第４０卷 第６期２０２０年１１月
西安科技大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩ’ＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ ６Ｎｏｖ．２０２０
周海丰，黄庆享，贺雁鹏．８．８ｍ大采高综采工作面矿压规律［Ｊ］．西安科技大学学报，２０２０，４０（６）：９８１－９８７．
ＺＨＯＵＨａｉ ｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＱｉｎｇ ｘｉａｎｇ，ＨＥＹａｎ ｐｅｎｇ．Ｌａｗｏｆｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎ８．８ｍｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｆｕｌｌｙｏｎｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｆａｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０，４０（６）：９８１－９８７．
收稿日期：２０２０－０１－０３ 责任编辑：朱瑾钰
基金项目：国家自然基金（５２０７４２１１，５１６７４１９０）；陕西省自然科学基础研究计划
项目（２０１９ＪＬＰ－０８）通信作者：周海丰（１９８０－），男，河北承德人，高级工程师，Ｅ ｍａｉｌ：２８２０９００９７＠ｑｑ．ｃｏｍ
８．８ｍ大采高综采工作面矿压规律
周海丰１，２
，黄庆享１，贺雁鹏１
（１．西安科技大学能源学院，陕西西安７１００５４；２．神华神东煤炭集团有限责任公司，陕西神木７１９３１５）
摘 要：为了掌握神东矿区浅埋煤层８．８ｍ大采高综采工作面矿压规律和上覆岩层运动规律，指导液压支架选型和顶板管控，以上湾煤矿１２４０２综采工作面为研究对象，采用数值模拟、现场实测和数据分析的方法，总结了８．８ｍ大采高综采工作面初采期间地表塌陷规律、基本顶初次来压，以及周期来压步距和来压强度规律，分析了周期来压规律与采高、埋深、基岩厚度等因素的关系，对回采期间支架工作阻力频率进行分析；利用正态分布理论对支架选型和适应性进行了评价。研究表明：神东矿区浅埋煤层８．８ｍ大采高综采工作面上覆岩层呈现“Ｏ－Ｘ”破断规
律，初次来压步距为６０ｍ，周期来压步距１７～２０．６ｍ，基本顶初次来压和周期来压步距与采
高关系不大，周期来压持续距离、来压范围和来压期间的平均工作阻力随着基岩厚度和埋深的增大而增大，与基岩厚度和埋深成正比，液压支架工作阻力频率符合正态分布，满足使用要求。关键词：大采高；浅埋煤层；支架选型；正态分布
中图分类号：ＴＤ３２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－９３１５（２０２０）０６－０９８１－０７ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘａｋｊｄｘｘｂ．２０２０．０６０７
开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：
Ｌａｗｏｆｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎ８．８ｍｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｆｕｌｌｙｏｎｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｆａｃｅ
ＺＨＯＵＨａｉ ｆｅｎｇ１，２，ＨＵＡＮＧＱｉｎｇ ｘｉａｎｇ１，ＨＥＹａｎ ｐｅｎｇ
１
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｈｅｎｈｕａＳｈｅｎｄｏｎｇＣｏａｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｍｕ７１９３１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｍｏｖｅｍｅｎｔｉｎａｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｗｉｔｈｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｏｆ８．８ｍｉｎｓｈａｌｌｏｗｓｅａｍｉｎＳｈｅｎｄｏｎｇｍｉｎ ｉｎｇａｒｅａ，ａｎｄｇｕｉｄｅｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｒｏｏｆｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅ１２４０２ｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｏｆＳｈａｎｇｗａｎＣｏａｌＭｉｎｅｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｌａｗｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｍｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅ８．８ｍｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ，ｔｈｅｌａｗｏｆｆｉｒｓｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｗｅｉｇｈｔｉｎｇａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｏｆｔｈｅｍａｉｎｒｏｏｆ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｌａｗｏｆｐｅｒｉｏｄｉ
ｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔ，ｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃ ｔｏｒｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｕｐｐｏｒｔｄｕｒｉｎｇｍｉｎｉｎｇ，ａｎｄｕｓｅｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
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ｓｈｏｗ：ｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｔｒａｔａｏｆ８．８ｍｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｎＳｈｅｎｄｏｎｇｍｉｎｉｎｇａｒｅａｐｒｅｓｅｎｔｓ“Ｏ－Ｘ”ｂｒｅａｋｉｎｇｌａｗ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌｉｓ６０ｍ，ｔｈｅｐｅｒｉｏｄｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌｉｓ１７～２０．６ｍ，ｔｈｅｍａｉｎｒｏｏｆｆｉｒｓｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌｓｐａｃｉｎｇｈａｖｅｌｉｔｔｌｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｐｅｒｉｏｄｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇ，ｗｅｉｇｈｔｉｎｇｒａｎｇｅａｎｄａｖ ｅｒａｇｅｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｄｕｒｉｎｇｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔ；ｓｈａｌｌｏｗｃｏａｌｓｅａｍ；ｓｕｐｐｏｒｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
０ 引 言
神东基地作为国家１４个大型煤炭基地之一，位于晋陕蒙３省交界地带，煤储量达到３５８５．４亿吨，以中厚－厚煤层为主，其中厚煤层所占比例达到５１％．矿区煤层厚度８．０ｍ以上煤层地质储量约２０亿吨，主要分布在上湾、补连塔、西湾、大保当等煤矿。特厚煤层采用综采一次采全高，相比分层开采和综放工艺具有回采效率高、工艺简单等优势。而且神东公司做了大量的探索性工作，先后建成了世界上首个５．５，６．３，７．０，８．０ｍ大采高综采工作面。８．０ｍ及以上特厚煤层的安全高效开采一直是没有得到很好解决的世界性难题。
８．８ｍ大采高综采工作面开采技术相比普通的大采高工作面，具有开采扰动范围大、顶板支护难度大、动载矿压明显、易发生片帮冒顶等难题和挑战，亟需研发新技术和装备解决这些难题。很多专家
学者针对神东矿区大采高综采工作面矿压规律进行了研究。许家林等开展了７．０ｍ特大采高工作面关键层运动的模拟实验和矿压实测，提出“悬臂梁－砌体梁”结构交替造成大小周期来压［１－５］。黄庆享对陕北地区５．０，６．０，７．０ｍ浅埋大采高工作面矿压规律及顶板结构进行了大量的实测分析及系统的理论研究，提出了“等效直接顶”的理论［６－１０］。王国法等对金鸡滩煤矿８．２ｍ超大采高工作面提出了超大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法［１１－１７］。杨俊哲认为８．０ｍ以上超大采高工作面周期来压具有来压步距短、持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈、来压特征显著、宏观矿压显现强烈等特点，关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断，是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因［１２］。国内外学者主要针对７．０ｍ以上大采高综采工作面矿压显现规律做了很多研究［１８－２４］，但是从埋深、基岩厚度、周期来压范围和来压期间平均工作阻力等角度对老顶初次来压规律和周期来压规律研究的较少［２５－２６］，利用液压支架工作阻力频率正太分布角度去研究支架选型和适应性评价的也比较少，因此尚未完全掌握８．８ｍ大采高综采工作面矿压显现规律。
文中基于神东矿区上湾煤矿１２４０２大采高综采工作面回采实践，通过工作面初采和正常回采期间矿压实测数据进行分析，揭示神东矿区浅埋煤层８．８ｍ大采高综采工作面矿压显现规律，为支架选型和顶板控制提供科学依据。
１ 工作面概况
上湾煤矿１２４０２综采工作面为１－２煤四盘区的首采工作面，设计采高８．８ｍ，走向长度３００ｍ，推进长度５２７１．８ｍ．工作面上覆盖层厚度为１１５～２７０ｍ；上覆松散层厚度为２～２３ｍ，主要是土黄色中细粒风积砂；上覆基岩厚度为１０４～２４０ｍ．采用长壁后退式一次采全高全部垮落进行回采。
１２４０２综采工作面的伪顶为泥岩，抗压强度约１１．３～１３．２ＭＰａ，普氏系数约１．３２，属不坚硬类不稳定型；直接顶为灰白色细粒砂岩，抗压强度约１３．３～１５．２ＭＰａ，普氏系数约１．３５，属坚硬类不稳定型；老顶为灰白色粉砂岩，抗压强度约１４．５～３６．６ＭＰａ，普氏系数约２．３２；直接底为黑灰色泥岩，抗压强度约１１．３～１３．２ＭＰａ，普氏系数约１ ３２．煤层顶底板特征见表１．
采用西安煤矿机械有限公司制造的ＭＧ１１００／３０３０－ＧＷＤ型双滚筒采煤机，生产能力为６０００ｔ／ｈ，装机功率３０３０ｋＷ．液压支架选用ＺＹ２６０００／４０／８８Ｄ型支架。支架中心距为２．４ｍ，最大工作阻力为２６０００ｋＮ。
１２４０２综采工作面的伪顶为泥岩，厚度为０．２０～０．５２ｍ，平均厚度为０．３８ｍ，抗压强度约１１．３～
２
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第６期周海丰等：８．８ｍ大采高综采工作面矿压规律
１３．２ＭＰａ，普氏系数约１．３２，属不坚硬类不稳定型；直接顶为灰白色细粒砂岩，厚度为２．１０～８．０７ｍ，平均厚度为６．５４ｍ，抗压强度约１３．３～１５．２ＭＰａ，普氏系数约１．３５，属坚硬类不稳定型；老顶为灰白色粉砂岩，厚度为５．６８～２０．３４ｍ，平均厚度为８．８９ｍ，抗压强度约１４．５～３６．６ＭＰａ，普氏系数约２．３２；直接底为黑灰色泥岩，厚度为０．９６～１．２９ｍ，平均厚度为１．１０ｍ，抗压强度约１１．３～１３．２ＭＰａ，普氏系数约１．３２，煤层顶底板特征见表１．
２ 数值模拟分析
采用中国科学院力学研究所的ＧＤＥＭ数值软件，对综采工作面回采期间上覆岩层运动进行数值模拟分析。煤岩层力学参数详见表２．
表１ 煤层顶底板特征
Ｔａｂｌｅ１ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏａｌｓｅａｍｒｏｏｆａｎｄｆｌｏｏｒ顶底板
岩石
名称
厚度／ｍ岩性特征
老顶
粉砂
岩
５．６８～２０．３４
８．８９
灰白色，层面呈灰黑色，粉砂
状结构，泥质胶结，水平，波
状，交错层理均有出现
直接顶
细粒
砂岩
２．１０～８．０７
６．５４
灰白色，细粒砂状结构，分选
性好，孔隙式泥质胶结，含植
物化石
伪顶泥岩
０．２０～０．５２
０．３８
灰色，泥质结构，断口平坦，
致密，含植物化石，块状构造直接底泥岩
０．９６～１．２９
１．１０
黑灰色，泥质结构，断口平
坦，致密，块状构造，含植物
化石
表２ 煤岩层力学参数
Ｔａｂｌｅ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｏａｌａｎｄｒｏｃｋｓｔｒａｔａ
层号岩性埋深／ｍ密度／（ｋｇ·ｍ－３）弹性模量／ＧＰａ泊松比内聚力／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａ内摩擦角／（°）１风积沙０～２７１３９００．３０．３５０．１６０．００３３１．８
２细粒砂岩２３．５３２２９４３１．８０．３０２．００１．００３５．１
３粗粒砂岩３．４２２１２０２０．７０．２８１．５００．８０３０．５
４砂质泥岩２０．２１２２５２１７．９０．３０１．２０１．００３２．３
５中粉砂岩６．９０２６００２３．１０．２７１．８０１．００３５．２
６粗粒砂岩１．９９２５５０１３．９０．３０１．５００．７０３０．０
７砂质泥岩３６．７０２４５８２５．８０．２２３．００１．８４２６．７
８细粒砂岩４．５９２６５０２３．００．２９２．５０１．３０２８．９
９粗粒砂岩２２．７０２２００２４．００．２５２．０４１．２０３４．１
１０砂质泥岩２．９０２５００２１．００．２８１．２３０．６２３０．５
１１粗粒砂岩９．３８２６５０２２．７０．２６１．７７１．００２１．０
１２砂质泥岩２１．９０２４６１４３．７０．２８３．１２１．８０２１．０
１３细粒砂岩１４．１６２５００３５．８０．２２４．３６２．４３３６．６
１４粉砂岩８．８９２０９０３２．７０．２６１．７７０．９０２１．０
１５砂质泥岩２．６８２０６４３１．００．２６１．５７０．６０３４．９
１６细粒砂岩６．５４２５００５１．２０．２８４．３６２．４３３６．６
１７泥岩１．１０２２１９１２．８０．２６４．００１．３０３１．５
１８１－２煤９．２６１２８４５．００．２４１．０００．４０３１．０
１９泥岩１．１０２３１３１６．６０．２９１．１００．４３３３．１
２０粉砂岩１．１９２３３４２５．８０．２２２．１７１．８４２６．７
２１砂质泥岩６．５４２２１９２５．８０．２６２．２６１．８１２４．９
数值模拟计算结果如图１所示，１２４０２超大采高工作面推进到１３ｍ左右时，直接顶初次垮落；
推进到６１ｍ时，老顶出现初次垮落。推进７６ｍ时老顶第一次周期垮落，动压系数达到１．２５．随着工作面继续推进，基本顶进入周期垮落，周期垮落步距在１４～１８ｍ之间，来压强度不大。３ 矿压规律
３．１ 初采期间矿压规律
为了避免工作面初采期间大面积悬顶突然垮落产生飓风对人员和设备造成伤害，提前对切眼上方顶板进行深孔预裂爆破。工作面推进５ｍ后
３
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图１ 工作面初采期间上覆岩层垮落过程
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｌｌａｐｓｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｄｕｒｉｎｇ
ｉｎｉｔｉａｌｍｉｎｉｎｇｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ
开始进行强制放顶，强放后，２６＃～５７＃，７２＃～７９＃支
架，机头、机尾端头架处垮落不完全；推进至１６ｍ
时全部垮落，强放整体效果较好。
将１２４０２工作面初采的１００ｍ范围内支架工
作阻力制作成如图２所示矿压规律图。工作面推
进至２８ｍ时，２０＃～４５＃，９０＃～１００＃支架上方直接顶
开始垮落，支架压力上升到１９０００ｋＮ．推进至５３
ｍ时，３０＃～１１０＃支架安全阀开启数量较大，呈现大
面积来压、出现局部片帮导致支架梁端距增大、支
架立柱下沉的现象。煤壁内响声大，支架最大压
力为２４０００ｋＮ，来压持续７ｍ，来压期间最大动载
系数为１．４５．老顶初次来压步距为６４．４ｍ（含切
眼），老顶第１次周期来压垮落步距为７１．４ｍ；数
值模拟计算出的老顶初次垮落６１ｍ，第１次周期
垮落步距为７４ｍ，两者结果基本符合。
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图２ 综采工作面初采期间矿压曲面
Ｆｉｇ．２ Ｓｕｒｆａｃｅｃｕｒｖｅｏｆｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｕｒｉｎｇｉｎｉｔｉａｌ
ｍｉｎｉｎｇｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
根据图３统计分析可知，综采工作面基本顶初
次来压步距总体上随着采高的增大而增加。由于
综采工作面初采期间强制放顶效果、工作面宽度、
以及埋深等因素的影响，５～８．８ｍ采高综采工作
面初次来压步距大部分集中在４５～７１ｍ范围内。
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图３ 工作面基本顶初次来压步距与采高的关系
Ｆｉｇ．３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｉｒｓｔｗｅｉｇｈｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌ
ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ
３．２ 地表沉陷情况
工作面老顶初次来压垮落，推进６ｍ后，老顶
开始迎来第１次周期来压，１８＃～１０５＃支架压力上
升到１８０００ｋＮ以上，３５＃～５０＃，８０＃～８５＃，９０＃～
１０５＃支架是压力中心区，最大压力达到２４０００ｋＮ，
来压持续５ｍ，第１次周期来压步距为１１ｍ．综采
工作面继续推进６ｍ后，迎来第２次周期来压，范
围扩大到１５＃～１１０＃支架，压力中心区随之扩大到
２５＃～１０５＃，最大压力达到２６０００ｋＮ，来压持续
１０ ５ｍ，第２次周期来压步距为１６．５ｍ．由此得
出，综采工作面初采期间，上覆岩层经过“Ｏ－Ｘ”破
断后，开始逐渐形成有规律的悬臂梁破断结构。
１２４０２工作面推进至１２６ｍ时开始出现裂缝，裂缝
较小；在随后观测中，裂缝也呈Ｏ型裂隙，裂隙基
本符合“Ｏ－Ｘ”型变形规律，裂隙出现在最大超前
工作面３０ｍ处。
３．３ 周期来压规律
综采工作面回采期间，每割一刀煤采集一次
液压支架工作阻力，制作成矿压规律图。实测统
计分析得出：当工作面推进至４００～５００ｍ时，埋深
２３４ｍ，基岩厚度２２０ｍ，周期来压界限不明显，来
压持续距离较长，４０＃～１０５＃支架来压距离７～１４
ｍ，压力正常段较短，５～７ｍ．机头和机尾段压力正
常，基本没有明显的周期来压。２０＃～４０＃和８０＃～
１１５＃支架，周期来压步距１５～２１ｍ，最大压力为
２４０００ｋＮ。４０＃～８０＃支架周期来压界限不明显，
周期来压步距为２０～２３ｍ，来压持续距离达到１７
～２０ｍ，支架最大压力为２７０００ｋＮ．
１２４０２综采工作面基岩厚度为１３０～２２０ｍ．回
采范围内，从切眼开始，基岩厚度逐渐变薄，对周
期来压规律影响很大。对综采工作面从切眼回采４
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第６期周海丰等：８．８ｍ大采高综采工作面矿压规律到１３００ｍ范围的周期来压情况进行详细观测，如图４～图６所示。从松散层厚度、基岩厚度、埋深、压力正常段距离、来压持续距离、周期来压步距、正常工作阻力、来压期间平均工作阻力，以及来压面积等方面进行了详细统计和分析（见表３）。
表３ 综采工作面周期来压统计
Ｔａｂｌｅ３ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔａｂｌｅｏｆｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ
ｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
序号松散层厚度／ｍ基岩
厚度／ｍ埋深
／ｍ
来压持续距离／ｍ周期来压步距／ｍ正常工
作阻力／ｋＮ来压期间
平均工作
阻力／ｋＮ１１４２２０２３４１５２０．６１７９８２１９９６２２１４２２０２３４１４．８１８１７８８５１９９３０３１４２２０２３４１３．５１７．２１７７７０１９５０９４１０２１５２２５９．２１７．２１７８５０１９４５０５１０２１５２２５９１７．８１７６５０１９６４８６１０２１５２２５１１．２１８．４１７７５６１９３２０７１３２１０２２３１２１８．４１７７５６１９２２５８１２２１０２２２９．４１９１７８６９１９１８６９１２２１０２２２９．６１７１７５８６１９１７０１０１３２００２１３８．８１７．２１７５８６１９１５０
１１１３２００２１３７．２１７．０１７６４３１９０５０１２１５１９０２０５８．０１７．２１７７５６１８９５０１３
１５
１９０
２０５
７．２
１７．６
１７７７０
１８８８７ 从图４可以看出，１２４０２工作面回采期间，压力正常段距离随着基岩厚度的增大而减小，周期来压持续距离随着基岩厚度的增大而增大。因此，周期来压步距随着基岩厚度的增加而缓慢增加，但变化不大。
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图４ 综采工作面周期来压步距与基岩厚度关系Ｆｉｇ．４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｅｒｉｏｄｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｅｐａｎｄｂｅｄｒｏｃｋ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
从图５可以看出，１２４０２工作面周期来压期间，支架平均工作阻力随着基岩厚度的增加而增大，
与基岩厚度成正比。因此，基岩厚度是周期来压工作阻力大小的关键因素。工作面周期来压范围随着基岩厚度的增大而增大，与基岩厚度成正比。当基岩厚度在１
９０左右时，周期来压集中在综采工作面２５＃～１０５＃
支架；当基岩厚度２２０ｍ左右
时，周期来压集中在综采工作面２０＃～１１０＃
支架。
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/0/+&,&&图５ 综采工作面周期来压工作阻力与基岩厚度关系图Ｆｉｇ．５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈ
ｉｐｂｅｔｗｅｅｎｗｏｒｋｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｂｅｄｒｏｃｋ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
３．４ 液压支架适应性评价
对１２４０２工作面回采范围液压支架压力数据进行统计。按照工作面上覆基岩厚度的不同，统
计结果如图６所示。３５＃～１０５＃支架的平均工作阻
力达到１９０００～２００００ｋＮ，小于液压支架额定工作阻力２６０００ｋＮ．因此，液压支架满足要求。
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$'$-$+%*图６ 工作面支架平均工作阻力与埋深的关系Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
ｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｄｅｐｔｈｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ
在工作面回采１４００ｍ范围内，对支架工作阻力频率和不同埋深进行统计，结果如图７所示。工作阻力在１６９６５～１９７９２ｋＮ的频率在６１．６４％～７２．４０％，工作阻力在２２６１９～２５４４７ｋＮ的频率在
１．８４％～５．３４％，工作阻力在２５４４７～２８２７４ｋＮ的频率在１．８４％～５．１０％，符合正态分布，因此，液压支架额定工作阻力２６０００ｋＮ满足要求。
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(0'0&0图７ 综采工作面支架工作阻力频率Ｆｉｇ．７ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒｔｏｆｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆ
ｓｕｐｐｏｒｔｓｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
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