上层煤柱下综放沿空回采巷道矿压规律研究
综放过充填老窑采空区巷道矿压显现规律分析
收稿日期:2023 11 09基金项目:国家自然科学基金面上项目资助(52274102)作者简介:张英杰(1983-),男,山西大同人,工程师,研究方向为采煤方法㊁矿山压力与围岩控制方面㊂doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2024.03.004综放过充填老窑采空区巷道矿压显现规律分析张英杰1,于智卓1,孙㊀勇1,廉亚栋2(1.山西朔州山阴金海洋五家沟煤业有限公司,山西朔州㊀036000;2.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州㊀221116)摘㊀要:文章针对五家沟煤矿15301辅运巷道老窑采空区内巷道变形破坏严重的问题,通过巷道智能矿压动态监测系统获取锚杆压力和巷道表面位移数据,进而分析了15301辅运巷道老窑采空区内外锚杆压力和巷道变形特征㊂研究发现,老窑采空区内巷道锚杆压力普遍高于老窑采空区外的锚杆,且巷道整体变形率更高㊂同时,老窑采空区内外锚杆压力均表现出顶部区域高于巷道两帮,且矿压测站距离工作面的距离越近,锚杆压力值越小㊂最后,基于巷道矿压显现特征提出巷道支护优化方案,现场应用后围岩控制效果较好㊂关键词:老窑采空区;巷道矿压;锚杆压力;支护优化中图分类号:TD35㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2024)03 0013 05Analysis of Mine Pressure BehaviorLaw of Roadway in Goaf ofFully -mechanized Caving Through Filling Old KilnZHANG Yingjie 1,YU Zhizhuo 1,SUN Yong 1,LIAN Yadong 2(1.Shanxi Shuozhou Shanyin Jinhai Wujiagou Coal Industry Co.,Ltd.,Shuozhou ㊀036000,China ;2.School of Mining Engineering ,China University of Mining &Technology ,Xuzhou ㊀221116,China )Abstract :This article focuses on the serious deformation and damage of the roadway in the mining area of the 15301auxiliary transpor-tation roadway in Wujiagou Coal Mine.Through the intelligent mine pressure dynamic monitoring system of the roadway,the anchor rod pressure and roadway surface displacement data are obtained,and then the internal and external anchor rod pressure and roadway de-formation characteristics in the mining area of the 15301auxiliary transportation roadway are analyzed.Research has found that the pres-sure of anchor rods in the roadway within the mining area is generally higher than that outside the mining area,and the overall deforma-tion rate of the roadway is higher.At the same time,the pressure of the anchor rods inside and outside the mining area shows that the top area is higher than the two sides of the roadway,and as the distance between the mining pressure measurement station and the working face becomes closer,the pressure value of the anchor rods decreases.Finally,this article proposes an optimization plan for tunnel sup-port based on the characteristics of mine pressure manifestation in tunnels,and obtains good surrounding rock control effects through on -site application.Key words :old kiln goaf area;roadway mine pressure;bolt stress;support optimization㊀㊀巷道强矿压显现与围岩变形破坏密切相关[1-2],充分了解巷道矿压显现特征,有助于指导现场人员优化巷道支护参数和支护方式[3-5]㊂五家沟煤矿5-1煤层部分回采巷道受老窑房柱式采空区和回采动压等因素影响,造成巷道围岩松软破碎且变形量较大,增加了巷道稳定性控制难度㊂为了及时掌握回采影响下巷道顶板矿压显现规律,五家沟矿在部分回采巷道布置了可长期监测围岩移动㊁锚杆(索)应力㊁顶板离层等信息的无线矿压动态监测系统[6-7]㊂然而,由于对矿压监测数据的分析与利用不足,造成矿压监测系统数据资源浪费[8-9]㊂因此,本文在分析五家沟煤矿15301辅运巷道围岩地质及变形破坏情况的基础上,通过巷道智能矿压动态监测系统获取锚杆压力和巷道表面位移数据,分析了15301辅运巷道老窑采空区内外锚杆压力和巷道变形特征,最后以矿压显现特征指导现有支护参数优化并进行工业应用㊂㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年3月1㊀工程背景五家沟煤矿15301工作面埋深为91.29m,煤层平均厚度为8.23m,煤层倾角平均3ʎ.工作面辅运巷道沿煤层底板掘进,直接顶为4.73m的煤层,基本顶为3.88m的砂质泥岩,直接底为0.97m的泥岩㊂巷道距开切眼470~590m范围内贯通两处老窑式采空区,老窑采空区内采用高水材料进行底板充填㊂工作面布置如图1所示㊂图1㊀15301工作面老窑采空区分布图15301辅运巷道正常段为矩形断面(宽ˑ高=5200mmˑ3500mm),但老窑采空区揭露的顶板为直接顶或基本顶,因此先局部起坡追煤层顶板,最后巷道顶板与煤层顶板一致时进行平掘,因此老窑采空区范围内巷道顶板位置较高㊂巷道正常段和老窑采空区段分别采取如下支护方式,支护方案见图2.1)㊀正常段内顶部锚杆规格为Φ20mmˑ2400mm,间排距为950mmˑ1000mm,帮部锚杆规格为Φ18mmˑ2000mm,间排距为1200mmˑ1000mm.顶板采用Φ17.8mmˑ9600mm的钢绞线,间排距为2000mmˑ3000mm,2-2布置㊂2)㊀老窑采空区范围内,对巷道超高和超宽段采用11号工字钢和半圆木做假顶,每根工字钢需使用3根Φ17.8mmˑ9600mm的锚索悬吊,工字钢上用半圆木接顶㊂做假顶后巷道非采帮和顶板与正常段一致,而采帮采用Φ20mmˑ2000mm的树脂锚杆,间排距为1200mmˑ1000mm.贯通第一个老窑采空区前10m加强支护,锚索间排距改为1500mm ˑ2000mm+W钢带㊂图2㊀15301辅运巷道超高段支护方案2㊀矿压动态监测系统及监测方案2.1㊀矿压动态监测系统组成及结构本研究采用KJ216矿压监测系统,该系统具备综采支架工作阻力监测㊁综采支架活柱缩量监测㊁围岩移动监测㊁锚杆(索)支护应力监测等功能㊂井上监测信息与报警网络包括数据接口㊁监测服务器㊁矿井办公局域网和客户端GPRS数据收发单元,系统通讯接口可自动接收通讯线路传送的数据,监测软件采用SQL server数据库和C/S+B/S结构㊂KJ216矿压监测系统的井下部分主要包含GUD300W围岩移动传感器和锚杆(索)应力传感器㊂巷道内,每隔40m布置1台GUD300W无线围岩位移传感器和1组GMY400W型锚杆(索)应力传感器,并在巷道口各设置1台无线通讯分站收集无线传感器数据㊂无线通讯分站通过KJ216-Z矿用本安型监测主站和KJJ12矿用本安型网关将数据传输至井上㊂围岩位移传感器采用Φ28mm钻孔安装,顶板钻孔深度不大于20m,浅基点安装深度为锚杆的锚固深度,深基点安装深度为锚索的锚固深度或锚索的锚固深度之上㊂图3㊀矿压在线监测系统井上部分组成41㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷2.2㊀15301辅运巷道矿压动态监测方案为了分析五家沟煤矿15301工作面综放过老窑采空区时巷道锚杆压力及表面位移变化规律,选取15301辅运巷道内150m巷道范围作为试验段,并沿试验段巷道中心线每隔40m布置1组矿压测站,布置2号~5号共4个测站,其中4号和5号测站位于老窑采空区内,2号和3号测站位于老窑采空区外(如图4所示)㊂各测站采用十字布点法监测巷道变形,并利用MCS-400型锚杆压力计监测巷道顶板及帮部位置锚杆压力,锚杆压力计安装于托盘和螺母之间,每隔2d采集1次数据㊂图4㊀巷道表面位移及锚杆压力测站布置3㊀巷道围岩压力及位移演化规律分析3.1㊀锚杆压力变化规律分析1)㊀相同测站不同锚杆压力对比㊂通过对比老窑采空区内外各测站顶板及帮部锚杆的压力变化,可揭示15301工作面回采过程中老窑采空区对巷道压力分布的影响㊂由图5可知,老窑采空区范围内,顶板及帮部锚杆压力随15301工作面推进而缓慢上升,但靠近工作面的5号测站锚杆压力上升趋势更加缓慢,两测站内的各锚杆压力均表现为 左帮肩窝>顶板>右帮肩窝>右帮>左帮 ㊂此外, 4号测站右帮㊁顶板和左帮的锚杆压力分别为30.2MPa㊁36.2MPa和31.9MPa,5号测站右帮㊁顶板和左帮的锚杆压力分别为27.1MPa㊁33.1MPa 和26.5MPa,可见4号测站的锚杆压力整体高于5号测站,即靠近工作面越近的测站,锚杆压力越小㊂㊀㊀图6为老窑采空区外2号测站和3号测站各锚杆压力曲线㊂由图可知,老窑采空区范围外2号测站和3号测站各锚杆压力受工作面推进影响较小,锚杆压力随工作面推进基本保持不变㊂但巷道顶板及帮部锚杆的压力值变化很大㊂其中,巷道左帮肩窝和顶板锚杆压力明显高于右帮㊁右帮肩窝和左帮锚杆,且右帮㊁右帮肩窝和左帮的锚杆压力基本接近㊂此外,2号测站右帮㊁顶板和左帮的锚杆压力分别为35.9MPa㊁40.4MPa和47.4MPa,而3号测站右帮㊁顶板和左帮的锚杆压力分别为33.7MPa㊁38.3MPa和41.3MPa,可见2号测站锚杆压力整体高于3号测站,进一步说明越靠近工作面,锚杆压力越小㊂图5㊀老窑采空区内锚杆压力曲线图6㊀老窑采空区外锚杆压力曲线51第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张英杰,等:综放过充填老窑采空区巷道矿压显现规律分析㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2)㊀不同测站锚杆压力对比㊂图7为不同测站锚杆压力对比曲线㊂由图可知,不同测站巷道顶板及帮部锚杆压力均呈现随着工作面推进缓慢上升的趋势,且各测站内锚杆压力值呈现 2号测站>3号测站>4号测站>5号测站 的规律,表明测站距离工作面的距离越近,锚杆压力值越小㊂分析原因可知,由于工作面回采后采空区垮落,造成工作面附近围岩内的应力释放,从而使得锚杆压力值也较小㊂但是随着工作面推进,巷道顶板下沉量逐渐增大,使得各测站锚杆压力呈现逐渐上升的趋势㊂图7㊀不同测站锚杆压力曲线3.2㊀巷道位移变化规律分析图8为2号~5号矿压测站巷道表面位移随回采时间的变化曲线㊂由图可知,2号~5号测站巷道围岩均随工作面的推进不断向巷道内侧收敛㊂5号测站巷道顶底板及两帮围岩的变形率分别为21.5%和15.1%,平均变形速率分别为3.0mm /d和3.3mm /d,巷道变形量及变形速率为 右帮>底板>顶板>左帮 ㊂4号测站巷道顶底板及两帮围岩的变形率分别为14.9%和10.2%,巷道变形量为右帮>底板>顶板>左帮 ,但巷道顶底板和两帮平均变形速率均为2.2mm /d.3号测站巷道顶底板及两帮围岩的变形率分别为14.9%和9.6%,但巷道顶底板和两帮平均变形速率均约为2.0mm /d,巷道变形量为 顶板=左帮>底板>右帮 ㊂2号测站巷道顶底板及两帮围岩的变形率分别为12.7%和4.9%,但巷道顶底板和两帮平均变形速率均约为1.7mm /d 和1mm /d,巷道变形量为 顶板>底板>左帮>右帮 ㊂且发现巷道各测站变形程度分别为5号测站>4号测站>3号测站>2号测站,表明距离工作面越近,巷道变形越严重㊂图8㊀各测站巷道表面位移61㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷4㊀巷道支护优化设计4.1㊀支护优化设计方案分析巷道矿压发现,工作面回采过程中,老窑采空区内外锚杆压力均表现为巷道左帮肩窝和顶板较高,而左帮㊁右帮和右帮肩窝低的规律,且巷道位移也表现出左帮及顶板高于右帮的特征㊂因此,对现有巷道支护设计进行优化[10-11],设计参数如下: 1)㊀巷道顶部锚杆采用Φ20mmˑ2400mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,间排距由每排5根调整为每排6根,间排距为950mmˑ1000mm.2)㊀左帮锚杆型号由Φ18mmˑ2000mm调整为Φ20mmˑ2400mm,并由每排3根调整为每排4根,间排距为1000mmˑ1000mm.3)㊀考虑到现场锚杆预紧力不足导致的巷道变形加重,将锚杆预紧扭矩由120N㊃m调整为140~150N㊃m.4.2㊀巷道支护优化参数现场应用为了分析支护优化方案的合理性,在15303主运巷道开展现场工业性试验㊂15303主运巷道为矩形巷道,断面尺寸为宽ˑ高=5400mmˑ3400mm.巷道直接顶为细粒砂岩,厚度7.4~28.7m;伪顶为泥岩,厚度为0.0~8.1m;底板为泥岩,厚度为1.0~ 5.7m.在15303主运巷道内选取2个60m的试验段,两个试验段分别采用原支护方案和优化支护方案,然后分析不同支护方案下巷道表面变形情况,以验证本研究提出的巷道支护方案的有效性㊂图9为15303主运巷道支护优化后巷道变形情况㊂巷道顶板下沉量为18.7mm,底板底鼓量为17mm,左帮收敛量为27mm,右帮收敛量为10mm.其中顶底板和两帮变形速率分别为0.62mm/d㊁0.57mm/d㊁0.9mm/d和0.33mm/d,可见提高预紧扭矩并增加锚杆支护参数后,巷道整体变形量很小,巷道稳定较快,围岩变形控制效果较好㊂图9㊀优化设计巷道表面变形5㊀结㊀语1)㊀相比于老窑采空区外部巷道,老窑采空区内锚杆压力普遍较低,且巷道整体变形程度更大㊂分析可知,老窑采空区内低强度充填体对上覆岩层支撑能力较差,造成巷道围岩更易破坏,围岩破坏伴随着岩体内应力释放,造成锚杆压力也更低㊂2)㊀分析了15301辅运巷道内锚杆压力与巷道位移变化规律,发现相同测站锚杆压力表现为 左帮肩窝>顶板>右帮肩窝>右帮>左帮 ,但不同测站内锚杆压力值呈现为 2号测站>3号测站>4号测站>5号测站 ,表明测站距离工作面的距离越近,锚杆压力值越小㊂3)㊀基于巷道矿压显现特征对巷道非采帮和顶板锚杆支护参数进行优化,现场应用发现,优化后的支护参数对围岩控制效果较好㊂参考文献:[1]㊀崔㊀锋,张华兴,张刚艳,等.老窑采空区注浆充填治理综合检测技术[J].煤炭技术,2014,33(12):39-41.[2]㊀李㊀臣,辛德林,乔博阳.采动巷道矿压显现及其支护参数优化研究[J].煤炭技术,2023,42(6):52-56. [3]㊀彭㊀泓,刘亚飞.基于光纤光栅技术的巷道支护锚杆受力监测[J].煤炭科学技术,2022,50(6):61-67. [4]㊀曹金钟,冯宇峰,孔令海,等.采空区下特厚煤层综放开采回采巷道矿压显现规律实测分析[J].煤矿安全,2017,48(10):199-203.[5]㊀钮泽东,梁继强.煤层掘进巷道锚杆支护设计与效果分析[J].山东煤炭科技,2022,40(6):38-40. [6]㊀苑晓晴.矿井锚网支护巷道矿压监测方案的改进研究[J].自动化应用,2023,64(11):158-160. [7]㊀王晓皓.矿压监测系统在巷道顶底板管理中的应用[J].西部探矿工程,2022,34(2):161-163. [8]㊀刘全胜.工作面巷道自动化矿压动态监测系统构建研究[J].能源技术与管理,2023,48(3):126-129. [9]㊀胡丽伟.巷道高强度预紧力锚杆支护优化方案及矿压观测研究[J].山东煤炭科技,2023,41(6):62-64. [10]㊀于智卓,孙㊀鑫,刘克臣.煤巷锚杆预紧力损失特征及围岩控制机理研究[J].煤炭工程,2023,55(3):41-46.[11]㊀郝长胜,尹㊀旭,尚㊀东,等.大断面巷道预应力锚杆支护参数优化研究[J].中国煤炭,2017,43(12):80-84.[本期编辑:王伟瑾]71第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张英杰,等:综放过充填老窑采空区巷道矿压显现规律分析㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀。
综采面回采巷道矿压规律显现分析研究
综采面回采巷道矿压规律显现分析研究摘要：根据综采面及上下顺槽布置的具体条件，采用现场实测的方法，对倾斜长壁综采面一次采全高过程中的回采巷道矿压显现规律进行了实测研究，分析了观测结果及巷道变形原因，从而得出了该条件下矿压显现的基本规律。
关键词：综采回采巷道矿压显现0 引言随着煤炭工业的快速发展，形成“一井一面”或“一井两面”的高产高效矿井，矿井的产量越来越大，同时工作面生产设备向大型化、重型化、自动化方向趋势发展。
因此，工作面的生产能力大大提高，工作面瓦斯涌出量相应增加，要求工作面配风风量必须增大，同时设备大型化要求回采巷道必须具有足够的断面尺寸，以便于设备在井下的移动，因而回采巷道的断面不可避免的需要增大，从而导致在回采过程中巷道围岩变形增大和矿压显现剧烈[1-3]。
而综采面回采巷道的围岩变形与矿压显现规律的特点与普通采煤回采巷道又有不同[4-5]，下面对大采高综采面回采巷道的围岩变形特征及矿压显现规律作分析，得出其矿压显现的基本规律，为同类条件下采煤的巷道管理和支护具有指导和借鉴的意义。
1 工作面地质及开采技术条件1213（1）工作面是某矿11-2煤层上采区的第一个回采工作面，东以Fs5断层为界，南以西一采区三条大巷保护煤柱为界，北至西一（11-2）上采区Fs217断层防水煤柱线。
工作面区域内煤层总体构造形态呈单斜构造。
煤层产状为：其走向在工作面的东段近东西向，倾向190°～200°，倾角6°～9°，局部地段到214#钻孔及以北，走向急转，跟该西顺槽方向一致，倾向105°～110°，倾角变缓为2°～4°，煤厚0.9～3.4m，平均厚度2.84m，煤层赋存较稳定，含有0.1～0.4m的泥岩夹矸。
该工作面运输顺槽、轨道顺槽共揭露断层40余条，断层落差均小于2m，多为煤层内的层滑构造。
煤层直接顶厚3.4～6.8m，由泥岩、砂质泥岩并且夹有1～2层薄煤线组成。
综放沿空巷道矿压显现规律与锚网支护
［ 关键词 ］ 沿空巷道 ；矿压 显现 ；锚杆 （ 网） 支护
［ 中图分类号］Ｔ ３ ３６ Ｄ ５ ． ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ －２ ５ （０ ７ ６０４ －２ ０６６ ２ ２０ ）０ － ４０ ０
Ｕｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｅ ｓ ｒ ｈ ｖｏ ｆＲｏ ｄ ｙ ａｏ ｇ ＧＯ ｎ Ｆｕｌｍ ｅ ｈ ｎｚ ｄ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ Ｐｒ ｓｕ ｅＢｅ ａ ｉ ｒ ｏ ａ ｗａ ｌｎ ｂ ｉ ｌ － ｃ ａ ｉｅ
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第１ ２卷 第６期 （ 总第 ７ ９期）
２０ ０ ７年 １ ２月
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图 ２ 沿 空 巷 道 周 期 来 压 显现 曲线
图 １ 。
２ １ 沿空巷道 超前 支承 压力 变化 规律 ．
２ ２ 沿空巷道 周 期来压 显现 特征 ． 由于 沿空掘 巷破 坏 了岩体 原有 的平衡 状态 ，在
根据杨村矿 ３６ ０ 轨道巷矿压观测资料 ，在工作
【 收稿 日期 ］２ ０ ０ ７—０ ２ ６— ２
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。
深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究
深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究一、本文概述《深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究》一文，主要围绕深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律及其控制机理进行深入探讨。
文章首先概述了深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏问题的背景和研究意义，指出随着煤炭资源的开采深度和难度的不断增加，深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏问题日益突出，严重影响了矿井的安全生产和经济效益。
因此，研究深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律及其控制机理，对于提高矿井的安全生产水平和经济效益具有重要意义。
文章通过对国内外相关文献的综述，分析了深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏的研究现状和发展趋势，指出了现有研究的不足之处和需要进一步研究的问题。
在此基础上，文章明确了研究目标和研究内容，即通过分析深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律，揭示其破坏机理，并提出有效的控制措施，为矿井的安全生产和经济效益提供理论支撑和实践指导。
文章采用了多种研究方法，包括理论分析、数值模拟、现场实测等，对深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律及其控制机理进行了全面深入的研究。
通过对深井综放面沿空掘巷窄煤柱的受力分析和破坏机理分析，揭示了其破坏规律；通过数值模拟和现场实测，验证了理论分析的正确性，并提出了相应的控制措施。
文章的主要创新点在于：深入分析了深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律，揭示了其破坏机理；提出了有效的控制措施，为矿井的安全生产和经济效益提供了理论支撑和实践指导；通过数值模拟和现场实测验证了理论分析的正确性，提高了研究的可靠性和实用性。
《深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究》一文，对深井综放面沿空掘巷窄煤柱的破坏规律及其控制机理进行了全面深入的研究，为矿井的安全生产和经济效益提供了理论支撑和实践指导，具有重要的理论意义和实践价值。
二、深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律在深井综放面沿空掘巷过程中，窄煤柱的破坏规律是一个复杂而重要的研究课题。
由于深井环境的特殊性，包括高应力、高地温、高渗透压等特点，使得窄煤柱的破坏规律更加复杂。
上分层煤柱下的下分层综放开采技术实践与分析
１ 概况
煤 峪 口矿 １ 层 ８０ Ｔ 作 面 采 空 区东 部 区域 的上 分 层 以两 １ ８ ６＿ 个 小工作面 （８ ２上 、８ ０ ）的形式 已采空 ［ ８０ ８ ４上 高档开采］ 。 该工作 面两个上 分层 小工作面长 ６ ０ｍ，中间留 ８ ｍ宽煤柱 。下 分层煤厚剩余 厚度为 ６８ ．ｍ，地质储量 为 ４ ． ３６万 ｔ ０６ ７ 。该 区域 东部 与 ４ ６盘 区采 空 区相 邻 。 Ｏ 若仍按两个下分层开采布置工作面 ，工作面 长度 内错后 仅 为 ３ ～ ０ｍ，只能用产量低 、效率差 的高档 进行 回采 。除留 ０ｍ ５ 设 十几 米 宽 的煤 柱 外 ，还 将 有 ３ｍ 以上 顶 煤 不 能 回 收 ，造 成很 大 的损 失 。为 了 提 高 矿 井 资 源 回收 率 ，且 创 造 出较 好 的 经 济 效 益 ，通过综合研究 分析后 ，考虑进行低位综放开采 ，利用现有 Ｚ － ６ ０型低 放支架和成熟的低位放顶煤技术 ，将 两个工作面 Ｆ４０ 下分层合并 ，布置一个 工作 面进行 低位放顶煤综采 。但 由于工 作 面中部 ８ｍ宽煤 柱 的存在 ，上 分层 工作面 长度 小 ，顶板 坚 硬 ，顶 板 冒落 预计 不会 太 充 分 ，下 分层 开 采 时 将 会 出现 压 力 增 大 ，矿压显现强烈 ，工作面 出现漏顶 等一系列问题 ，因此 ，在 工作面来 压区域对煤柱进行 了预先处 理 ，从而达到减小顶板压 力的影 响 ，并实现上分层煤柱部分 的合理 回收 ，实现工作面的 安全、高效高 回收率 的开采 目的。经 过工作而的开采实践 ，证 明效果 良好 ，经济社会效 明显。Ｔ作而上下分层关 系见 图 １ 。
科 之 学 友
煤体 的粘 聚力 ，ＭＰ ； ａ 煤体 的内摩擦 角 ，。； 厂 ：煤层与顶底板接触面的摩擦 系数 ； ： 三轴 应 力 系 数 ；
沿空留巷综采工作面矿压显现规律研究
２ ． １ 工 作 面
工作 面所 采 煤 层 为 １ ５ 煤， 一次采 全高 ， 工 作 面
倾斜长 １ ７ ６ ． ４ ｍ， 走 向长度 ７ ８ ３ ． ４ ｍ， 煤层 厚度 １ ． ７ ０～
３ ． １ ０ ｍ， 平均厚度 ２ ． １ ３ ｍ。工作面布置 ３条顺槽 ， 采
用二 进一 回通 风方 式 ， 支护方 式均 为锚 杆支 护 ， 锚索、
钢 带补强 支 护 ， 并 且为 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 。
ｊ
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ４月
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｎｏ ． ４
Ａｐｒ ． ２ ０１ ３
试验研 究 ・
沿空留巷综采工作面矿压显现规律研究
一
巷道 表 面位 移 、 围岩 深部 位 移 、 巷 道 顶板 压 力 观 测、 充 填墙 体受 力观 测 。
３ 观测 仪器 布置 方式
３ ． １ 工作 面观 测仪 器布 置
背斜 组成 ， 其 中背斜 轴 向 Ｎ ７ 。 Ｅ， 倾伏 Ｓ Ｅ， 两 翼倾 角
０ 。 ～ ６ 。 ， 平均 ４ 。 ； 向斜 轴 向 Ｎ１ ２ 。 Ｗ， 倾伏 Ｎ Ｗ， 两翼 倾
盖 山厚度 ： 工作 面地 面标 高 为 ７ ９ ０ ． ９—８ ２ ６ ． ５ ｍ， 工作 面标 高 为 ５ ７ ７～ ６ ６ ３ ｍ。 盖 山 厚 度 为 １ ６ ０～２ ５ ２
沿空留巷矿山压力活动规律研究
７
５
５
７ ． ２
留巷外 帮
距 切 眼距 离 （ ｍ） 安装深度 （ ｍ）
９ ＃ １ ０＃ １ １ ＃ １ ２ ＃ １ ３＃ １ ４ ＃
ｌ ０ ０ ｌ Ｏ ３ １ ２ ｏ １ ２ ３ １ ４ ｏ １ ４ ３ ７ ． ５ １ ． ８ ２ ． ０ ３ ． ５ ４ ． ５ ３
（ １ ） 对 沿 空 留 巷 在 采 动 影 响 下 及 采 后 对 巷 道 变 形 进行 分 析 ， 包 括煤 帮 收敛 、 顶 板 下沉 及底 鼓 等 ；
在９ ３上０ ３切 眼里 帮共 安 设 ３个 钻 孔应 力 计 ， 用
（ ２ ） 沿 空 留巷 在 采 动 影 响 下 及 采 后 对 围岩 的 变 形破 坏 进 行分 析 ； （ ３ ） 工作 面 留巷后 压力 分 布 规 律 及 支护 强 度 、 范 围的确 定 ； （ ４ ） ９ ３上０ ２工 作 面 回采 期 间对 ９ ３ ０ ３切 眼 的 影 响范 围进 行 分析 。 １ ． ２ 具体 实施
一
济宁二号煤矿 ９ ３ Ｏ ２ 工作 面为九采 ３ Ｅ 的工作 面 ，工作面标高 一 ６ ４ ７ ． ２ —一 ７ ５ ３ ． ６ ｍ煤层结构复杂 ， 局 部含 １ 层厚 ０ ． １ — ０ ． ４ ｍ的泥岩夹矸 ； 煤层起伏变化较 大， 总体趋势南部高 、 北部低 ， 其走 向北部 近 Ｅ Ｗ 向， 南部为 Ｎ Ｎ Ｅ向； 煤 层普 氏系数 （ ｆ ） 一 般在 ２ ． １ 左右 ， 为 软 ～中等 硬度 煤 层 。工 作 面直 接 顶 为 泥 岩 与粉 砂 岩 互层 ， 厚度 ３ ． ０～１ ６ ． ４ ｍ， 呈 灰黑色， 含 较 多植 物 根 部 化石碎片 ， 性脆易破碎 ， 普 氏系数 ｆ ＿ ３ ～ ５ 。老顶为 中 砂岩， 厚度 １ ． ９～ ９ ． ８ ｍ， 灰 白色 ， 成份 以石英 、 长石为 主， 泥质胶结 ， 含少量暗色矿物 ， 层理发育 ， 岩性较坚 硬， 普氏系数 ｆ ＿ ６ ． ０ ～１ ２ ． ０ 。 回采 期 间 ，在运 输顺 槽采 取 了沿 空 留巷 的方 式 ， 作为 ９ ３ ０ ３ 工作面回采过程中的轨道顺槽 。为更好 的掌握沿空留巷期 间矿压显现情况 ， 对 留巷后的矿压 观测方 案 进行 了设 计 ， 并在 实 施过 程 中连续 观测 。
综采工作面回采巷道矿压显现规律分析
综述与专论2019·0825当代化工研究Modern Chemical Research综采工作面回采巷道矿压显现规律分析＊李洪伟（阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司 山西 045000）摘要：为了深入研究在工作面回采过程中巷道两侧的矿压变化规律，本文以某煤矿6208工作面为研究对象，对巷道的帮部和顶板的位移变形量、顶板的离层量以及巷道的应力值进行了现场监测，研究表明巷道的变形量和应力值与测点与工作面距离有关，在工作面距离测点65m处时，变形量和应力值均会开始突然增大，当距离达到22m时，应力值达到最大值。
同时，研究得出62081巷道受采动影响比62082巷道更大。
关键词：回采工作面；变形量；离层量；应力值中图分类号：T 文献标识码：AAnalysis on the Law of Mine Pressure Appearance in Remining Lane of ComprehensiveMining SurfaceLi Hongwei(Yangquan Nanzhuang Coal Group CO., LTD., Shanxi, 045000)Abstract ：In order to study the change of mine pressure on both sides of the roadway during the remining process, 6208 working face of a coalmine was taken as the research object. The displacement and deformation of the upper part of the roadway and the top plate were monitored on the spot. The study showed that the deformation and stress value of the roadway are related to the distance between the measuring point and the working surface. When the working surface is 65 M away from the measuring point, Both the deformation amount and the stress value will begin to increase abruptly. When the distance reaches 22M, the stress value reaches a maximum value. At the same time, it is found that the impact of mining on the 62081 roadway is greater than that of 62082 roadway.Key words ：rework face ；deformation ；off-layer quantity ；stress value引言我国是一个能源大国，而煤炭则是中国能源结构中的主力军。
巷道受采动影响巷道矿压显现规律
巷道受采动影响巷道矿压显现规律一、巷道位置类型根据巷道与回采空间相对位置及采掘时间关系不同，巷道位置分为以下几种类型：（1）本煤层巷道（2）位于回采空间所在层面下方的巷道称为底板巷道，位于回采空间所在层面上方的巷道称为顶板巷道。
（3）厚煤层中、下分层以及相邻煤层中的煤层巷道，有可能同时受到本分层和上分层以及相邻煤层回采工作面的采动影响。
二、区段巷道的位置和矿压显现规律（一）区段巷道的布置方式根据区段回采的准备系统，区段巷道可分成三种布置方式。
（1）煤体-煤体巷道(图6-7Ⅰ)。
（2）煤体-煤柱（采动稳定）巷道(图6-7Ⅱ1)；煤体-煤柱（正采动）巷道(图6-7Ⅲ1)。
（3）煤体-无煤柱（沿空掘进）巷道(图6-7Ⅱ2)；煤体-无煤柱（沿空保留）巷道(图6-7Ⅲ2)。
图6-7 区段巷道布置方式示意图a—煤柱护巷；b—无煤柱护巷（二）区段巷道矿压显现规律（1）煤体-煤体巷道服务期间内，围岩的变形将经历三个阶段，即巷道掘进影响阶段、掘进影响稳定阶段和采动影响阶段。
（2）煤体-煤柱或采空区（采动稳定）巷道服务期间，围岩变形经历巷道掘进影响阶段、掘进影响稳定阶段和采动影响阶段（工作面前方采动影响）。
但巷道整个服务期间内，始终受相邻区段采空区残余支承压力影响，三个影响阶段的围岩变形均大于煤体-煤体巷道。
（3）煤体-煤柱或无煤柱（正采动）巷道服务期间，围岩的变形将经历全部的五个阶段。
围岩变形量远大于煤体-煤体巷道和煤体-煤柱或无煤柱（采动稳定）巷道。
（三）厚煤层中下分层区段巷道布置和矿压显现规律中、下分层巷道如果位于上分层一侧已采的煤体附近，上分层煤体的支承压力，对下部分层巷道会产生一定影响。
它的影响程度与巷道和上分层煤体边缘之间的水平距离有关。
一般情况下，水平距离超过2m影响已不明显。
中、下分层巷道如果位于上分层两侧均已采空的煤柱附近，由于受到上分层煤柱支承压力叠加的强烈影响，围岩变形显著。
为了改善这种巷道的维护，要求巷道与上分层煤柱边缘保持的5～10m的水平距离。
沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析
沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析随着工业的发展和工业对能源需求的日益增大，煤炭作为一种重要的能源资源得到了广泛的开采和应用。
但是，在煤炭开采的过程中，会遇到煤矿安全问题，如矿压、冒顶、煤、与火灾等。
其中，矿压问题是煤矿生产中最为常见和严重的问题。
作为煤矿安全管理中的重要一环，煤柱护巷巷道矿压分析对于确保煤矿工人生命财产安全和矿井的长期稳定生产具有重要意义。
一、沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析的概述煤柱是指留存在巷道两侧某个一定宽度内、未被开采的煤岩柱。
沿空掘巷是指将巷道掘除至煤层顶板之上，其目的是减轻矿井地压力，保证许多要素，如生产能力、效率和煤巷的安全性。
因此，煤柱护巷方案应该使得煤柱尽可能的保留，这样可以保证巷道的稳定安全，减轻煤层顶板的负荷，降低巷道沉降，从而减轻矿井地压力。
在煤柱护巷过程中，煤柱的安全性是一个关键因素。
为了保证煤柱的安全性，需要对沿空掘巷煤柱护巷巷道进行矿压分析。
二、沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析的方法煤矿巷道的矿压分析有多种方法，常用的主要有现场测量法、数学模拟法和现场实验法。
现场测量法是采用专业测量仪器进行测量，获得巷道内环境的各种参数，并进行分析和处理，预测地压变化规律，确定巷道的矿岩力学参数。
数学模拟法则指用计算机数学方法建立数学模型，对巷道进行模拟计算，观察和分析巷道的变形、应力及破坏情况。
现场实验法是指在现场进行一系列依据矿压规律的实验，通过实验结果来分析地压变化规律。
三种方法中，计算机数学模拟法应用广泛、模拟精度较高、数据可靠，该方法在沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析中同样适用。
三、沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析中需要考虑的因素在进行沿空掘巷煤柱护巷巷道矿压分析时，首先需要了解矿井的地质情况和煤岩的物理力学参数。
其次，还要考虑巷道的布置和煤柱的大小与位置，掌握沿空掘巷煤柱护巷技术的相关要点。
然后，根据现场实测资料，以巷道应力、应变变化，巷道煤壁开裂、变形时序变化规律为主线，通过巷道矿压机理分析和数值模拟技术，进一步明确巷道煤岩体中的应力场和煤岩体的变形及破坏过程，研判巷道的稳定性，并且合理设计巷道预防性支护体系。
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。
煤柱下回采巷道矿压的显现规律
煤柱下回采巷道矿压的显现规律
陈刚;张大鹏
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】为揭示上层煤柱下回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据沙坪煤矿实际开采情况,应用ANSYS进行数值模拟计算,分析不同开采条件时煤柱下回采巷道的围岩分布规律,对煤柱下回采巷道锚杆工作载荷进行现场观测。
数值模拟和观测结果表明：当8#上层所留煤柱两侧均为采空区时,煤柱下回采巷道围岩应力是煤柱一侧采空时的1.5-1.8倍,严重影响下层回采巷道的稳定性,因此,在设计时要根据应力分布特点确定合理的巷道位置和支护参数。
【总页数】4页(P13-16)
【作者】陈刚;张大鹏
【作者单位】[1]黑龙江科技大学黑龙江省普通高等学校采矿工程重点实验室,哈尔滨150022;[2]黑龙江科技大学矿业工程学院,哈尔滨150022
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
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采空区下回采巷道布置与矿压显现规律分析
在 采 空 区下有意 布置 回采巷 道 的 实践 及相 应 的矿压 显现规 律分 析 ，证 明在 采 空 区下布置 回采巷 道 是 减 少深部巷 道 变形 量的 有效途 径 。文章 同时论 述 了采 空 区下近距 离煤层 软岩 顶板巷 道 的掘进 及
支护 方法 ，为深部 开 采矿 井回 采巷道 的布 置和掘 进积 累 了经验 。 关 键词 ：采 空 区 ；回采巷道 布置 ；矿压 显现 规律 ；深 部 开采
图 １ 采 空 区 顶 底 板 矿 山压 力 结 构 图
收稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０ ０— ８— ２
作者简介 ：李荣坤 （９ ６一） １６ ，男 ，江苏徐州人 ，高级工程师 ，现主要从 事煤矿技术 管理工作 。
４８
２１ ０ １年第 ８期
煤
炭
工
程
表 １ １测 点 离 层 仪 及 巷 道 高 宽 变 化 表
煤
炭
工
程
２ １ 第 ８期 ０ １年
采 空 区下 回采巷 道 布 置 与 矿 压 显 现 规 律 分 析
李 荣 坤
（ 徐州矿务集 团 坨城矿 ，江苏 徐州 ２ １４ ） ２ １２
摘
要 ：随着煤矿 开 采深度 的 不断加 大 ，回采巷 道 变形量 及 变形速度 显著 增 长。姹 城矿 通过
顶板两肩 窝处 ，用 锚杆钻 机探 明采 空 区积水 及用 胶皮 管伸
人采空 区检查有 害气体 情况。 ２ ）巷道 上方无 采空 区及 有采 空 区层 间距大 于等 于 ６ ｍ
时 ，巷道 采用 锚 梁 网 索联 合 支 护 ，净 宽 为 ３ ８ ．ｍ，净 高为 ２４ ． ｍ。顶板 采用 ￣ ２ ２ ｍｍ×２ ０ ｍｍ左 旋 无 纵筋 等 强 锚 杆 ， ２０
综放工作面沿空侧回采巷道矿压显现规律研究
西
煤
炭
科
技
２１ ０ ２年 第 ３期
ＮＯ．３ ２ ２ ０１
Ｊ ＡＮＧＸＩＣ Ｉ ＯＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＩ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
综 放 工 作 面 沿 空 侧 回 采 巷 埴 矿 压 显 坝 规 律 硼 究
高 永 敖 雨 ， ，孙璐 璐
（． 西 省煤 矿 设 计 院 ， １江 江西 南 昌 ３ ０ ２ ；． 国矿 业 大 学 ， 苏 徐 州 ２ １ １ ） ３０ ９２ 中 江 ２ １ ６ 摘 要 ： 放 工 作 面沿 空侧 回采 巷 道 矿 压 显 现 剧 烈 ， 道 维 护 困 难 ， 据 沿 空 侧 回 采 巷 道 的 支 护 方 式 ， 过 现 场 实 测 的 方 综 巷 根 通
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｉ ｉｇ ａ ｈｅｐ ｏ ｌｍ ｓｏ ｅ ｉｕｓｓｒ ｔ ｅ ｖｏ ｎ ｉｆｃ ｌ ｏ ｄ ａ ａｎ ｅ ａ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ ｌｍ ｉｉ ｇ ｍ ｎ ｔｔ ｒ ｂ ｅ ｆｓ ｒｏ ｔａ ａ ｂ ｈａ ｉｒａ ｄ ｄ ｆｉｕ ｔｒ ａ ｗ ｙ ｍ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅｉ ｃ ｕ ａ ｎ ｎ
ｔ ｙ
综 放 工 作 面沿 空 掘 巷 与 薄 及 中厚 煤 层 沿 空 掘 巷 相 比 ，
有 着 煤 层 厚 度 大 、 高 大 、 采 空 区侧 向支 承 压 力 作 用 下 采 受 区 段 煤 体 边 缘 形 成 的 破 碎 区 和 塑 性 区 宽 度 大 的 特 点 。综
放 沿 空 掘 巷 围 岩 力 学 性 质 比薄 及 中厚 煤 层 沿 空 掘 巷 更 差 ，
的意 义 。下 面 就 某 矿 井 综 放 工 作 面 沿 空 侧 回采 巷 道 矿 压 显现实测资料 ， 行分析 。 进
综采回撤通道顶板矿压显现规律实测研究
距主 回撇通道 距离 （ ｍ ）
ｅ ．Ｖ删
莲４ ０ ０ ． ｏ ｏ
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Ｏ． Ｏ Ｏ
图 ３各 测 区垛 式 支 架压 力读 数
５ Ｏ ４ ０ ３０ ２ ０ ｎ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ０
４结 论
距 主 回撤 通 道距 离 ／ ｍ
一 一
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一
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／…Leabharlann 嚣 ０ ３ ０ ７ ５ ６ ５ ５ ５ ４ ５ ３ ５ ２５ ｌ ５ ７ ３ ０
距垛式支架距扁 （ ｌ Ｉ １ ）
ｄ Ｉ Ｖ 测
顶板有一定的支撑作用 ， 受此影 响， 巷道两边顶板在下 沉 量及 下沉 速率 上 明显小 于 中部 。
参考文献 ：
［ １ ］ 钱鸣高 ， 石 平五 ． 矿 山压 力与岩层 控制 ［ Ｍ］ ． 徐州： 中国 矿业大学 出版社 ， １ ９ ９ ４ ． ［ ２ ］ 万镇 ， 吴 士良． 综采工作面 回撤通道矿压 观测研 究 ［ Ｊ ］ ．
煤矿开采 ， ２ ０ ０ ９ ， Ｏ １ ： ８ ５—８ ６＋ ５ ９ ．
１ ４０ ０ ．０ Ｏ ｌ ２ ００ ． Ｏ０
Ｃ ． Ｉ Ⅱ 测区
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部 的 Ⅲ测 区 顶板 下沉 量最 大 ， 最 大值 为 １ １ ８ ６ ． １ ９ ｍｍ， １ Ｖ ｏ 伽 蝴 ㈣啪 ㈣ 蜘 姗 ０ 广—～ ・嚣 ３ ０
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深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究
深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究随着煤炭资源开采不断深入，深部回采巷道矿压成为了矿业工作者面临的严峻挑战。
为了保障人员安全和煤炭资源的科学有效开采，对深部回采巷道矿压规律及控制优化技术的研究就显得尤为重要。
一、矿压规律矿压是指地下开采过程中，地压迫使岩石变形产生的能量释放，造成的岩土体的稳定状况及岩石工程的影响。
深部回采巷道矿压的主要表现是巷道破坏、顶板失稳和支架破坏。
矿压的大小与岩石物理力学性质、区域地质构造、工作面开采方式、支撑方式以及采动进度等因素有关。
矿井的深度、坚硬程度越大、煤厚度越大、采动方式越不稳定、支架寿命越短，矿压越剧烈。
二、控制优化技术为了控制深部回采巷道矿压，矿业工作者利用各种技术手段进行控制和优化，具体措施如下：1. 合理选择采动方式。
采用合适的采动方式有助于降低矿压，如柔性开采、分步开采、短进长采等。
2. 选取合适的支护方式。
煤矿下采区岩体支撑通常采用框架支架和单片支架的组合方式，但为了进一步加强支撑，可以使用各种补充支撑，如锚杆和张力杆等。
3. 优化巷道布置和尺寸。
合理的巷道布置和尺寸有利于降低矿压，减少支架使用，并有助于提高采煤量。
4. 管理采动进度。
采动进度的管理不仅是采煤效率的关键，还能够保证采动矿压的均匀分布，减小采动的影响。
5. 加强地质勘探和预测。
合理预测煤层岩体的变形特征和破坏规律，指导合理采矿方法的选择及支护方式的设计。
6. 加强科技力量建设。
煤矿工程中数学模拟、模型试验等研究方法正成为深部回采巷道矿压控制的有力工具。
三、总结深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究对保障矿工安全和煤炭资源的顺利开采至关重要。
只有采用全面而科学的控制和优化措施，才能更好地降低矿压，提高采煤效率，建立科学的矿井生产管理体系。
综放沿空巷道矿压显现特征及其控制技术
综放沿空巷道矿压显现特征及其控制技术一、综放沿空巷道矿压的概述综放沿空巷道是煤矿采煤工作面的重要组成部分，其稳定性直接影响到采煤工作面的安全和高效。
在综放沿空巷道中，由于采动影响，地压力分布不均匀，易引发矿压事故。
因此，对综放沿空巷道的矿压特征进行深入分析，并探讨相应的控制技术，对于保障采煤工作面的安全和高效具有重要意义。
二、综放沿空巷道矿压显现特征1. 空隙闭合由于采动影响，地层中存在大量的空隙和裂缝，在采动过程中这些空隙和裂缝会逐渐被闭合。
当闭合程度达到一定程度时，将会导致岩层变形加剧、应力集中等问题。
2. 应力变化在综放沿空巷道附近，由于采动导致地层应力发生变化。
在采动前期，应力主要来自岩层自重；而在采动后期，则主要来自采动所产生的应力。
随着采动的深入，应力会逐渐增大，导致综放沿空巷道的变形加剧。
3. 岩层变形在综放沿空巷道附近，岩层由于受到采动影响，会发生不同程度的变形。
这些变形包括岩层弯曲、破裂等现象。
当岩层变形加剧时，将会对综放沿空巷道的稳定性造成较大影响。
三、综放沿空巷道矿压控制技术1. 预防性支护预防性支护是一种有效的控制综放沿空巷道矿压的技术。
该技术主要是在采动前期对综放沿空巷道进行支护，以减少其受到地压力的影响。
预防性支护可以通过设置锚杆、喷浆等方式实现。
2. 合理布置采场合理布置采场是一种重要的控制综放沿空巷道矿压的技术。
通过合理布置采场，可以减少地压力对于综放沿空巷道造成的影响。
具体措施包括设置合理的采场长度、宽度等。
3. 加强监测加强监测是一种必要的控制综放沿空巷道矿压的技术。
通过对综放沿空巷道周围岩层变形、应力变化等情况进行实时监测，可以及时发现问题并采取相应措施。
4. 优化支护方案优化支护方案是一种有效的控制综放沿空巷道矿压的技术。
通过对支护方案进行优化，可以提高其抗压能力，从而减少地压力对于综放沿空巷道造成的影响。
五、总结综放沿空巷道矿压是采煤工作面安全和高效运行中面临的重要问题。
浅谈沿空留巷围岩矿压显现规律
浅谈沿空留巷围岩矿压显现规律摘要：介绍了沿空留巷围岩应力分布及顶板运动特性,提出了沿空留巷的设计机理与方法。
在城山矿现场观测的基础上,详细分析了造成沿空留巷石墙侧及实体煤顶板变形总量及速度不同步,峰值差异大的原因,并指出了沿空留巷围岩变形控制关键技术是控制石墙支护与实体煤支护的强度与刚度的匹配,并与顶板、实体煤形成共同承载体系,以充分发挥围岩自承能力。
关键词：沿空留巷围岩控制覆岩运动矿压显现支护刚度1概述沿空留巷是一种无煤柱护巷方式,通过沿着上一工作面采空区内保留下来的运输巷道,作为下一工作面回风巷道,处于采空区和煤层交界区域。
该巷道要经过两次回采作业的影响,围岩内部应力应变关系及围岩与支架相互作用关系十分复杂〔1〕。
沿空留巷技术,对于提高煤炭回收率、降低巷道开掘率及防控由煤柱引起的顶板事故、冲击地压问题等有显著的效果。
沿空留巷井下实施过程中存在着巷旁充填问题和安全等问题,特别是顶板、通风、瓦斯、火灾、围岩变形等,大大影响和限制了沿空留巷技术。
沿空留巷技术的关键性问题就是沿空留巷围岩变形规律及围岩与支架共同作用机理〔2〕。
2 沿空留巷围岩应力分布特性研究证明,上区段采场老顶触矸稳定后,沿空巷道未开挖前的围岩应力分布如图1所示〔1〕。
在煤体上方应力分布与底板应力分布组成了“应力双峰”,即存在两个应力高峰,一个为kγh区,位于采场老顶在煤体内断裂的部位,另一个为k1γh区,位于采场老顶在采场采空区触矸的部位。
煤体上方应力分布按应力值相对大小可以分为3个区即应力集中区、应力低值区和应力正常区。
随着工-作面推进留设供下工作面用的回采巷道,围岩承受的压力及其破坏发展过程,包括两个阶段〔3〕:(1)在采动支承压力作用下破坏发展阶段。
该阶段巷道围岩(煤壁)承受的压力将是上覆岩层自重及采场推进悬露的上覆岩层重力的总和。
巷道围岩(煤壁)的变形破坏将经历支承压力高峰向煤层深部转移的全过程。
(2)在内应力场上覆岩层运动压力作用下破坏的发展阶段。
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第39卷第1期 中国矿业大学学报 Vol.39No.12010年1月 Journal of China University of Mining &Technology Jan.2010收稿日期:2009204207基金项目:国家自然科学基金项目(50374065);江苏省“青蓝工程”项目作者简介:屠世浩(19632),男,浙江省嵊州市人,教授,博士生导师,从事安全高效开采方面的研究.E 2m ail :t sh_cumt @ T el :05162883590502上层煤柱下综放沿空回采巷道矿压规律研究屠世浩,王方田,窦凤金,袁 永,鲁 岩(中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116)摘要:为揭示上层残留煤柱下综放沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据阳泉一矿8902综放面地质与开采条件,结合现场沿空回采巷道矿压观测结果,应用FLAC 3D 数值模拟计算分析回采巷道塑性区发育及应力分布情况.研究表明,综放回采巷道在上层残留煤柱影响与本层煤回采引起的应力重新分布耦合作用下,回风巷两帮及顶底移近量高达1985,1877mm ,局部断面不足2m 2,严重制约了工作面安全高效生产,采取合理布置回采巷道及减小区段煤柱宽度等措施可有效维护巷道.关键词:区段煤柱;综放开采;沿空巷道;矿压规律中图分类号:TD 322文献标识码:A 文章编号:100021964(2010)0120001205Fully Mechanized Top 2coal Caving :Underground Stress at Gateways Under Barrier Pillars of an Upper Coal SeammTU Shi 2hao ,WAN G Fang 2tian ,DOU Feng 2jin ,YUAN Y ong ,L U Yan(School of Mines ,State Key Laboratory of Coal Resource and Mine Safety ,China University of Mining &Technology ,Xuzhou ,Jiangsu 221116,China )Abstract :The stress dist ribution and regions of plastic deformation in working panel number 8902were calculated wit h FL AC 3D .Field geological data and gateway deformation were sur 2veyed in t he same working panel.The gateway deformation between roof and floor is 1985mm and t he deformation between t he ribs is 1877mm.The cro ss 2section of t he gateways is less t han 2m 2,which seriously affect s productivity.Support of t he gateways may be achieved by rational layout of t he stope drift of active workings and by decreasing t he widt h of t he barrier pillar between t he working panels.K ey w ords :barrier pillar between panels ;f ully mechanized top 2coal caving mining met hod ;re 2taining gateways along goaf ;mechanics of underground st ress煤矿开采引起围岩应力重新分布,不仅在残留煤柱上造成应力集中,且应力向底板深部传递,对下方煤层回采巷道布置和维护产生重要影响.目前,国内外对巷道布置方式、煤柱尺寸设计、煤柱应力分布及锚杆支护技术等进行了研究与实践[124].残留煤柱影响下孤岛工作面回采巷道由于受上层煤遗留煤柱、本煤层采动及邻近采空区的复杂应力场作用,巷道两帮及顶底板煤岩体应力在回采期间的分布规律具有特殊性[526].因此,针对阳泉一矿8902综放面回采巷道进行数值计算及观测分析,研究其矿压显现规律,为巷道布置和围岩控制提供理论依据.1工作面地质及开采条件8902综放面走向长966m ,倾向188m ,平均埋深450m ,井下两侧分别为8903,8901面采空 中国矿业大学学报 第39卷区,工作面呈孤岛状.其上方有3#,8#,12#煤采空区,尤其是12#煤采空区与其层间距仅43m 左右,在工作面推进方向要经4301,4302,4303面3个区段煤柱,煤柱宽20m ,该面推进方向与12#煤遗留煤柱呈30°夹角布置,如图1所示.图1 8902综放面上下层对照及观测点示意Fig.1Illustration of working panel 8902in the mining map8902综放面开采15#煤,煤厚平均为7133m ,倾角平均5°,煤层赋存稳定.老顶为深灰色石灰岩,厚10139m ,夹2层黑色泥岩,其单向抗压强度为80～120M Pa.直接顶厚2127m ,黑色泥岩.直接底为深灰色砂质泥岩,厚3159m ,其单向抗压强度约44M Pa.12#煤平均厚1124m.煤岩综合柱状图如图2所示.图2 煤岩综合柱状图Fig.2Histogram in working panel 89028902面共布置4条平巷:分别是沿底掘进的工作面运输巷、回风巷,沿顶的内错尾巷和在顶板中的高抽巷.运巷、回风巷均为矩形断面,净断面面积分别为1315,1117m 2,均采用锚网索支护,支护参数如图3所示.(a )运输巷(b )回风巷图3 两巷断面及支护Fig.3Section and support design of gateways2综放沿空回采巷道围岩应力分析211巷道围岩受力分析8902综放面回采巷道围岩应力除受所处位置自然因素影响外主要取决于采动影响[728].由图4a 可知,在Ⅰ,Ⅱ两巷处,特别是距离工作面20m 范围内,支承压力发生相互叠加,应力增高系数显著增大,围岩不易控制.8902面两巷靠采空侧分别有35,15m 煤柱,从图4a 可知回风巷位于侧向支承压力峰值区,而运输巷位于侧向原岩应力区,回风巷受侧向支承压力影响较运巷更显著.由于该面上方存在残留煤柱,根据半平面体上受均布载荷作用时应力计算可得12#煤残留20m 煤柱下底板岩层应力分布如图4b 所示.可知在残留煤柱作用下15#煤层应力增高系数为1145左右,而且底板岩层同一水平应力增高系数以煤柱中心线处最大,主要取决于残留煤柱两侧采空,而且煤柱宽度较小.8902综放面两巷受采动超前支承压力、侧向支承压力及上层煤残留煤柱集中应力的耦合作用,应力增高系数大,是巷道剧烈变形的根本原因.2第1期 屠世浩等:上层煤柱下综放沿空回采巷道矿压规律研究 (a )本煤层采动影响(b )残留煤柱载荷作用下底板岩层应力分布图4 回采巷道支承压力分布Fig.4Stress distribution around gateways1.超前支承压力;2.采空区支承压力;3,4.侧向支承压力212F LAC 3D 模拟计算分析1)模型建立及参数确定根据工作面的地质及开采情况,采用三维有限差分程序FL AC 3D 模拟分析[9211].模拟主要内容为12#煤残留煤柱对底板岩层应力分布的影响及工作面风巷在回采期间巷道围岩应力分布与塑性区发育情况.模拟尺寸为600m ×400m ×110m.根据现场测试结果,模拟采用的煤岩体力学参数见表1所示.2)模拟结果分析8902回风巷分别位于12#煤残留煤柱及采空区下方时,其围岩塑性区发育情况、垂直应力分布如图5所示.可知巷道顶底及两帮受剪切和张拉处于塑性状态,且煤柱下围岩塑性区发育范围较采空区下大;采空区下为1715M Pa ,而煤柱下巷道围岩垂直应力达2715M Pa ,增为1157倍.表1 煤岩体物理力学参数T able 1Physical property of coal and rock岩石名称密度/(kg ・m -3)抗拉强度/MPa 体积模量/GPa 黏结力/MPa内摩擦角/(°)剪切模量/GPa砂岩27002142151581936159150泥岩250001248185103010310012#煤1300012011701730100175泥岩2500012481851030103100灰岩27005130151081536109120黑色泥岩2600012410155153110310015#煤1300012011701730100180砂质泥岩25000177121031133143150砂岩2600211013107153510810残留煤柱与本煤层采动支承压力耦合作用下,使巷道围岩应力大,塑性区范围大,围岩变形剧烈,而采空区对下煤层回采起到卸压作用,有利于巷道围岩控制.图5 回风巷围岩塑性区和垂直应力分布Fig.5Region of plastic and vertical stress distribution in gateway of returning foul air3现场矿压观测分析采用红外线测距仪在8902面两巷内各设了测站对煤柱压力区前后200m 的范围内对巷道顶底及两帮移近量进行观测,3测站分别位于煤柱中心、采空区及煤柱边缘下方.8902综放工作面风巷的两帮及顶底移近量变化如图6及表2所示.3 中国矿业大学学报 第39卷图6风巷回采期间巷道表面位移量变化Fig.6Illustration of displacement of gateways between roof and floor in gateways表2 风巷回采期间巷道表面累计位移量T able2Amount of displacement in gatew ays of w orkingpanel8902during the period of mining process mm测站运巷累计移近量两帮顶底风巷累计移近量两帮顶底采空区下方1063142712771409煤柱边缘侧1223153917741588煤柱中心线1416164219851877由图6及表2可知,两巷在距采面100m以外时两帮及顶底移近量较小,而在采面前25m以内,巷道表面移近量大,局部断面不足2m2.分析认为采动超前影响范围为100m,其中25m以内为超前影响剧烈阶段.为此应进行分段式超前支护,以期高效控制巷道围岩变形.回采巷道位于残留煤柱中心处巷道变形最大,煤柱边缘侧下方围岩变形量次之,在采空区下则较小.其中风巷残留煤柱中心线下两帮、顶底累计移近量分别是采空区下的1155,1133倍,运巷较之有所减小,这与数值模拟计算结果基本一致.由于8902面是孤岛工作面,两巷均受到侧向采空区影响,但风巷处于侧向支承压力峰值区,故矿压显现更为剧烈.应根据残留煤柱及本煤层采动影响情况合理布置回采巷道及优化设计支护参数.通过与上层煤残留煤柱平行布置工作面把巷道置于煤柱集中应力影响区外,避免残留煤柱对回采巷道的影响;减小区段煤柱宽度,使回采巷道处于侧向支承压力降低区,可减小受侧向采空区的影响;合理设计锚网索支护参数,提高控制围岩变形能力.建议在回采过程中尽量减少残留煤柱,有利于提高回采率及下煤层安全高效生产.4结论1)上层煤柱下综放沿空回采巷道剧烈变形,其实质是受采动支承压力及本煤层耦合作用,造成应力增高系数大,围岩塑性区范围加大.2)上层煤残留煤柱作用下底板岩层同一深度处应力增高系数以煤柱中心线处最大,煤柱边缘下方次之,而采空区下巷道围岩变形较小.3)实测表明残留煤柱中心线下风巷两帮、顶底移近量分别是采空区下的1155,1133倍,而运巷有所减小,分析认为8902面呈孤岛状态,两巷沿空留煤柱宽度不等使之分别处于侧向原岩应力区、峰值区.应采取与残留煤柱平行布置工作面使回采巷道避开煤柱集中应力影响、减小区段煤柱宽度及加强巷道支护等措施有效控制围岩变形.4)在近距离煤层开采中建议上煤层应尽量减少残留煤柱,有利于提高回采率并促进下煤层安全高效生产.参考文献:[1]陈炎光,钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,1994:53259.[2]KUL A KOV V N,NOZDRICH EV N V.Study andchoice of parameters of 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