20mm 观测日期 月 3 3 3 3 4 4 4 5 6 6 6 7 7 8
测点读值(mm) 基点1 9 10 10 15 16 16 17 25 45 117 127 180 185 190 变化量 0 1 1 6 7 7 8 15 35 107 117 171 176 181 基点2 15 15 15 20 21 21 23 28 43 97 107 147 150 150 变化量 0 0 0 5 6 6 8 13 28 82 92 134 137 137 基点3 10 13 13 16 18 18 18 20 25 25 25 25 25 25 变化量 0 3 3 6 8 8 8 10 15 15 15 25 25 25 基点4 20 20 20 20 20 20 20 22 22 22 22 22 22 22 变化量 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 距迎头距离 32 53 95 220 307 353 371 日 10 12 14 29 11 18 20 18 3 17 28 11 24 11 观测人 备注
巷道名称:1503回风道 序号 H-7 安装位置: 440米 日期:2014.3.17 安装日期 观测日期 月 3 3 3 4 4 5 5 5 5 6 6 6 7 7 8 日 18 20 29 11 18 7 12 18 25 3 17 28 11 24 14 3月17日 初始值 离层深基点离层深基点离层浅基点离层浅基点3 1 2 4 3mm 10mm 0mm 2mm 观测人 备注 测点读值(mm) 基点1 3 3 3 3 3 30 40 54 58 60 105 105 120 125 130 变化量 0 0 0 0 0 27 37 51 55 57 102 102 117 122 127 基点2 10 10 10 11 11 11 11 23 47 60 80 80 110 115 115 变化量 0 0 0 1 1 1 1 13 37 50 70 70 100 105 105 基点3 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 30 30 30 30 30 变化量 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 30 30 30 30 30 基点4 2 2 2 3 3 3 3 10 35 45 70 70 70 70 70 变化量 0 0 0 1 1 1 1 8 33 43 68 68 68 68 68 距迎头距离
巷道名称:1503回风道 序号 H-9 安装位置:560米 日期:2014.3.29 离层深基点1 离层深基点2 离层浅基点3 安装日期 3月29日 初始值 8mm 观测日期 月 3 3 4 4 4 5 5 5 5 日 30 31 5 11 18 7 12 18 28 基点1 8 8 8 9 9 60 70 78 87 变化量 0 0 0 1 1 52 62 70 79 基点2 0 0 0 2 2 2 2 2 2 测点读值(mm) 变化量 0 0 0 2 2 2 2 2 2 基点3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 变化量 0 0 1 1 1 1 1 1 1 基点4 2 2 3 3 3 3 3 3 3 变化量 0 0 1 1 1 1 1 1 1 距迎头距离 0mm 3mm 2mm 观测人 离层浅基点4 备注 6 6 6 7 8 8 3 17 25 11 24 30 90 93 93 95 98 100 82 85 85 85 88 90 2 2 2 2 10 10 2 2 2 2 10 10 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1
道名称:1503回风道 序号 H-10 安装位置:575米 日期:2014.4.5 离层深基点1 离层深基点2 离层浅基点3 安装日期 4月5日 初始值 5mm 观测日期 月 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 6 7 8 8 日 11 13 17 18 20 22 23 24 26 28 1 4 5 9 12 18 28 3 14 11 5 24 基点1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 变化量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 基点2 11 11 30 30 30 45 51 57 68 78 93 110 115 130 130 130 130 138 146 156 160 160 测点读值(mm) 变化量 1 1 20 20 20 35 41 47 58 68 83 100 105 120 120 120 120 127 135 145 149 149 基点3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 30 30 50 87 98 120 130 130 130 变化量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 28 28 48 85 96 118 128 128 128 基点4 20 20 20 20 20 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 28 30 30 30 30 30 变化量 1 1 1 1 1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 9 11 11 11 11 11 距迎头距离 10mm 2mm 19mm 观测人 离层浅基点4 备注
道名称:1503回风道 序号 H-11 安装位置:635米 日期:2014.4.16 离层深基点1 离层深基点2 离层浅基点3 安装日期 4月16日 初始值 18mm 观测日期 月 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 7 7 8 8 8 日 17 18 20 22 23 24 26 28 1 4 5 9 12 18 24 3 14 28 11 24 1 10 20 基点1 32 42 42 53 63 70 83 97 107 133 138 157 165 188 193 208 228 242 252 260 260 260 260 变化量 14 24 24 35 45 52 65 79 89 115 120 139 147 170 175 190 210 224 234 242 251 251 251 基点2 13 18 18 24 32 38 50 62 75 90 92 106 114 134 148 158 178 200 210 215 224 224 224 测点读值(mm) 变化量 13 18 18 24 32 38 50 62 75 90 92 106 114 134 148 158 178 200 210 215 224 224 224 基点3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 变化量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 基点4 25 25 25 25 25 25 25 25 25 27 28 30 34 47 54 65 70 88 88 88 88 88 88 变化量 8 8 8 8 8 8 8 8 8 10 11 13 17 30 37 48 53 71 71 71 71 71 71 距迎头距离 22 35 53 84 88 94 121 142.5 166 186 194 214 237 237 0mm 0mm 17mm 观测人 离层浅基点4 备注 七、观测结果分析
通过对一采区1503回风道的顶板离层和巷道表面位移的监测,获得了矿压显现的动态数据,首先随着掘进面的不断推进,安装顶板离层仪监测顶板也逐渐离层现象,随着安装地点与迎头距离越来越大,离层的就慢慢趋于稳定状态。
根据顶板离层仪的观测数据显示,1503回风道与1501回风道回采面到迎采点时1503回风道压力较大,离层变化量也趋于最大化(例如H—10、H—11点),经过观测顶板深部位移最大变化量是H—11点260mm,其次是H—5点190mm..其他观测站检测点的变化量较小。
经过表面位移的观测1503回风道575米处17天内顶板下沉量315mm.平均
日下沉量是18.5mm,595米处14天顶板下沉量是205mm日下沉量是14mm.
通过数据分析H-9、H-7、H-5、H-4由之前变化量很小 ,随着回采面的不断推进,隔着20米煤柱的回采工作面推近回风道顶板离层变化量逐渐变大(报告中观测站点不齐全具体明细可参考顶板离层记录)。
另外,1503工作面两道掘进时经常伴有煤炮声且随之顶板掉矸、两帮大量片帮,煤尘大量向巷道抛出。
八、结论与建议
1、从观测和分析结果看,1503回风道顶板压力较大且550米到900米处顶板较破碎,都有离层现象;因此建议打单体加强支护确保1503工作面有序回采。
2、在今后掘进巷道支护时,或者巷道成型不好的情况下可把巷道假想成规则型,然后按规则型巷道设计要求进行支护,如此巷道围岩内部支护的所有锚杆、锚索都有力的作用,达到共同承载,确保了围岩及顶板的稳定性,达到支护的目的,防治了部分锚杆或者锚索超承载而另外部分锚索、锚杆空载,以至于在顶板来压的时候造成锚杆、锚索一一被压失效。
矿 压 观 测 总 结 分 析 报 告
编制: 审核:
综掘一区
2014年8月30日
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