通過對短壁工作面現(xiàn)場觀測和理論分析,初步總結出淺埋煤層短壁工作面礦壓顯現(xiàn)特點和頂板垮落規(guī)律。煤柱回收后,頂板像長壁工作面一樣,要經(jīng)歷直接頂初次垮落和基本頂初次來壓及周期性來壓的過程。淺埋煤層短壁機械化開采工作面礦壓顯現(xiàn)具有以下特征:
(1)直接頂?shù)某醮慰迓洳骄噍^長壁開采條件下要大,根據(jù)直接頂巖層情況,一般為35~37 m,直接頂板斷裂線與支巷成45°左右的夾角,直接頂周期垮落步距為10~15m。
(2)基本頂?shù)某醮蝸韷阂暡煽諈^(qū)煤柱的留設和工作面參數(shù)不同有較大差別,但工作面存在基本頂?shù)某醮蝸韷含F(xiàn)象。
(3)基本頂?shù)闹芷趤韷翰骄噍^長壁開采條件下要大,基本頂周期垮落步距一般為29~38 m。
(4)工作面頂板壓力的峰值區(qū)在支巷15~20m的前方轉(zhuǎn)移,回采工作面處于采空區(qū)頂板垮落主壓力拱的免壓圈內(nèi)。切割煤柱的寬度不能過大,以確保其處于減壓帶內(nèi),避免在窄煤柱上承受過高的頂板載荷。
(5)采場頂板來壓時,履帶行走式液壓支架位于兩翼回收煤柱的三角掩護區(qū),頂板壓力主要由煤柱來承擔。單翼回采時,連采機割煤后,行走支架立柱下腔壓力增加3~4 MPa。雙翼回采時,連采機割煤后,行走支架立柱下腔壓力增加8~9MPa;在直接頂大面積冒落時,位于煤柱側的行走支架后立柱的下腔壓力實測值為28 MPa。
結論:
(1)連續(xù)采煤機短壁工作面采場壓力顯現(xiàn)特征是:工作面開采過程中仍會出現(xiàn)采場初次來壓與周期來壓現(xiàn)象,履帶行走式液壓支架位于兩翼回收煤柱的三角掩護區(qū),采場壓力主要由煤壁和煤柱承擔,行走支架以支護直接頂巖層為主,基本頂斷裂形成的附加載荷對支架影響不大。
(2)工作面頂板壓力的峰值區(qū)在支巷15~20m的前方轉(zhuǎn)移,回采工作面處于采空區(qū)頂板垮落主壓力拱的免壓圈內(nèi)。切割煤柱的寬度不能過大,以確保其處于減壓帶中,避免承受過高的頂板載荷;切割窄煤柱的寬度又不能過小,以防變形過大,使上方頂板下沉而破碎。
(3)短壁機械化開采工作面頂板控制技術是巷道采用錨桿支護,巷道交叉口采用錨索補強加固,采場采用履帶行走式液壓支架,合理的支架初撐力為2500kN,工作阻力為5000~5500kN,從而保證工作面開采時的安全。
(4)履帶行走式支架是一種新型高效支護設備,與連續(xù)采煤機配套使用,可以保障工作面設備和施工人員安全,實現(xiàn)短壁機械化工作面的高產(chǎn)高效。










