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[摘 要]为研究（4-5）04工作面侧向支承压力分布特征，采用冲击地压实时监测预警系统对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面皮带顺槽下帮煤体垂直应力进行了实测。
[关键词]综放工作面 侧向应力 技术
中图分类号：TP65.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0357-01
1、工程概况
为研究（4-5）04工作面侧向支承压力分布特征，采用冲击地压实时监测预警系统对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面皮带顺槽下帮煤体垂直应力进行了实测。应力测站分别位于皮带顺槽238#、246#里程牌板处下帮，以238#、246#里程点为中心每处测站布置4个测点。
2、侧向应力监测数据分析
（4-5）04工作面侧向应力Ⅰ、Ⅱ号测站自2017年4月11日开始监测，至2017年5月15日监测结束。由于Ⅱ号测站监测过程中受干扰较严重，难以判断煤体应力变化趋势，因此仅对监测效果较好的Ⅰ号测站曲线进行分析。
图1所示为Ⅰ号测站应力监测曲线图。由图可知，该测站布置时距离工作面仅为51m。各组测点应力变化情况如下：
（1）4m测点：该测点应力计初始油压为6.29MPa，在工作面进入采空区后13.5m（4月25日）时开始由7.3MPa突然连续下降至最低0.42MPa，后呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为1.02MPa。
由于该应力测点埋深为4m，工作面进入采空区后应力突然大幅下降的主要原因是顶板回转压迫导致浅部煤层屈服破坏，后面应力缓慢上升时由于采空区顶板继续回转压迫导致浅部煤体应力恢复。
（2）7m测点：该测点应力计初始油压为7.44MPa，在进入工作面采动影响范围内后一直呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为8.17MPa。
（3）12m测点：该测点应力计初始油压为6.58MPa，在进入工作面采动影响范围内后一直呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为7.52MPa。
（4）16m测点：该测点应力计初始油压为6.49MPa，开始监测后一直呈缓慢下降趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为4.69MPa。
Ⅰ号测站7m和12m深测点应力曲线呈稳定上升趋势，说明两个测点都位于侧向岩层断裂回转影响；而16m测点应力曲线呈稳定下降趋势，说明侧向岩层断裂位置在16m以里，因此综合判断（4-5）04工作面基本顶侧向断裂位置在12m～16m之间，即采空区侧向低应力范围小于16m。
3、侧向应力动态监测揭示的覆岩空间结构
应力监测结果能够反映覆岩空间结构形成与运动的过程（见图2）。图中编号1～4分别是埋深4m、7m、12m、16m的应力传感器，5是煤体中侧支承压力曲线。
当工作面推过应力测站时，煤体中传感器1的值开始快速上升，传感器2、3的值处于缓慢增长，表明此时基本顶正处于悬顶状态；随着工作面推进，当基本顶发生破断并大范围回转时，会压迫导致浅部煤体发生破坏，即1号传感器的值急剧下降，2、3号传感器的值继续缓慢上升。
4、理论计算采空区支承压力曲线与实测对比
图2所示为理论计算得到（4-5）04采空区煤体侧向支承压力分布曲线。从图中可以看出，采空区外侧煤体侧向支承压力峰值位置距采空区约26m，支承压力峰值约为57.6MPa；距采空区0～6m为低应力区；距采空区6m～52m为支承压力影响区；距采空区52m以外为原岩应力区。
图2中红色虚线为强冲击危险判断线，确定的依据是煤体中的垂直应力大于煤体单轴抗压强度的2.0倍。从图中可以看出，采空区侧支承压力峰值位置距采空区约26m；距采空区12m～45m为强冲击危险区，在此范围内不能布置采掘工程。
现场实测（4-5）04工作面侧向断裂位置在12m～16m之间，侧向低应力范围小于16m，与理论计算结果是一致的。
根据理论计算和现场实测结果可知，当（4-5）06工作面轨道顺槽（沿空顺槽）留设20m～40m宽煤柱时，均具有较大冲击危险；合理的沿空巷道位置应布置在采空区侧向弱冲击危险区内，即煤柱宽度不超过6m，考虑到（4-5）06工作面开采过程中的水、火、瓦斯治理难度较大的情况，可将煤柱宽度放宽至7m，后期沿空顺槽掘进过程中可根据实际揭露情况适当调整煤柱宽度。
5、结论
（1）侧向应力动态监测结果表明（4-5）04工作面基本顶侧向断裂位置在12m～16m之间，即采空区侧向低应力范围小于16m；
（2）理论计算得到采空区侧支承压力峰值位置距采空区约26m；距采空区12m～45m为强冲击危险区，在此范围内不能布置采掘工程；
（3）根据理论计算和现场实测结果可知，当（4-5）06工作面轨道顺槽（沿空顺槽）留设20m～40m宽煤柱时，均具有较大冲击危险；合理的沿空巷道位置应布置在采空区侧向弱冲击危险区内，即煤柱宽度不超过6m，考虑到（4-5）06工作面开采过程中的水、火、瓦斯治理難度较大的情况，可将煤柱宽度放宽至7m，后期沿空顺槽掘进过程中可根据实际揭露情况适当调整煤柱宽度。
参考文献
1.马俊鹏. 特厚煤层综放开采支承压力实测与应用研究[J].东北大学 ， 2003
作者简介
宁廷洲（1971- ），男，汉族，山东泰安人，兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿总工程师，从事矿井安全技术管理工作。
[关键词]综放工作面 侧向应力 技术
中图分类号：TP65.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0357-01
1、工程概况
为研究（4-5）04工作面侧向支承压力分布特征，采用冲击地压实时监测预警系统对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面皮带顺槽下帮煤体垂直应力进行了实测。应力测站分别位于皮带顺槽238#、246#里程牌板处下帮，以238#、246#里程点为中心每处测站布置4个测点。
2、侧向应力监测数据分析
（4-5）04工作面侧向应力Ⅰ、Ⅱ号测站自2017年4月11日开始监测，至2017年5月15日监测结束。由于Ⅱ号测站监测过程中受干扰较严重，难以判断煤体应力变化趋势，因此仅对监测效果较好的Ⅰ号测站曲线进行分析。
图1所示为Ⅰ号测站应力监测曲线图。由图可知，该测站布置时距离工作面仅为51m。各组测点应力变化情况如下：
（1）4m测点：该测点应力计初始油压为6.29MPa，在工作面进入采空区后13.5m（4月25日）时开始由7.3MPa突然连续下降至最低0.42MPa，后呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为1.02MPa。
由于该应力测点埋深为4m，工作面进入采空区后应力突然大幅下降的主要原因是顶板回转压迫导致浅部煤层屈服破坏，后面应力缓慢上升时由于采空区顶板继续回转压迫导致浅部煤体应力恢复。
（2）7m测点：该测点应力计初始油压为7.44MPa，在进入工作面采动影响范围内后一直呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为8.17MPa。
（3）12m测点：该测点应力计初始油压为6.58MPa，在进入工作面采动影响范围内后一直呈缓慢上升趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为7.52MPa。
（4）16m测点：该测点应力计初始油压为6.49MPa，开始监测后一直呈缓慢下降趋势，截止2017年5月15日监测结束时应力为4.69MPa。
Ⅰ号测站7m和12m深测点应力曲线呈稳定上升趋势，说明两个测点都位于侧向岩层断裂回转影响；而16m测点应力曲线呈稳定下降趋势，说明侧向岩层断裂位置在16m以里，因此综合判断（4-5）04工作面基本顶侧向断裂位置在12m～16m之间，即采空区侧向低应力范围小于16m。
3、侧向应力动态监测揭示的覆岩空间结构
应力监测结果能够反映覆岩空间结构形成与运动的过程（见图2）。图中编号1～4分别是埋深4m、7m、12m、16m的应力传感器，5是煤体中侧支承压力曲线。
当工作面推过应力测站时，煤体中传感器1的值开始快速上升，传感器2、3的值处于缓慢增长，表明此时基本顶正处于悬顶状态；随着工作面推进，当基本顶发生破断并大范围回转时，会压迫导致浅部煤体发生破坏，即1号传感器的值急剧下降，2、3号传感器的值继续缓慢上升。
4、理论计算采空区支承压力曲线与实测对比
图2所示为理论计算得到（4-5）04采空区煤体侧向支承压力分布曲线。从图中可以看出，采空区外侧煤体侧向支承压力峰值位置距采空区约26m，支承压力峰值约为57.6MPa；距采空区0～6m为低应力区；距采空区6m～52m为支承压力影响区；距采空区52m以外为原岩应力区。
图2中红色虚线为强冲击危险判断线，确定的依据是煤体中的垂直应力大于煤体单轴抗压强度的2.0倍。从图中可以看出，采空区侧支承压力峰值位置距采空区约26m；距采空区12m～45m为强冲击危险区，在此范围内不能布置采掘工程。
现场实测（4-5）04工作面侧向断裂位置在12m～16m之间，侧向低应力范围小于16m，与理论计算结果是一致的。
根据理论计算和现场实测结果可知，当（4-5）06工作面轨道顺槽（沿空顺槽）留设20m～40m宽煤柱时，均具有较大冲击危险；合理的沿空巷道位置应布置在采空区侧向弱冲击危险区内，即煤柱宽度不超过6m，考虑到（4-5）06工作面开采过程中的水、火、瓦斯治理难度较大的情况，可将煤柱宽度放宽至7m，后期沿空顺槽掘进过程中可根据实际揭露情况适当调整煤柱宽度。
5、结论
（1）侧向应力动态监测结果表明（4-5）04工作面基本顶侧向断裂位置在12m～16m之间，即采空区侧向低应力范围小于16m；
（2）理论计算得到采空区侧支承压力峰值位置距采空区约26m；距采空区12m～45m为强冲击危险区，在此范围内不能布置采掘工程；
（3）根据理论计算和现场实测结果可知，当（4-5）06工作面轨道顺槽（沿空顺槽）留设20m～40m宽煤柱时，均具有较大冲击危险；合理的沿空巷道位置应布置在采空区侧向弱冲击危险区内，即煤柱宽度不超过6m，考虑到（4-5）06工作面开采过程中的水、火、瓦斯治理難度较大的情况，可将煤柱宽度放宽至7m，后期沿空顺槽掘进过程中可根据实际揭露情况适当调整煤柱宽度。
参考文献
1.马俊鹏. 特厚煤层综放开采支承压力实测与应用研究[J].东北大学 ， 2003
作者简介
宁廷洲（1971- ），男，汉族，山东泰安人，兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿总工程师，从事矿井安全技术管理工作。