翟子波

(山西晋煤集团沁水胡底煤业有限公司,山西 晋城 048200)

1 工程概况

胡底煤矿1303(上)工作面位于3号煤一盘区，工作面埋深594 m左右，开采煤层为3号煤层，煤层厚度5.20～6.15 m，平均厚度5.72 m。煤层顶板为7.34 m厚的粉质泥岩，含植物化石较坚硬，老顶为3.56 m厚细粒砂岩，直接底为6.78 m厚粉砂质泥岩，老底为3.8 m厚细砂岩。1303(上)工作面回采上分层平均采高在2.85 m，简单煤层结构，稳定。工作面采用MG250/600-WD型交流电牵引采煤机进行回采，工作面液压支架共计147架，其中，中间架采用ZPZ5200/17/35型140架，过渡架采用ZPG5200/17/35型支架5架(排头2架，排尾3架)，端头支架采用ZTZ11582/18/35型支架2架进行支护。

由于在上一工作面回采过程中，两巷变形严重，因此需要对工作面回采过程中矿压显现规律进行研究，保证工作面的正常推进。

2 工作面矿压显现规律的理论分析

2.1 工作面初次来压步距分析

通过采用弹性力学理论，把关键层初次破断前的结构简化为固支梁模型进行分析。

图1 固支梁应力模型

由固支梁受力特征及其边界条件可求出其各应力分量表达式如下：

根据对称性可知梁的(0，h/2)处剪应力为零，其横向截面上的正应力即为横向主应力σ，在(0，h/2)处拉应力σ达到最大值，即：

由此可以判断出，当简化后模型放生初次破断时，其应力应达到极限值σ1max，及岩梁破断时其跨距及初次来压的距离Ls满足下式。

式中：Ls为基本顶初次来压步距，m；h为基本顶厚度，取7.34 m；n为岩梁发生破断垮落时的安全系数，取1.5；q为基本顶所受载荷，取0.578 MPa；σ为基本顶抗拉强度，取3.26 MPa。

结合矿山地质结构，将数据带入初次来压步距求得基本顶的初次来压步距Ls为27.7 m。……