坚硬顶板综采工作面推进速度对矿压规律影响研究

综采工作面矿压分析

万方数据
・
１８・
山西焦煤科技
２０１０年第７期
２）过不稳定顶板的措施。由于工作面存在断层和局部顶板破碎带，在过此地段时，往往准备工作未提前做好，使工作面支架未接顶或接顶效果不佳。支架的瞬间负荷较大，过破碎带可采取以下方法：ａ）提高液压支架的初撑力，尽可能提高乳化泵压力，支架不泄漏，正确操作支架。升柱后，不要立即将升柱手把打到零位，应待其达到或接近额定初撑力为止。工作面接近周期来压强或高应力区时，可暂调高安全阀额定值。通过后，调回正常值。ｂ）当工作面存在破碎易冒的直接顶板时，应采用超前移架（先拉架后推溜）的方法，使支架顶梁前梁顶住煤，割煤时只割底煤，在支架顶梁的掩护下通过，如留有粘顶煤，移架时使用支架前梁铲落，与此同时，还应配合快速带压移架等措施防止破碎顶板垮落，当采取以上措施不奏效时，可采取如下方法控顶，“挑顺山梁”，采煤机割煤后新暴露出来的顶板，可能在支架卸载前移时冒落，此时可采用挑顺山梁方法处理，见
平均
６４６．８５４６．４２３８６８０４６７６．７２９６ｌ
最大
９１０．６９１０．６３６４２
最小
１８８．４１８８．４１００５１８８．４１８８．４１００５
平均
６８３．３６３７．６Ｚ５２５
最大
９ｌＯ．６８７９．２３４５４１００５９７３．４３９５６９４２９７３．４３８３１９１０．６８４７．８３４５４
干管
干管
结束的瞬间，支柱架靠泵压对顶板产生的主动力。支柱、支架的工作阻力越接近最大工作阻力，支柱、支架的效能就发挥越好。但由于种种原因导致支柱支架初撑力低，从而限制了支柱、支架的使用效能，且由于支柱初撑力偏低，使得顶板未到工作面就已产生离层，上覆岩层弯曲下沉时就会对支柱、支架造成较大的冲击负荷，使支架的瞬间值较大。对支柱、支架的使用寿命和顶板管理产生不利的影响。根据日常观察和参考有关材料，初撑力偏低的主要原因如下：管路系统压力损失偏大；泵站距工作面远，有关资料显示这种布置会使压力损失４０％～６０％。２）工人操作质量低。操作工人在升柱时往往使支柱、支架刚一接触顶板就停止供液，支柱、支架处于 “相对等劲”状况。由于支架的升降对顶板的破坏性较大，支架上方往往有一层较碎的岩石或顶煤，如供液时间较短就无法压实支架上方的碎石浮煤，这样就会造成顶底板移近量增大，上覆岩层就会冒（漏）顶，使工作面支柱、支架工作阻力达不到要求。３）支护系统初撑刚度低。主要表现在底板松软上，支柱在此基础上支护就会使支柱陷入底板内，或

坚硬顶板煤层一次采全高矿压显现规律研究

ＬＩＪｉａｎ — ｐｕ，ＹＡＮＧＸｉａｏ — ｂｉｎ，ＬＩＵＷｅｉ，ＬＩＹａｎ．ｑｉａｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
ｍｉｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｐｅｃｕｌｉａｒｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｍａｎａｇｅｍｅｎｔｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ．Ｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｈａｒｄｒｏｏｆｐｅｃｕ —
文章编号：１６７３—１９３Ｘ（２０１３）一０２— ００１８— ０５
坚硬顶板煤层一次采全高矿压显现规律研究
李建璞，杨小彬，刘伟，李艳强
（１．中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京摘１０００８３；２．中国冶金地质总局，北京１０００２５）
要：大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向，越来越多的被采用，矿压事故在矿山
生产安全事故中占有较大比例，有效掌握矿压规律，采用合理生产工艺是采矿生产过程中必须认

坚硬顶板综采工作面顶板压力控制分析

＋４０可采走向长度平均１４．ｍ，眼长８ｍ，７４５切
架型
支撑最小高度／ｍａｒ支架最大高度／ｍｍ
工作阻力／Ｎｋ初撑力／Ｎｋ
支护强度／ａＭＰ对底板比压（大／最平均）ＭＰ／ａ支架宽度／ｍｍ
矿井实现薄煤层综合机械化开采奠定了坚实基
础。
作者简介：
庞瑞礼（９８一）男，北唐山人，１６，河工程师，１９９６年毕业于河北理工学院，现从事机电技术管理工作。
收稿日期：０２—０２１５—２４
～一～怍一试一一一～一一一一
Ｐ＝８ｇ＝０．０Ｍｐ４１４ＭＰａ
面支架单位面积上受到的顶板岩层压力，单位为
２工作面顶板支护方式设计
２１支架技术参数．
Ｚ４０Ｙ００—１／５支架技术参数如表ｌ２型２所
推溜力／架力／Ｎ拉ｋ
板具有坚硬、易跨落等特点，不对顶板的管理是回采过程中管理的重点。该工作面采用综合机械化采煤工艺，退式后
单一走向长壁采煤法，部斜切进刀，留三角端不
第３期２１０２年９月
水力采煤与管道运输
ＨＹＤＲＡＵＬＣＣＯＡＬＭＩＮＧ＆ＰＰＩＩＮＩＩＥＬＮＥＴＲＡＮＳＰＯＲＴ１ＡＴ０Ｎ

两硬条件下综采工作面的矿压规律与围岩控制技术探讨

大同矿区所采的侏罗纪煤层普遍存在着顶板与煤层坚硬的特点，综采工作面顶板矿压显现规律的研究和围岩控制技术是“ 两硬” 条件安全开采的关键技术，是支架的选型设计、工作面设计及回采工艺研究确定的基础。通过多年来的研究和实践总结，得出了较符合实际的综采工作面坚硬顶板围岩控制技术，取得了较好效果。 1. 坚硬顶板活动规律的研究首先我们建立如下力学模型，工作面顶板被许多节理或断层切割成有限个薄板块，设定相互之间铰接连接，板的尺寸可能大小不一，如图 1 所示。在工作面长度方向上，围岩被简化为一系列相互铰接的薄板，工作面两端和煤壁被固定支承。
2 所示。
图 2 一边固定两边简支的薄板模型
端部谋往
端 a
短往
定一简、边由如 3所。、边支两自，图示
’ 板A破后近板B C变了边固薄断临薄 , 为一
图 1 铰接薄板结构模型随着工作面的不断推进，薄板的悬空面积越来越大，薄板弯曲挠度也越来越大，而薄板内部的应力也随之不断增大，当薄板内部的应力满足岩石破坏准则时，薄板发生破断。显然强度较低的薄板，首先要发生破断。在工作面长度方向上，临近的薄板就变一侧悬空。现在分析薄板 A, B, C 在薄板 A 破断前后边界支承情况变化。薄板在破断前，薄板 A,B, C 都是两边简支一边固定，一边悬空自由。 ‘ 收稿e 期:2007一 18 12一
工作面
她
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0 1 2 3 4 6 6 7 8 4

坚硬顶板薄煤层综采开采采场矿压规律研究

实测及数理统计方法分析了该综采工作面矿压显现
风，风巷回风，采煤方法为走向长壁采煤法，顶板采用
全部跨落法处理。工作面采用ＺＹ３３００／７．５／１５Ｄ型
支架进行支护，采面两端选用叮Ｔ型梁结合ＤＺ１２—３０／
第ｌ０期
２０１３年１０月
・
山西焦煤科技
ＳｈａｎｘｉＣｏｋｉｎｇＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｎｏ．１００ｅｔ．２０１３
技术经验・
坚硬顶板薄煤层综采开采采场矿压规律研究
２６：
４６４５３１３Ｏ
１６１５
图１１１８０２工作面采场测站／Ｎ线布置示意图
作者简介：刘杰（１９６８一），男，山西五台人，１９９２年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事煤矿安全及采煤管理工作
１００型单体柱进行支护。
２测站布置及数据分析
２．１测站布置
采用山东尤洛卡自动化装备公司生产的采场支架压力检测仪对支架载荷进行实时全程监测，在工作面上、中、下３位置布置４个测站，每个测站布置２个
目前，我国薄煤层开采技术较成熟，科研单位及院校工作者在薄煤层工作面矿压显现规律研究方面运用现场实测、数值模拟分析、电磁辐射等手段做了较多的研究Ｉ４ｊ。坚硬顶板薄煤层作为薄煤层的一种特殊情况，其综采工作面较普通薄煤层工作面矿压显现有新的特点，笔者以某矿１１８０２坚硬顶板薄煤层综采工作面为研究对象，在已有研究基础上利用现场

坚硬巨厚顶板综采工作面矿压显现规律研究

工作面采煤方法为全部垮落后退式综合机械化开
采，工作面倾斜长１５ｍ，７可采走向长６８ｍ，层２煤平均厚度为２１煤层倾角Ｏ２。平均６。工作．５ｍ。一５，ｏ面布置两条顺槽，用一进一回的通风方式，护采支方式均为锚杆支护，索、带补强支护。了防止锚钢为在开采过程中形成大面积悬顶。矿压显现压垮工作面，该工作面采取了超前深孔预裂爆破的方法。
行顶板下沉量观测，利用综合测站对巷道的表面位
移、顶板离层、杆轴向拉力进行观测。锚
２２２活柱下缩量．．
人工在支架立柱上标点，采用钢卷尺定时、定
工序、点量测。定２２３顶底板移近量．－人工在两支架间设点，用钢卷尺定时、工采定
Ｋ／。不大于３００Ｋ／的占整个观测时期的Ｎ架０Ｎ架
４．１未能完全发挥作用。０９％，
３支架工作阻力．２实测最大工作阻力平均值为５０６４Ｎ架．３．Ｋ／６
力，顶板离层及顶板动态来判断超前支护长度。表面位移等。
２１工作面观测内容．
“ 三量 ” 内容为观测液压支架活柱下缩量、工作
阻力、底板移近量、空区悬顶情况、壁片帮深顶采煤度，以及回采过程中支架阻力变化等。巷道观测内容为通过观测超前支护应力范围、杆支护轴向拉锚

综采工作面矿压分析

第７期
２１００年７月
山西焦煤科技
ＳａｘｋｎａｃｅｃｈｎｉＣｏｉｇＣｏｌＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙｃｎｌｇ
ＮＯ．７
Ｊ１２１ｕ．００
・
技术经验・
综采工作面矿压分析
唐金柱 ①
（疆焦煤集团艾维尔沟焦煤公司１３新９０煤矿）
。
８５老顶
．
侏八
中砂岩、灰白色。以石英为主层理不明现。８４老顶粗砂岩、灰白色，以石英．为主，坚硬，裂隙发育。
，
纪道叶ＪＯ直顶砂流好分，硬罗湾 ¨ｌ．接状圆，选坚ｌ８块岩质结差２ｌ砾硅胶性。 …
时代分组主状图厚度名称
（）ｍ
岩性描述
主要技术特征为：度１６２６ｍ，度１４～高．～．宽．３
１６Ｉ初撑力３５７ｋ工作阻力４００ｋ支护．０１，Ｔ１Ｎ，０Ｎ，强度０６～０６ａ对地板平均比压１４～１５．６．８ＭＰ，．７．２ＭＰ，ａ中心距１５０ｍｍ，站供液压力２ａ立柱０泵８ＭＰ；（４个）缸径／径ｄ０／１５ｍｍ，程９６ｍｍ，：柱２０ｄ８行９初撑力８７ｋ工作阻力ｌ００ｋ９Ｎ，０Ｎ。
摘
要新疆焦煤集团主焦煤公司２１２综采工作面属于坚硬顶板软煤软底倾斜中厚煤层开采４２

综采工作面推进速度影响因素的研究

值位置也会有所变化。
测点Ｉ；ｌｆｑｌｔｉ距离ｍｌ
图３快速推进时工作面前方煤体应力变化曲线图
（２）当工作面推进速度相同时，风巷上帮工作面与下帮工作面的前方支承压力相比较，会有所不同，前者小于后者。（３）随着推进速度的增加，支承压力快速升高或降低的范围会逐渐靠近工作面。２综采工作面推进速度与前方煤体应力的关系＊警《￡ｆ毯《鼹竹疑霰蠡麓燃凝避根据工作面前方煤体应力观测，经分析整理可得工作面前方煤体伸舳鲫舯弛ｍ０应力沿走向的分布规律和变化规律，而得出以下结论：随着工作面的不断推进，工作面前方煤体应力也会发证变化，出现逐渐增加的现象，具体分两种情况，如果当工作面推进速度变慢时，距３００００５００Ｏ０７００００９００００１ｔ０ＯＯｏ离工作面约３０ｍ处，应力增加到最大后会急剧下降，如图２所示。Ｈ产骚＾如果当工作面陕速推进时，距离工作面约２０ｍ处，应力增到最大图４瓦斯涌出量与月产量之间的关系后也会急剧下降，如图３所示。进速度与顶板控制效果的关系总之，进速度不同时，工作面前方的煤体应力最大值与位置都会出滴道盛和煤矿的采煤层平均厚度５ｍ左右，该煤层上方有炭质页岩现不同的变化；而推进速度相同时，工作面前方煤体应力的最大值与位伪顶，伪顶上方有一层中细粒砂岩，有一部分垮落下来作可直接顶充填置是基本相同。采空区，而另一部分为工作面老顶。经过试验测量研究表明伪顶冒落与蝌工作面顶板下沉量有着密切的关系。进速为控制好伪顶必须将工作面的顶板下沉量控制在２００ｍ左右。控形的影响制采场顶板下沉量主要有以下两种方法：生产回采工作面（１）为了提高支柱的实际支撑能力，可以通过穿设柱鞋控制支柱钻后，使上部和下部岩底来实现。层动力错动，也影响（２）为了提高工作面推进速度，可以通过正规循环作业来实现到错动区域参数的变５综采工作面推进速度与瓦斯量的关系化。例如当回采工作（１）初采期产量小的根本原因是初采期瓦斯涌出量大，影响其正常磁输巷面增大推进速度为生产速度。４０２００ｍ，月（２）初采期也可称瓦斯抽采增长期。随着煤炭产出，抽采瓦斯量也随Ｉ２ｌ】ｍ时，工作面作业空间着增加。附近的非均质渗透陛（３）煤壁和落煤涌出量减小，同时为确保安全生产，初用以风定产措图１工作面钻孑Ｌ应力计布置平面示意图的组成物发生变化，施控制风流瓦斯浓度，所以无论初采是正常生产期，风排瓦斯量随着累主要是因为沿层理方计进尺增加除局波动外，整体变化缓慢，趋势下降，但斜率很小。瓦斯涌向应力变形具有集中出量与月产量之间的关系如图４。连续不断发展，这样结束语就消失了增大渗透陛综采工作面推进速度的影响因素是多方面的，要考虑与前方支承的次垂直沟槽。因此，压力的关系、与前方煤体应力的关系、对岩体应力变形的影响以及与顶可以得出，回采工作板控制效果的关系等，选择正确的推进速度，提高工作效率，创造更好面推进速度与单位瓦的经济效益。斯涌出的强度，呈现参考文献出减幅状态的关系，［１ｌ谢广祥，杨科，常聚才．综放回采巷道围岩力学特征实测研究叨．中国能够更准确地计算出矿业大学学４Ｅ，２００６（１）：９４－－９８．瓦斯钻孔的抽放参［２】肖远见，李美海，周定武．开采层底板岩层的应力分布实验及探讨叨．矿数。图２慢速推进时工作面前方业安全与环保，２００５，３２（５）．２８－３１．４综采工作面推煤体应力变化曲线图

综采工作面推进速度对支承压力影响研究

Mine Engineering 矿山工程, 2016, 4(1), 43-49Published Online January 2016 in Hans. /journal/me/10.12677/me.2016.41008Study of Abutment Pressure on FullyMechanized Working Face Advancing SpeedDonghai Xie1,2, Chuanqu Zhu1,2, Zhuohui Zhu1,2, Ze Zhou1, Yi Ou11School of Mining and Safety Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan2Hunan Provincial Key Laboratory of Coal Mine Safety, Xiangtan HunanReceived: Aug. 11th, 2015; accepted: Jan. 26th, 2016; published: Jan. 29th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractIn coal mine production, the speed of working face advancing is one of the important factors af-fecting the support pressure. Based on the 21126 production technology and geological conditions of fully mechanized working face of Huopu Mine, the in-situ rock pressure measurement and FlAC3D numerical simulation, the behavior regularity of the mine pressure at different advancing speeds is studied. Research shows that: in the 35 - 80 m segments in front of the working face, stress change is bigger, strongly affected by mining; within the scope of 35 m in front of the work-ing face, stress changes drastically, seriously affected by mining; when the speed is greater than 7 m/d, the plastic zone at the right side of the stone door increases; surrounding rock at the right side looses; caving phenomenon is obvious and support work becomes harder. So, working face advancing speed which is 5 to 7 m/d is more reasonable.KeywordsFully Mechanized Working Face, Advancing Speed, Abutment Pressure, Mine Pressure,Observation, Numerical Simulation综采工作面推进速度对支承压力影响研究谢东海1,2，朱川曲1,2，朱卓慧1,2，周泽1，欧懿11湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭2煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭谢东海等收稿日期：2015年8月11日；录用日期：2016年1月26日；发布日期：2016年1月29日摘要在煤矿生产中，工作面的推进速度是影响支撑压力的重要因素之一。

综采工作面坚硬顶板控制技术研究

3坚硬顶板来压具有明显的时间差和步距差坚硬顶板的破断规律一般是先离层后拉断断缝往往超前在煤壁内断裂后由于上覆岩层亦为坚硬岩层则产生夹持作用使断裂的岩块夹持在岩层和煤层之间保持暂时平衡状态只有当工作面即将推进至断裂线附近时顶板才垮落断裂与垮落都将产生两个尖峰载荷
煤矿技术
综采工作面坚硬顶板控制技术研究
结合工程实践，探讨了综采工作面坚硬顶板的控制技术。
【关键词】综采工作面；坚硬顸板；顶板弱化；深孔爆破
１坚硬顶板采场矿山压力显现特征（１）周期性的破断来压步距大、动载系数高坚硬顶板的一大特点就是煤层采出后，采空区上方的顶板不能及时垮落，当悬露较大面积后，才突然破断冒落。造成坚硬顶板来压强烈的一个重要因素是直接顶垮落形成的垫层很薄，或者无垫层，老顶垮落的空间高度大，在变形能量释放的同时，大块顶板的岩石直接冲击砸在支架上。（２）支架载荷高，且分布不均匀，合力点靠近后排支柱支架载荷高是由于一次冒顶高，冒顶面积大，就承受的岩体自
一
（ｂ）炮孔布置剖面图１炮孔布置
（２）炮孔直径
考虑到现场施工机具，工作面风巷采用ｓＧｚ —ＩＩＩＡ一１５０型钻机打孔，炮孔直径为７５ａｒｍ：而工作面机巷内受运煤胶带机、断面、施工机具等影响，采用ｚＹＪ一３８０／２１０液压架柱式回转钻机打孔，炮孔直径为６０ｍｍ。（３）炮孔间距合理的炮孔间距可以保证巨厚坚硬顶板的裂隙发育完全，根据断裂力学理论，可以得到超前深孔预裂松动爆破炮孔间距公式：Ｅ＝Ｋｒｆ１／３ｔ式中，Ｋ为调整系数，一般取１０￣１５；ｒ为炮孔半径；ｆ为岩石坚固性系数。因此，对于炮孔间距：Ｅ＝Ｉ５ ×０．０３７５ ×９。：Ｌ１７ｍ，

平岗煤矿坚硬顶板工作面矿压观测研究

技术．２００６，１１（１１）：５６ — ５８．陈庆新，彭树兵，魏化明．综采工作面矿压监测方法与应用ＩＪ】．煤炭技术，２００８，２７（８）：９８ — １００．
窦林名，邹喜正，曹胜根，等．煤矿围岩控制与监测［Ｍ】．徐州：中国矿业大学出版社，２００７．耿献文，马全礼．矿山压力测控技术【Ｍ］．徐州：中国矿业大学
４结论
平岗煤矿１２０２工作面初次来压步距为４７．１ｍ，周期来压步距为１５．９ｍ～３１．９ｍ，具有较为明显的来压
现象。工作面推进速度和小角度断层对来压步距及压力大小具有较大影响。工作面初次破断呈现横 “ Ｏ — Ｘ ” 型破断形式是来压初期中部压力偏小，上下两端压力偏大的原因。ｐ
由２号、３号、５号分机测得数据可知，８月９日到８月２２日工作面支架压力均值始终较高，来压持续时间较长。这是由于在工作面中部存在一个与工作面呈小角度（５。左右）的正断层Ｆｅ，８月１１日下巷附近开始过断层，到８月２３日上巷处过断层，这段期间工作面日进尺偏小，上巷压点最大为９ｍ，最小为０．６ｍ，下巷最大为８．０ｒｎ，最小为２．９ｍ，日平均进尺６．２５ｍ。分析认为，这段时间工作面推采速度较慢，工作面上方基本顶下沉量较大是造成支架压力增大的原因之一；其次，Ｆｅ断层对支架压力也有一定影响。由图４可以看出工作面中部支架压力普遍低于工作面两端支架的压力。通过监测数据可知：在整个观测期间内，下部测区和中部测区来压时有部分支柱安全阀开启，上部支柱压力基本没有超过额定工作阻力。从支柱压力变化可以看出，工作面两端来压先于中部，最大平均压力上部、下部高，工作面中部偏低。分析认为：１２０２工作面开采初期，其长度较小，导致工作面老顶初次破断时工作面长度大于其推进距离，老顶的初次破断呈现横“ Ｏ — Ｘ ” 型破断形式，即工作面两端先出现来压现象，而后中部断裂、下沉，亦即，来压初期工作面两端压力大于中部压力的原因。

关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究

196江西化工2019年第3期关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究史增利(山西焦煤汾西矿业孝义公司正文煤业，山西吕梁032300)摘要:本文分析了回采工作面的矿压特点，并论述了巷道顶板的管理和支护方式，最后提出几点管理顶板的有效措施。

关键词:坚硬顶板回采矿压1坚硬顶板的特征从广义上看坚硬顶板是指具有很薄的直接顶且老顶来压剧烈的顶板，换言之就是顶板在老顶分类等级中属于I级以上。

特点是在采煤时，直接顶可以冒落,但冒落高度小。

直接顶冒落后，冒落的肝石与老顶间具有较高的空间，当老顶来压时，与直接顶的压力显现相同。

由于老顶来压时,直接顶较薄的部分直接被压碎，支护难以稳定,因此要比上一种坚硬顶板来说难以管理。

一般来说，坚硬顶板多为砂岩类,大多为5m~10m 厚的层状岩层，层理较为明显。

坚硬顶板间的岩石多为属于钙质胶结，少量属于泥质胶结，因此岩层的受拉强度较低，且在同一层煤的不同区域，岩性的厚度变化较大。

另外，具有坚硬顶板的煤层多为薄煤层，由于坚硬的顶板，所以一般具有较厚的岩层，整体性强，一旦发生冒落，会出现周期性步距冒落，且冒落时工作面控顶内的顶板呈台阶下沉,大多沿煤壁切断,必须采取及时、有效的支护，避免工作面大范围冒顶。

2工作面顶板的控制2.1炮孔布置方式(1)初放孔布置方式进行初次放顶时,在工作面两巷和开切眼进行布孔，对与两巷，总共布置3组孔，分别为老顶切断孔、老顶辅助切断孔以及端头切断孔，孔间距设为10m。

在开切眼的位置共布置两个深孔，分别位于开切眼上、下口距离工作面煤帮6.5m处。

(2)循环放顶炮孔布置方式确定循环放顶步距:根据初次放顶情况，开始布置循环放顶孔，位置在距离初次放顶孔外10m的地方，步距为10m。

炮孔的布置方式:总共布置两个孔，分别为老顶切断孔和端头切断孔，采取的布孔方式为工作面两巷布孔。

2.2工作面顶板管理2.2.1正常工作时期顶板支护方式工作面进行顶板的支护时，采用的支护方法追机移架。

矿井工作面矿压的几个影响因素分析

◎丁长春（作者单位：七台河市鹿山优质煤有限责任公司）矿井工作面矿压的几个影响因素分析在煤矿采煤生产过程中，矿井工作面矿压是影响煤矿采煤生产安全的一个重要因素，而对于矿井工作面矿压的影响因素的分析非常重要。

一、采高和控顶距对矿井工作面矿压的影响在煤矿一般的地质环境下，采高的尺寸是影响顶板下沉量多少及其破坏程度的一个主要的因素。

通常而言，采高大，顶板下沉量也就大，岩层的破坏程度也就越严重。

按照矿井实测的资料统计，开采单一煤层或分层开采的第一分层时，直接顶与基本顶的垮落高度与采高成正比关系，岩层的下沉值是由采高决定的。

这就是说，采高越大，基本顶岩层就难以实现平衡，并且，由于其工作面煤壁暴露的自由面大，在支承压力作用下出现不稳定的因素，出现片帮。

相反，采高越小，顶板活动越平和，煤壁也就趋于稳定，工作面压力也就平稳。

从矿井采煤实际工作取得的经验来看，薄煤层比同一性质的中厚煤层一般要坚硬，落煤也非常困难，这是因为薄煤层顶板岩石的活动较缓和，煤壁在落煤前没受到比较大破坏的原因。

控顶距的大与小是由采高工作面空间选用的设备、运料、行人的需要、通风断面的需要确定的。

在符合这些条件时，控顶距小顶板下沉量也就小，有时顶板岩层比较坚硬，采用过小的控顶距不能与顶板的悬顶距相适应，使顶板控制出现困难。

这时应该考虑到相应地扩大控顶距。

在初次来压之前，在使用单体支架时，控顶距应该稍大一些。

二、生产工序和推进速度对矿井工作面矿压的影响矿井采煤工作面的生产工序主要包括破煤、装煤、运煤、支护、回采。

在采煤工序与回柱放顶工序在同一地段、同一时间进行时，顶板下沉要比单独工作进行时要大，这是由于在工作面的某一地段，因为落煤而增加了刚刚裸露而未来得及加支撑的顶板，而同时在同一地段靠采空区一侧放顶撤除了支柱，减少了对顶板的支撑力，这就使未加支撑的悬顶面积增大了，可能造成顶板安全事故出现。

因此，在单体支架工作面的工序安排上，必须把落煤与放顶这两个工序错开一段距离施工作业，错距通常在10m-15m 更为合适，使它们对顶板的影响，不迭加在一起。

坚硬巨厚顶板综采工作面矿压显现规律研究

--●Vol.29,No.52011年5月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization坚硬巨厚顶板综采工作面矿压显现规律研究张广云(山西省晋城煤业集团凤凰山矿,山西晋城048007)摘要:针对巨厚坚硬顶板进行详细的矿压观测,并对收集的数据进行了分析,掌握了坚硬顶板条件下矿压显现的规律,为相似条件工作面的矿压显现规律研究提供了一种高效安全的施工方法。

关键词:坚硬;顶板;综采;矿压中图分类号:TD323文献标识码:A文章编号:1008-9500(2011)05-0037-03坚硬顶板强度高,节理、裂隙不发育,具有整体性好和自稳能力强等特点,在开采过程中顶板断裂失稳,会形成剧烈的矿压。

因此,对于开采此类顶板条件下的工作面,矿压显现规律的研究非常重要。

1工作面概况凤凰山十五号煤层直接顶为K2石灰岩,厚度8.06~24.9m,平均12.80m,致密坚硬,节理、裂隙不发育,在井田内该岩层特别稳定,单向抗压强度平均134.3MPa,单向抗拉强度平均3.42MPa,顶板岩层普氏硬度f=13.7,属坚硬顶板,初次来压和周期来压步距较大,在开采过程中容易形成大面积悬顶,顶板跨落时矿压显现明显。

155301综采工作面为15#煤首采工作面,该工作面采煤方法为全部垮落后退式综合机械化开采,工作面倾斜长175m,可采走向长628m,煤层平均厚度为2.15m,煤层倾角0~25°,平均6°。

工作面布置两条顺槽,采用一进一回的通风方式,支护方式均为锚杆支护,锚索、钢带补强支护。

为了防止在开采过程中形成大面积悬顶,矿压显现压垮工作面,该工作面采取了超前深孔预裂爆破的方法。

2矿压观测内容及方法2.1工作面观测内容“三量”内容为观测液压支架活柱下缩量、工作阻力、顶底板移近量、采空区悬顶情况、煤壁片帮深度,以及回采过程中支架阻力变化等。

巷道观测内容为通过观测超前支护应力范围、锚杆支护轴向拉力,顶板离层及顶板动态来判断超前支护长度,表面位移等。

综采工作面推进速度对岩层移动规律的影响研究

综采工作面推进速度对岩层移动规律的影响研究在我国的能源结构中,煤炭在一定的时期内仍将会占据重要地位。

但是在矿井开采中,由于开采技术的限制,岩层移动现象的发生越来越频繁,这对矿井周围的生态环境造成了极大的破坏。

现场实践表明,推进速度过快,顶板岩层变形时间短,工作面初次来压及周期来压步距增加,顶板压力加大,顶板的支护问题突出,同时对岩层移动也有一定的影响。

目前,对于推进速度对顶板破坏以及岩层移动影响方面尚未开展过深入、系统的探索。

本文正是针对以上情况展开研究,探明推进速度对工作面来压步距、来压强度、顶板岩层破坏高度等的影响规律,以完善矿山压力与岩层控制理论,控制岩层移动,指导煤矿开采实践,为工作面确定出合理的工作阻力提供依据,保证矿井生产安全、高效的进行,从而使煤炭开采能够在减小环境破坏的前提下迅猛发展。

以神东矿区上湾煤矿综采工作面为研究背景,采用理论分析、相似模拟实验、数值模拟计算和现场实测的综合研究方法,分析了开采速度对顶板岩层活动的影响规律,研究的主要成果有:(1)通过研究顶板岩层的流变机理,建立基于Maxwell模型的上湾煤矿顶板岩层的流变力学模型,求得悬臂岩梁和双支点岩梁的粘弹性解。

(2)采用相似模拟实验,分析不同推进速度条件下顶板来压步距、下沉量规律、超前支承压力的分布规律,得出:开采速度越快,周期来压步距越大,顶板岩层的下沉量越小,支承压力峰值越大,且峰值位置越向工作面煤壁靠近,支承压力的影响范围越小。

(3)通过FLAC3D数值模拟,对不同开采速度时顶板的应力区、塑性破坏场进行分析,得出:开采速度越快,超前方支承压力峰值越大,且峰值位置距离工作面煤壁越近,顶板岩层的破坏高度越小,破坏范围越小。

(4)不同开采速度下支架工作阻力分析及实测研究。

通过理论分析估算不同推进速度时周期来压期间支架的工作阻力,并采用插值法计算出工作面的极限推进速度。

通过实测支架载荷与相同速度下载荷估算值的相互验证,得出实测结果与相同速度下的支架工作阻力基本吻合,实测结果与相似模拟实验、数值模拟结论相符。

综采面采动影响下坚硬顶板矿压显现规律浅析

2021年第462能与理Vol.46No.2Energy Technology and Management95 -oi:10.3969/j.issn.l672-9943.2021.02.035综采面采动％响下坚硬顶板矿压显现规律浅析王中伟(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006)［摘要］煤矿顶板事故一直以来都是困扰煤矿安全高效生产的重要因素之一，通过FLAC&d数值模拟软件浅析了西部地区坚硬顶板下煤层开采时的矿压规律。

研究结果表明，坚硬顶板下，在煤层开采时垮落步距较大，但最大超前支撑应力位置及超前支撑应力影响范围不变，与开采距离无关。

［关键词］顶板事故；坚硬顶板;矿压;超前支撑应力［中图分类号］TD323［文献标识码］B%文章编号］1672-9943(2021)02-0095-030引言坚硬顶板是指强度和弹性模数高、节理裂隙不发育、厚度大、整体性强、自承能力强的顶板。

煤层开采后顶板大面积悬露导致采煤工作面前方压力集中，造成煤壁片帮，巷道严重变形，支架载荷剧增。

当顶板悬长达到一定跨度后，在工作面附近发生断裂,断裂时产生的强烈动载荷会造成支架损坏或支架，在煤壁断裂会发生采面,时形成大的坏性地压，其强烈的动压常会摧毁采面及邻近巷道中的支架，造成严重的损坏和G，后压力、悬、、成裂隙、层动中的压理、层理、体梁理论及板及性板理，和理的，为后的的理支。

［1］层动层理论,层断，力理层0-X断时，压力达到大，导致强压的发生⑵在采场动中，采动中层体力、力的动升⑶厚硬层的断，并根据开采布置方式与厚硬层的断距9上下煤层间的开采方案，系统下层煤顶煤压缩量的变及可放性；宁宇⑷通过三维数模拟，认为大采高综采工作面加长、采高加大发生片帮;胡伟［5］介绍大采高综采工作面的压观测方法，通现压观测成，大采高综采工作面矿压显现及其规律进行详细。

众多成煤顶板的防治做重大贡献,但顶板一来仍然困扰着煤井下安全开采，原因，主是因井地质条件及采煤工艺不，单项成不具完全的通用性。

坚硬顶板综采工作面矿压治理技术及应用

坚硬顶板综采工作面矿压治理技术及应用摘要：针对坚硬顶板综采工作面初采期间矿压显现强烈、顶煤不易垮落、冒放性较差，以及回采期间小煤柱沿空巷道变形严重、维护困难的情况，通过采用初采前切眼和上出口深孔预裂爆破、小煤柱薄喷注和运输顺槽切顶卸压深孔预裂爆破等措施，使得工作面初采以及正常回采期间矿压显现显著减弱、巷道变形减小、两端头悬板能及时垮落，为本工作面及相邻工作面回采创造有利条件。

现场实践表明该方法可以有效解决坚硬顶板综采工作面的矿压显现问题。

关键词：坚硬顶板;综采工作面; 切顶卸压 ; 薄喷注1 11618综采工作面基本情况谢桥煤矿11618工作面为一水平东一8煤采区六阶段，因工作面设计变更，原13518工作面与11618工作面合并为11618工作面，该面东段已回采142m。

工作面西起一水平东一B组采区系统巷道，东至Fzt6断层。

北临的11518工作面、13418工作面已回采完毕。

轨道顺槽煤层底板标高为-628.2～-680.2m，运输顺槽煤层底板标高为-679.3～-729.5m。

该工作面直接顶大部分为砂岩直覆，砂岩厚4.4～16.7米，均厚8.8米。

轨道顺槽为沿空掘巷，小煤柱5米宽，运顺为实体煤掘进。

2 矿压治理方案2.1 强制放顶工作面支架安装之前，切眼内布置13钻孔，待安装完支架回采2~3刀煤后，再进行深孔爆破强制放顶，每个炮眼之间的距离为15m，开孔位置在切眼单轨吊梁偏煤壁0.3-0.4m处，1#孔在轨道顺槽，13#孔在下帮向上60m（40#钢带）处。

炮眼开孔方向与切眼中线方向一致，并朝向下山方向。

该方案的优点为能有效切断顶板，缩短初次来压步距。

强制放顶钻孔采用铁福来型钻机，钻孔直径为94mm，每孔安装Φ63mm煤矿瓦斯抽采水胶药柱30米（99公斤），连续装药，风动封孔机封堵孔口，水泥作为封堵钻孔材料，封孔长度15米。

毫秒延期电雷管起爆。

每个炮眼装同段2发雷管，采用串联爆破网路。

采用封堵长度满足设计要求。

推进速度对工作面矿压显现规律的研究

推进速度对工作面矿压显现规律的研究贾彦波【摘要】针对工作面推进速度对大采高综采工作面矿压显现规律的影响,采用理论分析和数值模拟等手段进行了研究.研究结果表明:工作面推进速度较高时推进,直接顶垮落不充分,采空区充实程度低,导致来压持续长度增大;推进速度越快,工作面前方应力集中程度呈现增高趋势,而塑性区长度减小,关键层下沉速度减小,有利于工作面的稳定.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】3页(P166-167,181)【关键词】推进速度;矿压显现规律;理论分析;数值模拟【作者】贾彦波【作者单位】西山煤电西曲矿运输区运输一队,山西古交 030200【正文语种】中文【中图分类】TD32引言随着煤矿开采强度的不断增大以及煤炭需求量的增加，急需对煤炭资源进行高效开采。

如在地质赋存条件允许下增大采高、增加工作面长度、提高工作面推进速度等。

但提高工作面推进速度方法可控性更强，可根据开采地质条件实时进行调节。

经研究发现，适当提高工作面推进速度，能一定程度上改善大采高综采工作面煤壁片帮和冒顶，减少事故发生。

但现阶段，对推进速度和大采高工作面矿压显现规律之间的内在关系还研究不足，适用条件受限，无法正确指导生产[1]。

本文在以往学者研究的基础上，通过理论分析、数值模拟等手段，研究不同工作面推进速度下大采高综采工作面矿压显现规律的影响。

全面认识工作面上覆岩关键层的挎落规律和采场支承压力分布规律，对指导大采高综釆工作面安全高效开釆具有指导意义，具有重要的理论意义[2]。

1 工程概况某矿西二采区18126工作面为西8号煤上采区首采工作面，工作面东部邻近F23断层，西只F27断层，8号煤层煤厚5 m。

下伏的18124工作面已经回采完成。

18126工作面引进全套的大采高综采机械设备，为了保证18126综采工作面的高效开采，必须对该综采面的矿压规律进行研究。

2 影响机理力学分析岩体受到采动破坏是一个渐进的过程，岩体的物理特性、损伤破坏以及裂隙发育都具有明显的时效特征。

普采工作面坚硬顶板来压规律的模拟研究

普采工作面坚硬顶板来压规律的模拟研究以普采工作面坚硬顶板来压规律的模拟研究为标题摘要：本文通过模拟研究，探讨了普采工作面坚硬顶板对规律的影响。

在模拟实验中，我们采用了适当的参数和方法，对普采工作面进行了模拟，并对不同条件下的压力规律进行了分析。

研究结果表明，普采工作面坚硬顶板对规律具有一定的影响，这对于工程实践具有一定的指导意义。

第一节引言普采工作面是矿井开采过程中的重要环节，其稳定性对矿山安全生产具有重要意义。

顶板是工作面最上部的岩层，其稳定性直接影响到工作面的安全和效率。

因此，研究普采工作面坚硬顶板对规律的影响，对于提高矿山的开采效率和安全性具有重要意义。

第二节模拟实验方法为了研究普采工作面坚硬顶板对规律的影响，我们采用了数值模拟方法。

首先，根据实际矿井的工作面参数，建立了普采工作面的三维模型。

然后，采用有限元方法对工作面进行了模拟计算。

在模拟过程中，考虑了坚硬顶板的强度和变形特性，并对不同条件下的压力规律进行了分析。

第三节模拟结果与讨论通过模拟实验，我们得到了普采工作面不同条件下的压力规律。

首先，我们分析了坚硬顶板的强度对规律的影响。

研究发现，当顶板强度较高时，工作面的规律较为稳定，顶板变形较小。

然而，当顶板强度较低时，工作面的规律较为不稳定，易发生顶板下沉等现象。

我们分析了顶板变形对规律的影响。

研究结果表明，顶板的变形会导致工作面规律的变化。

当顶板变形较小时，工作面的规律较为稳定；而当顶板变形较大时，工作面的规律较为不稳定，易发生冒顶等安全问题。

第四节结论通过模拟研究，我们得出了普采工作面坚硬顶板对规律的影响。

研究结果表明，坚硬顶板的强度和变形特性对工作面的规律具有重要影响。

在矿山开采中，应合理选择顶板的材料和强度，以确保工作面的稳定性和安全性。

本研究通过模拟实验，探讨了普采工作面坚硬顶板对规律的影响。

研究结果对于指导矿山的开采实践具有一定的参考价值。

在今后的研究中，我们可以进一步优化模拟方法，探索更多的影响因素，以提高研究的准确性和实用性。

综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究

综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究【摘要】1021综采工作面矿压显现特征较为特殊，借助对工作面支架工作阻力的现场监测，研究工作面顶板破裂特征及宏观矿压显现特征。

结果显示：工作面各部位老顶周期来压步距平均14.3m，采空区直接顶基本上随采随冒，工作面推进过程中有小范围片帮，端头处煤壁片帮严重，工作面来压期间，煤壁片帮明显多于平时，且工作面煤壁片帮绝大部分出现在工作面的中上部位置。

【关键词】1021综采工作面；顶板运动；矿压显现规律袁店一井煤矿1021工作面地面标高为27.2～28.7m，工作面标高为-453m～-380.7m。

位于南风井北约1400m。

地面附近为村庄（丁杜周庄，已搬迁）、农田及沟渠，无大的水系。

南部与1022工作面（未掘进）相邻；北部为F4断层防水保护煤柱；东与102采区大巷煤柱相邻；西靠近EF61 H=5-28m断层防水煤柱。

工作面走向长度610m，倾斜长度140m，煤层厚度1.6～5.92m，平均4.4m，局部含夹矸，夹矸厚0.2m～1.1m。

工作面里段煤层较厚，外段煤层局部变薄，煤层倾角平均6°，局部煤层受构造影响，倾角较大，最大达20°～25°，本工作面煤层赋存稳定。

开展工作面的矿压显现及顶板破断特征研究，对于工作面的快速高效回采具有重要的意义。

1支架工作阻力监测仪器及方案1.1监测仪器山东科技大学专利产品KBJ-60Ⅲ-1矿用数字压力计、KBJ-60Ⅲ-2矿用压力数据采集器用于综采工作面是监测煤矿井下综放综采液压支架压力参数的智能化仪表，具有体积小、操作方便、显示直观、数据处理功能强等特点，输出的报表格式通用性强。

采用了红外无线数据通讯和改进的电池供电系统，大大提高了仪器的使用可靠性和电源的使用寿命，可以长期在井下使用，无需维护。

1.2监测方案工作面共设6个支架工作阻力监测站，共6台矿用数字压力计，分别布设在工作面20#，40#，70#，90#，110#和130#支架处，每个测站分别在支架左右立柱高压腔安装1台矿用数字压力计，能显示和记录观测支架左右立柱工作压力。