近距离煤层联合开采的矿压观测

近距离煤层联合开采的矿压观测
汤云建;邵振文;侯宜琦
【摘要】煤层间距离的不同，开采时相互的影响也随之有很大不同。

尤其是当煤层间距很小时，上部煤层的开采会破坏下部煤层顶板的整体性；顶板上方又为上部煤层的采空区，充满了垮落的矸石以及上部煤层开采时遗留下的留设煤柱。

所以下部煤层开采时的顶板结构和应力环境均发生了变化。

本文就通过对某矿的近距离煤层联合开采时的矿压进行观测研究，进而得出该矿近距离煤层联合开采时的矿压规律。

%The distance between coal seams is different, mining mutual influence also will be very different. Especially when the coal seam pitch is very small, the upper coal seam mining will destroy the integrity of the lower seam roof, the roof above the upper seam is mined-out area, full of coal pillars left in breaking down waste rock, as well as the upper seam mining Retain , mining of the lower seam roof structure and stress environment changed. So there are many new problems when the joint exploitation of the Seams.
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2016(000)003
【总页数】3页(P60-61,62)
【关键词】近距离煤层;矿压观测;开采
【作者】汤云建;邵振文;侯宜琦
【作者单位】山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东鱼台 272350;山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东鱼台 272350;山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东鱼台 272350
【正文语种】中文
【中图分类】TD326
本次观测主要对联合开采的1901炮采工作面和11001综采工作面进行观测。

1901工作面基本顶为石灰岩，均厚为4.5m，深灰色厚层状，致密坚硬；直接顶为石灰岩，均厚为2m，深灰色厚层状，致密坚硬；直接底为砂质页岩，均厚为1.2m，灰色层理和节理均很发育；基本底为砂质页岩，均厚为1.2m，灰色层理和节理均很发育。

11001工作面基本顶为砂质泥岩、泥岩，均厚为1.2m，f=5；直接顶为10号煤层，均厚为0.2m，f=2；直接底为砂岩、泥岩，均厚为1.8m，f=5；基本底为11号煤层，均厚为1.99m，f=2。

1901工作面位于9号煤层，煤层均厚为1.15m；相对稳定，结构简单；煤层倾角为2°～4°，平均4°。

11001综放工作面位于1901工作面下方，1901工作面底板即为11001工作面顶板。

2个工作面联合开采，1901工作面超前11001 面300m推进。

2.1观测方法
本次矿压观测共采用了以下几种方法：
（1）工作面超前支承压力观测。

（2）工作面“三量”观测。

（3）井巷围岩变形观测。

2.2测点布置
2.2.1超前支承压力观测
在11001工作面回风巷超前煤壁26m处安装第一台顶板动态仪；以后隔5m布
置1台，共布置4台。

在1901工作面回风巷超前煤壁20m处安装第一台顶板动态仪，以后每隔5m布
置1台，共布置4台。

2.2.2工作面“三量”观测
在11001工作面布置3条平行于工作面推进方向的观测线组成。

第1条测线（13、14、15、16号4个架子）距工作面运输巷20m，第2条测线布置在工作面中部（39、40、41、42号4个架子），第3条测线距轨道巷（64、65、66、67号4个架子）20m，一条测线观测相邻4个支架。

在1901工作面布置3条平行于工作面推进方向的观测线组成。

第1条测线距工
作面上顺槽（即轨道巷）15m，第2条测线布置在工作面中部，第3条测线距下
顺槽（即运输巷）15m，一条测线观测相邻3排支柱。

2.2.3井巷围岩变形观测
进行了11001、1901工作面井巷围岩变形的观测，在1901、11001工作面2条井巷超前煤壁30m开始布置测点，以后每隔5m布置1个，每条井巷布置6个测点，观测随着工作面的回采，井巷变形情况。

3.1超前支承压力数据分析
3.1.1 1901工作面超前支承压力数据分析
1901工作面超前支承压力共测了8个测点，限于篇幅原因，只展示比较有代表性的1组数据分析结果（下面数据分析同样只展示1组）。

根据测得数据结果绘制
顶板下沉速度与超前工作面的距离关系如图1所示。

从该曲线可以明显可看出，工作面超前压力影响区在工作面前方10m左右。

3.1.2 11001工作面超前支承压力数据分析
11001工作面超前支承压力工测了8个测点，限于篇幅原因，只展示比较有代表
性的1组数据分析结果。

根据测得数据结果绘制顶板下沉速度与超前工作面的距
离关系如图2所示。

从该曲线可以明显可看出，工作面超前压力影响区在工作面前方14m左右。

3.2“三量”观测数据分析
3.2.1 1901工作面“三量”观测数据分析
单体液压支柱的初撑力平均值为9.5MPa。

单体液压支柱的工作阻力平均值为
16.2MPa。

单体液压支柱的支撑力变化特性如图3所示。

支柱支撑力除在进刀前
后有明显增加外，其它时间基本处于缓慢增加甚至基本不增加的稳定状态。

在观测到的采煤循环内，顶底板移近量平均每个循环下降5.1mm，支柱活柱平均下缩量为3.2mm，比值为1.32左右，顶底板下沉量稍大是因为有轻微的钻底现象，但比值在合理范围内。

说明顶板支护状态良好，支护密度合理，适应性良好。

3.2.2 11001工作面“三量”观测数据分析
由于工作面顶板厚度只有1.2m，且上方是自然垮落的采空区，岩层结构已被破坏，因此工作面顶板随开采自然垮落，因此没有初次来压和周期来压。

支架初撑力统计分布如图4所示。

从实测平均初撑力和分布特征来看，支架的初撑力比较高。

支架初撑力变化不大，说明支架初撑状态时整体受力均衡
由于支架初撑力发挥的较好，工作面开采期间直接顶没有出现离层现象，煤壁片帮很小且只在局部区域出现，没有发生冒顶现象。

初撑力对顶板起到了及时支护作用，控制住了顶板的早期离层，起到了及时护顶的作用。

3.3井巷围岩变形数据分析
3.3.1 1901工作面井巷围岩变形观测数据分析
对所观测数据进行整理，根据整理的观测数据做出围岩表面位移曲线见图5。

1901面轨道巷长时间积水，导致测量数据不准确，因此只对运输巷数据进行分析。

根据井巷位移曲线可以得出回采对井巷的影响。

具体观测数据不在详细列举。

20m外井巷变形很小，因此只研究20m以内，测区距离煤壁13～15m时，井巷开始受采动影响。

对所得数据进行分析可知，顶底板平均累计移近量为10.8mm；两帮平均累计移近量为56.0mm。

3.3.2 11001工作面井巷围岩变形观测数据分析
对所观测数据进行整理，根据整理的观测数据做出围岩表面位移曲线见图6。

由曲线可看出，距离煤壁13～15m时，井巷进入采动影响阶段，顶底板平均累计移近量为104.6mm；两帮平均累计移近量为99.0mm。

轨道巷与运输巷围岩变形情况基本一致，因此只分析一条井巷的数据。

由于超前支护达30m，因此15m内顶板下沉量测量值比实际值偏小。

数据分析结果前面文部分进行了讲述，根据采动影响范围可知超前300m，进行联合开采可以避免扰动影响，上分层开采虽然破坏了下分层的顶板结构，但是同时也释放了压力，反而免除了下分层周期来压的困扰，降低了开采时发生矿压事故的可能性。

因此这种布置方式是值得学习借鉴的，同时，本研究限于时间精力等原因没有进行数值模拟，其他研究人员可以在观测数据的基础上进行模拟，可以进一步优化布置方式。

汤云建，男，大学专科学历，助理工程师，目前就任于山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿安全技术科，副科长。

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