近距离煤层上层采空区及煤柱对下层开采的矿压显现规律
近距离煤层下层煤首采面矿压显现规律研究
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极近距离煤层下分层开采矿压显现规律分析
极近距离煤层下分层开采矿压显现规律分析【摘要】煤炭为国民经济发展提供了充足发展能源，煤炭占据国内一次性能源结构的67%以上，且长时期占据主导。
因成煤条件的不同，造成赋存条件也各不相同，煤层厚度的层间距离也千变万化。
赋存条件多样与复杂性，对企业经济效益有直接影响。
在我国煤炭开采中，开采的多是近距离煤层。
分层开采近距离煤层时，将会有新的岩层应力分布于回采空间，出现应力集中于煤柱之上，且分层开采造成了不规律与不明显的煤层顶板来压，对布置与维护回采巷道造成影响。
【关键词】极近距离煤层；分层开采；矿压显现规律在煤炭开采研究中，对单一煤层开采的研究比较丰富，但缺乏对近距离煤层开采的探讨，对于极近距离煤层开采技术做系统分析也是少见。
国内在研究极近距离煤层开采中，重点在于经验性、实践性的归纳总结，有必要做理论上的研究。
1 极近距离煤层开采中的不足因存在煤层层间间距差异，影响开采程度的不同，如果煤层间存在较大距离，下部煤层开采会受到上部煤层开采较小程度作用。
这样，开采方法、矿压显现规律是不受到任何制约的，开采方法同于单一煤层。
若煤层间存在较小距离，那么煤层上下间则存在较大的作用力。
若煤层间距非常小，开采上部煤层造成了顶板完整性受损，开采下部煤层就面临新的力学环境。
若顶板管理以长壁垮落阀实施，散体边界条件为开采下部煤层时的边界条件。
如果以刀柱采煤法开采上部煤层，集中压力将形成于开采完成上部煤层得到的煤柱，集中荷载边界条件为开采下部煤层时的边界条件。
根据边界条件的差异，矿压现象必然出现在开采下部煤层之时，如压力传递规律、支架承载特征、顶板活动规律、矿压现象程度等。
但是，矿压机理与现象并不能又现有的近距离煤层开采与单一煤层开采时采用的控制顶板岩层理论与经验得以解决，在开采极近距离煤层时，必然出现技术难点。
长时间的生产经验表明，在开采完成上部煤层后，再开采下部煤层，顶板漏、冒事故经常发生，出现工作面漏风，采空区沟通，对生产能力与安全构成了不小威胁。
极近距离煤层下分层开采矿压显现规律
采煤工作面与采区巷道矿山压力显现规律及应用
第一节采煤工作面与采区巷道矿山压力显现规律及应用一、采煤工作面采动后压力显现的状况由于岩层本身的重量以及地质构造等因素，使岩体中存在有一定的应力，称之为原岩石应力，未经采动的岩体内原应力处于平衡状态。
工作面回采时，随着采空范围的增大，上覆岩层产生变形挠曲直至破坏冒落后，岩体内的应力将重新分布，并趋于新的平衡。
（一）开采后采煤工作面上覆岩层活动特征顶板岩层的垮落，首先在于顶板岩层的破断、而后在于破断岩块的失稳。
1、老顶的初次断裂老顶岩层悬露时的情况可近似地视其为“板”。
其四周的支承条件则决定于四周采空的情况及煤柱的宽度。
老顶岩层中，最大的弯矩绝对值发生在长周边的中点，即工作面中部上方顶板岩石中。
因而，顶板岩层达到极限垮落时，首先在工作面中部上方岩层中形成平行于工作面方向的裂缝。
其断裂过程，先由长边中间沿工作面方向向两端扩展，而后由短边中间沿煤柱向两端扩展，裂缝在拐角处呈弧形，形成贯通，老顶岩层中间部分形成X型破坏，随着破坏时岩块间的失稳状态，形成了对回采工作面空间安全上的不同威胁。
2、采煤工作面回采期间岩层移动的特点随着回采工作面的推进，老顶初次断裂后，上覆岩层也将逐步活动，上覆岩层的破坏状态可分为冒落带、裂隙带及弯曲下沉带。
（二）采煤工作面矿山压力对采区巷道的影响采煤工作面开采中打破了岩石原有的平衡状态，同时也破坏了原有应力分布状态，从而使岩块冒落，或使开采空间处于高度应力状态。
1、采煤工作面周围支承压力分布采煤工作面在开采过程中，导致围岩内的应力不断地趋于新的相对平衡状态。
由于采掘空间原被采物承受的载荷转移到周围支承体上而形成的压力，称作支承压力。
回采工作面支承压力，常以其分布的范围、形式和峰值大小表示其显现特征。
前支承压力（曾称移动支承压力）——指采煤工作面煤壁前方形成的支承压力，它随着工作面的推进而不断向前移动。
前支承压力作用时间较短，且位置不断变化。
回采工作面推过一定距离后，采空区的冒落矸石有松散状态进入压实状态，此时所形成的最高应力峰值，根据上覆岩层形成的结构状态，前支承压力峰值的位置可深入煤体内2~10m，其影响范围可达到工作面前方90~100m。
采空区下煤层开采矿压显现规律实测研究
１ 工作 面开 采技 术条 件
陕煤集 团神木柠 条塔 煤矿 是陕北 煤炭 基地建 设 的特大 型煤矿 ，设 计 能力 年产 ｌ ２ ０ ０万 ｔ ，井 田面 积 约 １ ３ ５ ． １ ｋ ｍ ， 设计 可采储量 １ ６ ４ ５ ． ２ ０ Ｍ ｔ 。该 井 田共 含煤 层 １ １层 ，可采煤
群的开采 问题 在该 矿区普遍存在 。 该矿 区 Ｎ１ １ ０ ６工 作 面 开 采 １ 煤 ，煤 层 厚 １ ． ５ ９～ １ ． ８ ５ ｍ，平 均采 高约 １ ． ７ ２ ｍ，煤层平缓 ，埋 深为 ３ ５～１ １ ４ ｍ， 该工作面 已于 ２ ０ １ ０末完成回采 ，由工作 面地表沉 降观测 数 据可知 Ｎ １ １ ０ ６工 作 面上 覆 岩 体 运 动 已基 本 稳 定 。下 煤 层 Ｎ １ ２ ０ ０工作 面开采 ２ 煤 ，煤层 厚 ５ ． １～６ ． ３ ８ ｍ，平 均采 高 ５ ． ８ ７ ｍ，煤 层 平 缓 ，埋 深 ６ ７ —１ ５ １ ｍ，平 均 埋 深 １ ０ ２ ｍ。 Ｎ １ ２ ０ ０工作面大部分 位 于 Ｎ １ １ ０ ６工 作 面下方 ，其相 对位 置 关系如 图 １所 示 ，上 、下 工作 面 间岩层 平 均间距 ３ ９ ｍ，岩 层具体情况见表 １ 。两个工作面均采用长壁后退式综合机械 化采煤方法 ，管理顶板 为全部垮落法 。
压 显 现 规 律 认 识 尚有 不 足 。
在还没有完全弄清 楚采 空区下 工作 面矿压显 现规 律之 前 ，现场实测就显得 尤 为重要 。本 文利用 陕煤集 团神 木柠 条塔煤矿 Ｎ １ ２ ０ ０工作面部分位 于采 空 区下 而部 分没有 位 于
采空区下的有利条 件 ，分别对 工作 面两部 分 区域 的矿 压显 现规律进行 了现场 实测 ，总 结 了采 空 区下工作 面矿压 显现
极近距离下部煤层工作面的矿压显现规律研究
２ ３ ． ６
２ ２ ． ４
９ ． ６
１ ０ ． ８
１ １ ． ２
９ ． ６
ｌ Ｏ ． ９
ｌ ０ ． Ｏ
平 均
２ ３ － ３
１ ０ ． ７
８ ． ５
１ ０ ． ９
ｌ ０ ． １
图１ 工作面液压支架载荷测点布置示意图
顶 板来压 步距平 均值 分别 为 ２ ２ ． ２ ｍ、 ２ ５ ． ２ ｍ和 ２ ２ ． ４ ｍ，
靠 近工作面上 、下部 顶板来压 步距要 略小 于 中部 的特
征 。当顶板出现来压 时， 主要表现为 ： 支架仪表显示后柱 明显高于前柱 ， 煤壁出现轻微片帮 ， 没有对支架造成明显
定， 结构简单 。 １ １ 号煤层厚 ０～ ４ ． ９ ０ ｍ、 平均 １ ． ３ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 煤层
倾角 １ 。 ～７ 。 、平 均 ４ 。 ，顶板 多 为砂质 泥 岩 ，厚 度 １ ． ９ ０ ～ ４ ． ３ ３ ｍ、 平均 ３ ． １ ０ ｍ。 当前 １ ０ 号煤层 已采空 ， １ １ 号
面采 用 Ｚ ６ ０ ０ ０ ／ ２ ５ ／ ５ ０型液压支架 ， 初撑力 ５ ６ ４ ３ ｋ Ｎ， 工作 阻力 ６ ０ ０ ０ ｋ Ｎ ， 中心距 １ ５ ０ ０ ｍ ｍ， 工作 面最 小控 顶 距 ６ １ ０ ０ ｍ ｍ， 最大控顶距 ６ ７ ０ ０ ｍ ｍ。 为更好管理顶板 ， 特对 １ １ 号煤层 首采工作面进行 了现场矿压观测 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ — １ ９
作 者简介 ： 张欣 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 山西古交人 ， 大专 ， 助理工程师 ， 从事煤 炭安全及生产调度工作。
近距离煤层开采时矿压显现规律
影 响 以及 ９号 ，１ 煤 层 开 采 时合 理错 距 。 ０号
［ 关键词 ］
［ 中图分类 号］Ｔ ３３ Ｄ ２
Ｕｎ ｅ ｇ ｏ ｄ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｈａ ｉ ｒ Ｒｕ ｅ ｏ ｉ ｉ ｇ Ｃｌ ｓ ａ ａ ｓ ｄ ｒ ｒ ｕｎ ｅ ｓ ｅ Ｂｅ ｖ ｏ ｌ ｆＭ ｎ ｎ ｏ ｅ Ｃｏ ｌＳｅ ｍ
维普资讯
第１ ２卷 第 ６期 （ 总第 ７ ９期 ）
２０ ０ ７年 １ ２月
煤 矿 开 采
Ｃｏ ｌＭ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ａ ｎｉ ｃ ｏ ｏ ｙ
Ｖ １１ ｏ ６ （ ｅ ｅ ｏ７ ） ｏ． ２Ｎ ． Ｓｒ ｓＮ ． ９ ｉ
１ 煤层 条件 １ １ 煤 层 ．
层间距
柱 状
岩 性
层 厚 地甚啜室
９号煤层 位 于 太 原 组 下 段 的顶 部 ，层 位 稳 定 ，
９ ０ Ｄ１
浅灰色相粒砂岩
Ｉ Ｉ Ｉ＆６ ｎ７ ５ ４ ７５
煤厚 在 ０ ７～１ ７ ｍ之 间 ，平 均 厚 度 １２ ｍ，为稳 ． ．３ ．１ 定可 采煤 层 。 １ ０号煤层 位 于太 原 组 下 部 ，与 ９号 煤 层 间 距 为 ０３ ．５～５ ６ ｍ，平 均 １７ ｍ；该 煤 层 厚 ２ ０ ．５ ．７ ． ２～ ４ ９ ｍ，平 均厚度 为 ３ ３ ｍ，结构 复 杂 ，含矸 １～６ １ ．４ 层 ，为全 区稳定 可采 煤层 （ 图 １ 。 见 ） １２ 煤层 顶 、底 板 条件 ． （ ）９号 煤 层 顶 板 １ 直 接 顶 为 深 灰 色 石 灰 岩 （ ２ ，厚 ２ ２ Ｋ） ． ４—１． ０ １５ ｍ，一般 为 ７ ２ ｍ；与 煤层 ．５ 接触 面凸 凹不 平 ，单 轴 抗 压 强 度 １ ６ ａ １ ＭＰ ，一 般 不 易 冒落 。 （）１ ２ ０号煤 层 顶板 １ ０号 煤层 顶 板 即为 ９号
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析我国诸多煤矿开采的过程中，尤其需要通过反复斜交开采的方法来进行全面开采。
主要可以通过合适的观测的手段来分析内部的矿压规律。
相信这样一次又一次的分析对于控制回采场的围岩有着非常重要的意义。
本文结合实际案例，主要分析近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的规律，希望能够给大家更多的参考性意见。
标签：近距离开采；煤层煤柱；综采工作面；矿压监测0 引言由于我国对于煤矿的需求量正在不断地增多，所以很多矿井内上部的煤层已经全部开采结束。
如果煤层之间的间距一直处于较小的范围内，那么上部煤层的开采工作会对下部煤层的开采状况造成一定的影响。
下部煤层的工作面也会因为遗留煤柱的影响而出现应力过于集中和矿压剧烈变化的现象。
为了更好地解决这一问题，针对近距离煤层和采空区下综采工作面内部的矿压进行分析显得尤为重要。
本文结合实际的情况进行具体的研究。
1 研究近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的意义通过数值模拟的方式来研究煤柱承受的压力和底板之间分布的规律，也就能够知道巷道的整体结构非常容易在不同状态的载荷下出现局部被破坏的现象，从而为后续回采的过程提供全面的指导。
另外，通过对上下煤层工作面周期压力矿压规律进行研究之后，大家也能够在适当的时候提出控制矿压的措施。
当煤柱下方的区域因此出现动载矿压的现象时，大家也可以通过分析相关的规律来有效地提出相应的防治措施。
总而言之，通过全面研究近距离煤层煤柱和采空区下方工作面的矿压，也就能够更好地促进整体煤矿开采工作更加顺利地进行。
2 实际案例分析2.1 某煤矿工作面概况某煤矿工作面位于2-2煤层，整个工作面的长度为1120m，倾斜的长度为255m，煤层的平均厚度为2.04m，且内部的倾斜角一直被保持在1度-3度的位置。
2-2煤层距离2-1煤层底板约有2.6-6.3m的距离，但整个2-1内部的开采工作已经全部完成。
从北到南，其工作面和煤柱之间的配合如下：311工作面将会和309的煤柱相互匹配。
采煤工作面矿山压力显现规律
第四章采煤工作面矿山压力显现规律第一节概述大多数情况下，矿山压力显现会给地下开采工作造成不同程度的影响。
为使矿山压力显现不至于影响正常的工作和保证生产安全，就必须采取各种技术措施加以控制。
包括对巷道及采煤工作空间进行支护、对松软煤岩体进行加固、用各种方法使巷道或采煤工作面得到卸压、用人为的方法使采空区顶板按预定要求冒落等。
此外人们对矿山压力的控制不仅在于消除和减轻对开采工作造成的危害，还包括合理地利用矿山压力的天然能量为开采工作服务。
例如，利用矿山压力的作用压酥煤体以方便落煤工作，借助采空区上覆岩层压力压实已冒落的矸石形成再生顶板等等。
所有这些人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压力控制。
简称矿压控制。
在实际生产过程中，采煤工作面常有下述一系列矿山压力现象，并习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。
（1）顶板下沉量，一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板移近量。
随着工作面的推进，顶底板处于不断移近状态。
（2）顶板下沉速度，指单位时间内的顶底板移近量，以mm/h计算。
它表示顶板活动的剧烈程度。
（3）支柱变形与折损，随着顶板下沉，采煤工作面支柱受载也逐渐增加，一般可以用肉眼观察到柱帽的变形，剧烈时可以观察到支柱的折损。
（4）顶板破碎情况，常常以单位面积顶板中冒落面积所占的百分数来表示。
它是用来衡量顶板控制好坏的质量标准。
（5）局部冒顶，指采煤工作面顶板形成局部塌落，它影响采煤工作的正常进行。
（6）大面积冒顶，指采煤工作面由于顶板来压导致顶板沿工作面切落。
常常对工作面生产造成严重影响。
其它还有煤壁片帮、支柱钻底、底板臌起等一系列矿山压力现象。
第二节老顶的初次来压直接顶初次垮落后，工作面继续向前推进，由于老顶比较坚硬，在一定范围内呈悬露状态，其四周分别由煤壁及煤柱支撑。
此时可将老顶视为一个板的结构。
但是由于采煤工作面沿倾斜方向的长度，往往大于老顶沿走向方向垮落时的跨度，因此通常将老顶视为一端由煤壁而另一端由煤柱支撑的两端固定的梁。
B060202浅析近距离煤层开采巷道集中压力显现规律 (1)
浅析近距离煤层开采巷道集中压力显现规律杨宝智马云【大同煤矿（集团）公司马脊梁矿，山西大同市037027】摘要以马脊梁矿井下近距离煤层开采的实例为依据，从巷道布置方式、支护方式、地质构造等方面论述了近距离煤层开采巷道集中压力的显现规律以及在开采实践中采取的相应措施。
关键词近距离煤层集中压力显现规律随着煤炭开采强度的不断加大，近距离煤层开采技术已经成为摆在煤矿生产企业管理者面前的一个重要议题，近距离煤层开采矿山集中压力的显现更是直接影响煤炭开采过程中顶板管理的重要因素。
因此研究分析近距离煤层开采的集中压力显现规律将为安全、高效、合理地开采煤炭资源提供可靠的技术依据。
1 盘区开采概况大同煤矿（集团）公司马脊梁矿303盘区11#煤层于2000年3月开采结束。
按照矿井正常生产接替必须开采303盘区下部的14-2#煤层。
该盘区东西宽1100m、南北长1290m，北西为马燕矿界煤柱，南西305盘区实煤区，南东为本盘区大巷煤柱，北东为301盘区实煤区。
11#煤层和14-2#煤层层间距较稳定，一般在13.7～21.6m之间，平均为17.48m，属近距离煤层。
该盘区14-2#煤层回采巷道于2000年6月开掘，2004年9月掘进结束，历时51个月。
1.1 地质概况14-2#煤层在本盘区赋存稳定，煤厚2.04～4.80m，平均3.23m，煤层倾角1～3°，平均2°，属近水平煤层。
煤的类型属半光亮型，煤种属弱粘结煤。
煤层的伪顶厚0.32m，黑色炭泥岩及黑色泥岩，薄层状；直接顶厚1.0～4.29m，平均3.25m，砂泥岩互层，灰白色，节理发育细层状，易塌落；老顶厚1.23～4.29m，平均3.3m，灰白色粗砂岩，主要成份为石英。
14-2#煤层顶板中赋存有12#煤层（0.6～1.5m），与14-2#煤层的层间距不稳定（0～6.55m），在盘区的北西部三分之一的区域变为合并层。
本盘区内有2条落差为0.35～1.56m∠60°的正断层和1条2.4～3.6m∠81°的火成岩墙穿过。
上覆采空区与集中煤柱对下部煤层开采的影响与对策分析
·41·NO.08 2019( Cumulativety NO.44 )中国高新科技China High-tech 2019年第08期（总第44期）0 引言随着开采时间的推移，神东矿区各矿井逐步将采场向深部转移，均面临近距离煤层开采的情况。
与此同时，由于上部煤层均采用主辅回三巷布置的开采形式，在上部采空区留下了大量的集中煤柱，而此前对神东矿区近距离煤层开采过程中上覆采空区与集中煤柱对下部煤层开采的影响分析较少，因此分析上覆采空区与集中煤柱对下部煤层开采的影响，总结矿压显现规律，摸索应对措施极为迫切。
本文以石圪台煤矿22上203综采工作面Ⅰ段为研究对象，分析了综采工作面上覆采空区与集中煤柱对开采的影响，总结了矿压显现规律，为后续工作面的安全开采提供理论基础和经验借鉴。
1 工作面概况22上203综采工作面Ⅰ段位于石圪台煤矿22上煤二盘区，工作面长度310.4m，推进长度523.4m。
回采范围内煤层倾角1°~3°，整体呈负坡回采，局部有波状起伏。
工作面直接顶为4~5m中粒砂岩，呈灰色-深灰色，层理发育，含植物化石碎片，较为破碎，底板为1.0~2.2m泥岩。
老顶为1.5~15.8m中细粒砂岩、粉砂岩。
工作面范围内12煤与22上煤层间距为7.5~15m。
工作面回采过程中上覆综采采空区及煤柱，影响范围为整个工作面，如图1所示。
工作面从初采开始至回采结束均位于12103综采采空区、12203与12204顺槽保护煤柱、12204综采采空区下方，影响范围分别为1~117架、118~130架、131~181架，影响推进长度523.4m。
工作面设计采高1.9m ，采用郑煤ZY9200/12.2/22.2D两柱掩护式液压支架支护顶板，支架支护高度1.22~2.22m，端头架支护高度为1.3~2.6m，支架工作阻力9200kN，顶梁长度4.47m，中心距1.75m，立柱缸体直径0.36m，共181台支架（含7台端头支架和2台过渡支架）；采煤机型号为JOY7LS1A/LWS632，采高范围1.5~3.3m，机身高度1.078m，滚筒直径1.5m；工作面运输机为天地奔牛2×1000kW中双链刮板运输机，溜槽内宽1.0m。
近距离煤层联合综放开采矿压显现规律研究
角 ：５ ～２。１ 。硬 度 ： ０ ５ １。 ２／７ ， ｆ＝ ． 。煤 类 ： 煤 。煤层 焦 赋存 较稳定 ， 为黑 色 、 粉末 状 ～ 块状 ， 碎 黑色 条痕 ， 玻 璃光 泽 ， 亮 ～光 亮 型 ， 部 含 少 量 黄铁 矿 颗 粒 。 半 局
２ １ 工作面周 期来压 步距及 来压 规律 ．
由表 １可知 ， 作 面支架处 周期来 压步距 １ 工 Ｏ架
平 均为 １ ． ３ 平 均为 ２ ． ６ 平均 为 Ｏ ７ｍ，０ 架 ５ ７ ｍ，０ 架
１ 整个 工作 面 平均 为 ２ ． 来 压 影 响 范 围在 ２ｍ， ０ ８ｍ， ４７～１． 之 间 ， 均 为 ９ ７ｍ， 载 系 数 平 均 ． ５ ７ｍ 平 ． 动 １７ ． 。综 放面 动压 系数高 于全 国放 顶 煤 工 作 面 的平
２ 工作面矿压显现规律
为 了解该 综 放 工作 面 的矿 压 和顶 板 运动 规律 ， 在 回采 期 间进行 了支架工 作 阻力 、 期来压 步距 、 周 顶
板位移 观测 。在 工作 面布 置 了 ３个 测 站 （ 别设 在 分
（ ） 支 架 的 初 撑 力 主 要 分 布 在 １３． ～ １ １０ ９ ３９ ． Ｎ之 间 ， ３２ ７ｋ 占总循环 数的 ６ ％ ， ７ 占额定 初 撑力
仅发 生少量 片帮 、 面顶煤 有 冒落现象 ， 端 周期来 压 时
１５ 岩性 为泥 岩 ， 质泥 岩 。矿体直 接顶为 泥 ．４ｍ， 粉砂 岩 ，． ０ ９ 灰 ～深灰 色 ， 状 ～层 状 泥 岩 ， ０２～ ．２ｍ， 块 里 段局部 为粉 砂岩 。老顶为 砂 岩 ，５～２ １ ３ｍ灰 ～灰 白
近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现
了一些研究成果。
随着计算机技术和测量技术的发展，数值模拟和现场实测的精度和可靠 性不断提高，为深入研究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现提供了更 好的手段和方法。
研究内容和方法
研究内容
本研究旨在探究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现 的规律和特点，分析上层煤柱对下层煤层开采矿压显 现的影响机制，为优化煤炭资源的开发利用和提高煤 矿的安全生产提供理论支持和实践指导。
研究方法
本研究采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的 方法，对近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现进行深 入研究。理论分析主要包括对近距离煤层开采矿压显 现的理论模型进行分析和推导；数值模拟主要包括利 用数值模拟软件对近距离煤层出上层煤柱开采矿压显 现进行模拟和分析；现场实测主要包括对近距离煤层 出上层煤柱开采矿压显现进行现场实测和分析。
在近距离煤层开采中，上层煤层的残留煤柱会对下层煤层的开采产生影响，导致 矿压显现异常，给煤矿的安全生产和煤炭资源的开发利用带来诸多问题。
因此，研究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现的规律和特点，对于提高煤炭开 采效率和安全性，以及优化煤炭资源的开发利用具有重要意义。
研究现状和发展趋势
国内外学者针对近距离煤层开采矿压显现开展了大量研究，取得了丰富 的成果。
实验中未能完全模拟真实的地质环境和开采条件，与实际开采可能存在一定差异。
研究不足与展望
• 研究中主要关注了近距离煤层出上层煤柱开采的矿压显现 ，未涉及对其他方面的影响，如瓦斯、水等问题的研究。
研究不足与展望
研究展望
未来研究可进一步增加实验样 本和实验条件，全面考虑各种 影响因素。
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究对浅埋近距离综采工作面过上覆房采采空区和集中煤柱时易发生动压事故，并导致大面积切顶压架事故的问题，该煤层开采引起覆岩变形破坏、岩体弹性能聚集造成冲击式来压和压架机理、地表移动规律和井下矿压规律关系等进行了研究，针对性地采取了残留煤柱爆破放顶卸压、地面钻孔注砂充填煤房和合理控制采高等控制和预防措施，实现了工作面的安全高效生产。
标签：煤层；房柱式采空区；事故随着我国煤矿开采深度的逐渐增加，许多矿井上部煤层已开采殆尽，面临着上下层开采问题。
当煤层间距较小时，上部煤层的采动会对下煤层顶板造成一定范围的损伤影响，导致下煤层工作面在上部采空区和遗留煤柱的影响区域内出现应力集中、矿压显现剧烈等情况，影响了下煤层的生产安全。
顶板不易形成稳定的结构，基本顶破断运动有可能直接波及地表，工作面出现明显动载现象；顶板破断易于出现台阶下沉，严重时有可能造成压架事故；上覆煤层的残留煤柱形成较大的应力集中，可能突然失稳，或造成冲击式来压，对下部近距离煤层综采顶板管理造成安全隐患。
本文采用相似材料模拟、数值模拟、现场井上下实测方法，以该煤矿煤层首采长壁综采工作面为研究对象，研究下部煤层综采工作面开采后顶板的垮落特征、上部煤层残留煤柱的破坏规律以及对下层煤工作面的影响等，为房柱式采空区下近距离煤层综采工作面顶板控制和支护参数的合理确定提供依据。
一、煤层开采模拟试验本试验采用平面模型，模型模拟试验表明：当工作面推进38.4 m时，层间岩层下分层突然发生离层垮落，离层面范围为33.6 m，工作面继续推进，层间岩层基本在架后随采随冒，煤层煤柱与层间岩层一起垮落充填采空区。
当工作面推至67.2 m 时，基本顶离层并下沉，直接作用煤柱上，形成稳定的砌体梁结构，垮落层厚达8m，为工作面初次来压。
工作面初采期间，顶板的周期来压步距、强度较大。
工作面正常推进期间，上覆岩层依次周期性下沉，周期来压平均步距10m，当支架支撑力小时，有出现台阶下沉现象。
采煤工作面矿山压力显现规律
第六章：采煤工作面矿山压力 第3讲：采煤工作面矿山压力显现规律
支承压力的概念
支承压力：岩体中开掘巷道或进行回采后，原岩应力遭到破坏，引起应力 重新分布，这种采动后应力重新分布所形成的应力升高区的压力。
采煤工作面四周支承压力：采煤工作面大面积开采后，发生在工作面前后 方、两侧煤柱或采空区大于原岩应力的矿山压力。
围岩性质 煤的强度 开采深度
三、影响采煤工作面支承压力的主要因素
采空区残留空间 相邻工作面回采 近距离煤层开 采
影响因素
谢谢！
概念
采空区上方岩层冒落稳定 后趋于固定值
固定支 承压力
变形破 坏
两侧煤柱或煤体强度不足抵抗 支承压力时，煤体将产生变形 或破坏
二、支承压力在煤层底板的传递
支承压 应力大小与施力 点的距离成反比
02
底板岩层内的压 力值与煤柱上方 的支承压力成正 比
03
底板岩层性质 将对上部煤柱 上的支承压力 在底板内的传 递范围有很大 影响
一、采煤工作面四周支承压力
采煤工作面前后方支承压力
应力升高区
A
B
分为
三区
应力降低区
C
原始应力区
分布特点
1
前方移动支承压力远远大于 后方支承压力
2
工作面前后方支承压力是移 动支承压力
3 工作面处于减压范围内
采煤工作面采空区侧支承压力
一、采煤工作面四周支承压力
采空区侧向支承压力是指工作 面推过后，采空区两侧煤柱或 煤体上的支承压力
近距离煤层下层开采过集中煤柱矿压显现研究
一
煤壁 的侧 向约束 力 。
旦
２ａ ￣ ｔｎｂ
『＋￣ｔ１ ㈦ ｌｏ ａ ｎ－ ｎ （ａ Ｃｎ ｔ ａ ｂ
式 中 ： 屈 服 区 与核 区交 界 面处 的侧 压 系数 ； ｆ 煤柱高度 ；
ｄ —开 采扰动 因子 ；
。
３ ’ ２
李 瑞群 等 ： 近距 离煤 层 下层 开 采过 集 中煤 柱 矿 压 显现 研 究
神 华 神 东 矿 区大 柳 塔 矿 活 鸡 兔 井 在 开 采 １ 之煤 时 ， 在 近距 离 煤 层 开采 问题 ， 位 煤层 的开 采 对 下 存 上 部 煤层 的矿 压显 现 带 来 了一 定 的影 响 。 近距 离 煤 层 开 采 区域 ， 层 厚 度 ４ 左 右 ， 层 煤 间 距 ６～２ ｍ， 煤 ｍ 两 ０ 工 作面 布置 及岩 层赋 存 情况 如 图 １ 示 。 所
图 ２ 煤柱屈服 区应力计算 图
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粉砂岩 粗砂岩 巾砂岩 煤层
按 弹性 力 学理 论建 立屈 服应 力 的平衡 方 程 ：
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近距离煤层采空区下综采工作面矿压显现规律
近距离煤层采空区下综采工作面矿压显现规律张伟（煤炭科学研究总院，北京100013）［摘要］在近距离煤层下行开采过程中，由于上煤层开采造成上覆岩层垮落，覆岩岩层完整性将受到破坏，采空区下煤层开采时，工作面采场覆岩将形成整体完整性较差的松散结构，具有来压不明显、动载系数小等特点。
通过某矿的矿压监测数据分析其来压规律，并为类似矿井矿压规律研究及围岩控制提供依据。
［关键词］采空区；近距离煤层；矿压规律［中图分类号］TD323［文献标识码］B［文章编号］1006-6225（2011）06-0084-03Underground Pressure Behavior of Full-mechanized Mining Face underGob of Near-distance Coal-seam［收稿日期］2011－08－18［作者简介］张伟（1979－），男，江苏泰兴人，注册安全工程师，煤炭科学研究总院秘书主管。
在近距离煤层群的开采中，煤层开采时矿压显现的时空关系复杂，巷道维护困难。
上煤层开采后，其上覆岩层的下位岩层将发生动力失稳垮落、上位岩层将随垮落带下沉，渐成为裂隙发育区域，当开采下煤层时，顶板覆岩完整性已经破坏，因此，采空区下工作面的矿压显现将表现出来压不明显，动载系数小的特征。
本文在结合某矿二采区6－1C 煤层西一片工作面的具体条件及矿压监测数据的基础上，对其来压特征及规律进行全面分析，为类似条件的近距离煤层采空区下开采提供理论依据和借鉴。
1工作面开采条件某矿井田煤系地层为晚侏罗系元宝山组，含煤系数由南向北逐渐降低，由厚分岔变薄，最后尖灭。
其6煤在二采区逐渐分叉为6－1A ，6－1B ，6－1C 三层。
6－1A 煤层平均0.9m ，较薄不可采，6－1B 平均1.9m ，稳定可采，（布置的6－1B 西一片工作面已回采完毕），6－1C 平均2.0m ，稳定可采。
6－1C 西一片工作面位于6－1B 西一片工作面的正下方，煤层间距平均6m ，工作面倾向长度145m ，煤层倾角平均15ʎ。
近距离上部煤层采空底板煤岩体中应力变化规律
近 距 离煤 层 上部 煤 层 开 采 导 致上 覆 岩层 发 生卸 压 运一定 的卸压 变形 ，
ｉ ；ｉ ｌ 上 彳
ｉ ／ｉ ／
／ ／ ＼ ｔ ｌ 采场 围 岩应 力 得 到 重新 分布 ，形 成 了高应 力 区和 低 应 力 区。 这种 应力 区 除 了形成于 开 采煤层 内 ， 还会 依据 一定 的 方式 扩散 和传 递到 上 、 下岩层 中 ， 在 这个 过程 中逐 渐 衰减 。 ＿ 一应力增高 区； Ｂ 一应 力降低区 ； Ｇ一影 响微弱区 ； 【 ） ． 一未受影响区 处于 高应 力 的巷 道或 其他 井下 工程 ， 往 往导 致较 强 烈 的变 Ａ
以作 为 出架 滑轮 的工具 。每 当成功 地撤 回一架 之 候， 就 要停 止对 支架 的拉 移 且刮板 输送 和 支架 导 向梁 之间 设 弯钩 ， 当架 设 的铰接 梁达 到 ６组 的连 接 销 也需 要取 消。 接着 就是 出 架通道 的 掘进 ， 掘进 的 后 就要 同时 架设两 组 的铰接 梁 ， 之后就 可 以回撤第 １组铰接 梁。 工 序也 有严格 的规定 ，当采 煤机 割煤 ４ ０米 的时候 就 需要 可 以说 采用 了沿 空 留巷 技 术 进行 开 采 了之 后 对于 前 对煤 壁设 置一 个 临时 的支 护措 施 ， 在 对锚 杆 眼完 成打 击 之
新分布 ， 形 成 了高应 力 区和低 应 力区 。因此 分析 煤 岩体 中应 力场 分布 变 化规 律 ， 会对作 面 的布 置和 支护 方式 的选择 都 将产 生较 大帮 助。
一
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关键词 ： 近距离煤层
底板岩层
应力分布
１概 述
深埋综放工作面过集中煤柱矿压规律及防治技术
深埋综放工作面过集中煤柱矿压规律及防治技术发布时间：2022-10-11T03:06:50.281Z 来源：《建筑实践》2022年10期5月（下）作者：魏宏斌[导读] 近年来，随着煤炭需求和开采力度的不断加大魏宏斌62042219900212****摘要：近年来，随着煤炭需求和开采力度的不断加大，煤层主采煤层的开采，局部埋深超过450m，由于地质构造、工作面布置方式等因素的影响，煤层开采时遗留了一些煤柱，造成下煤层工作面在通过此类煤柱附近的开采范围内发生压架事故、支架活柱短时间急剧大幅下缩、支架立柱爆缸、漏顶、片帮严重等剧烈的来压现象，影响工作面的安全回采。
关键词：深埋综放工作面；集中煤柱；矿压规律；防治技术引言在我国煤炭资源开采的过程中，开采煤层逐步由浅部转移至深部。
因此，部分煤矿面临多煤层开采情况时，上煤层近距离甚至极近距离煤柱影响下煤层巷道布置及工作面矿压显现存在等问题。
若工作面布置位置或液压支架选型不合理，将出现工作面强矿压显现乃至压架事故等问题，严重制约工作面的安全开采。
受上覆遗留煤柱在底板岩层中传递支承应力的影响，下煤层回采巷道及工作面会发生不同程度的失稳破坏。
1集中煤柱概况综放工作面在机尾推进至580.2m处，工作面辅运顺槽副帮向工作面131．5m(机尾至工作面92号支架处)范围内上覆22107综采工作面跳采遗留集中煤柱，煤柱沿推进方向长度341m，影响推进范围580．2～921．2m。
在集中煤柱影响范围内，工作面埋深450～470m，与2－2煤层间距70～75m，回采段煤层直接顶岩性为砂质泥岩，厚度4～12m；老顶岩性为细粒砂岩，厚度14～24m;底板岩性为砂质泥岩。
2巷道围岩应力变化规律工作面一次采动后,不同区段煤柱宽度下二次采动期间巷道围岩垂直应力，分析可知:①工作面回采以后,巷道围岩垂直应力场随着区段煤柱宽度的不同而发生比较大的变化,巷道围岩的垂直应力值具有一定的变化规律,巷道两帮垂直应力值由2.5MPa增大为8MPa左右,顶板垂直应力值从5MPa增大为15MPa,底板垂直应力值从5MPa增大为12MPa,由此可见,煤柱宽度增大后,1105N工作面进风巷围岩垂直应力的影响范围也随之增大;②煤柱宽度由4m增大为24m的过程中,区段煤柱内垂直应力峰值发生明显变化,其数值由7.5MPa增大为20MPa。
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摘 要 ： 台矿 １ 四 ２号 层 ４ ２盘 区 开 采 过 程 中 需 反 复 斜 交 过 上 覆 采 空 区 间 煤 柱 ， 过 多 种 矿 压 ０ 通
观 测 手 段 分 析 了 首 采 面 ８ ０ 面 开 采 过 程 中 的 采 场 来 压 规 律 及 过 应 力 集 中煤 柱 的 矿 压 规 律 ， 该 盘 ２６ 对
３ Ｉ 直 接顶垮 落步 距 实测分 析 ．
当工作 面头部 推进 １ 时 ， ３ｍ 端头 至 ４号架 悬板 未塌， ４号架 至 ５ ５号架 悬板 塌落 ； 中部 ５ ６号 ～８ ５号 架悬 板 未 塌 落 ； 部 推 进 ２ 时 ， ６号 ～ ９ 尾 ２ｍ ８ ９号架 尾 部悬板 塌落 ， 头 ～１ ２架未 塌 落 ｝ 端 ０ 当工作 面 头 推 进 １ 时 ， ４ｍ 悬板 ７ ２ｍ ×１ 没 塌落 ｝ 尾推进 ３ 时 ， ６ｍ
区南翼 时 ， 为提 高煤 炭 回收率 ， 确保 盘 区边界 两块 三
角煤 的 回收 ， 区巷 道 布 置 与 ｌ 盘 ｌ号 层 辅 助 盘 区 巷
号 、４号 、３号架 ， 条 测线 上 安 装 两块 表 即前 柱 、 ５ ９ 每
后 柱 ， 作面 最后 一 个架 １ ２号 架 的进 液 管 安 装一 工 ０
１ 概 述
四台 矿 １ ｌ号层 ４ ２盘 区南 翼 因 受小 窑 破 坏 及 ０
２ 矿压观测 方案及仪器 布置
沿工 作 面 方 向 按 三 区 五 线 布 置 ， 分 别 将 即
ＹＴ ６ Ｏ园 图压力 自记 仪 安装 在 ｌ Ｉ ｌ 一 Ｏ号 、０号 、２ ５ ５
ห้องสมุดไป่ตู้
构 造影 响 ， 置 辅 助 盘 区巷 ， 回采 ｌ 布 在 ２号层 ４ ２盘 ０
移 观测 和压力 观测 。
１ 层 ４ ２盘 区首 采 面 ８ ０ ２号 ０ ２ ６面 位 于 盘 区 中 部 ， 作 面 标 高 为 １０ ２ ６ｍ～ １０９ ７ｍ， 深 工 ２ ． ３ ． 采
１ ８ ５ｍ￣２ ７ｍ。本 工作 面煤 层属 于 ｌ 号 层 煤 ， ６ ． ６ ２
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第４ 期
兰奕文 ： 近距 离煤 层 上 层 采 空 区 及煤 柱 对 下层 开采 的矿 压 显 现 规 律
２ １
囤 １ １ 层 ４２盘 区 ８ ０ ２号 ０ ２ ６工 作 面 上 疆 采 空 区 示 意 圈
３ ２ 初 次来压 规律 的 实测分 析 ． 本工作 面从 ２０ ０ ４年 １ ２月 ６ 日开 始 生 产 到 ２ ０ 年 ７月 ６日停 产 结束 历 时 ７个 月 ， 推 进 ９ ５ ０５ 共 ３
８ Ｏ号 ～８ ５号架 ， 部悬 板 ５ ３ｍ 塌落 ； 尾 ×１ 未 当工作
层 ， ０ ２ｍ～９ ７ 层理节 理 发育 ， 厚 ． ． ８ｍ， 易垮 落 ； 接 直
底 为 粉细砂 岩互 层 ， 均厚度 ９ ６ 平 ． ６ｍ。 工 作 面长度 １ ０ｍ， 采 走 向长度 ９ ０ｍ， 向 ５ 可 ４ 走
所 示
面 推进 到头 １ 尾 ４ 时悬 板 全 部 塌 落 。 当工 ４ｍ、 ０ｍ
作 面头 推进 １ 时 ， 部 推进 ２ 时 ， 部 推进 ４ｍ 中 ６ｍ 尾
工 作 面 使 用 ＭＧ３ ０ ７０ ０ ／ ０ ＡＷＤ 电牵 引采 煤 机 ，
Ｓ Ｚ ３／ ３ Ｇ ８ ｏ ６ ０型 刮 板 运 输 机 运 煤 ， Ｚ ０ ０— ２ ／ ５ Ｚ ６０ １ ３ 型 支撑掩 护式 支架 １ ２ 。 ０架
４ 时 ， 板 初 次 垮 落 ， 均 值 为 ７ｍ， 顶 板 初 ０ｍ 顶 平 故
次垮 落 步距 ２ Ｉ ７Ｉ。 Ｔ
收 稿 日期 ：０ ６０ —８ ２ ０ —８２ 作 者 简 介 ： 奕 文 （ ７ 一 ）男 ， 西 大 同 人 ． 学 本 科 ， 程 师 ． 事 采 煤 技 术 工 作 。 兰 １ ２ ， 山 ９ 大 工 从
区 其 他 相 同 条 件 工 作 面 及 类 似 条 件 下 回 采 采 场 围岩 控 带 具 有 工 程 决 策 意 义 。 】
关 键 词 ： 距 离煤 层 ； 空 区 ｌ 枉 ； 压 显 现 近 采 煤 矿
中图分 类号 ： ＴＤ ２ ３３
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２５ ５ （ ０ ６ ０ —０ ００ １ ７ —０ ０ ２ ０ ） ４０ ２— ３
４。 交 ， ５斜 回采期 间工 作 面将 反 复 过 上覆 １ 层 采 １号
空 区间煤 柱 。
个 压 力 表 ， 测 液 压 系 统 的 末 端 压 力 ， 架 安 装 监 每
Ｆ Ｂ ６ Ａ一２型 耐震 双针 压力 表 ， 行 液压 支架 的 Ｚ一 ０ 进 支护 阻力 监测 ， 保 支架 的初 撑 力 在 机巷 压力 集 确 中区安设 测杆 及 ＭＣ ８ 一０型 锚 索 压 力 表 进行 巷道 位
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第２ ６卷
第 ４期
山 西
煤
炭
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０６
２０ ０ ６年 １ 月 ２
ＳＨＡＮＸＩＣＯＡＬ
技 术研 究
近距离煤层上层采空区及煤柱 对 下层开采 的矿压显现规律
兰 奕 文
煤 层平 均 厚 度 ３ ３ 煤 层 倾 角 １ ２ ～ ７ ４ ， 均 ． ８ ｍ， ．。 ．。平
４ ３ ， １ 号 层层 间距 平均 为 １ ． ． 。与 １ ５ ３ｍ。老 顶 为 中 、 粗 砂岩 ， １５ｍ～ １ ． １ｍ｝ 厚 ． Ｏ ２ 直接 顶 为粉 细 砂 岩 互
３ 顶板 来 压 规律 实测 分 析
长度 ９０ｍ， 高 ３ １ Ｉ 工作 面上 覆斜 交 １ 号 层 ９ 采 ． ０１ Ｔ １
８ ０ 、２ ６ ８ ０ 、２ ０ ８ １ ２ ４ ８ ０ 、２ ８ ８ １ 、２ ２工作 面 ， 煤柱 宽度 为 ｌ ８
ｍ 与该 工作 面成 ４ 。 ， ５角 共跨 ４个 煤 柱 区域 。如 图 １