三软煤层分层开采时的矿压规律研究
三软煤层回采巷道矿压规律及支护技术研究
榆 林 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＹＵＬ Ｉ Ｎ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
ＮＯ Ｖ ． ２ ０ ｌ ３ Ｖ０ １ ． ２ ３ Ｎｏ ． ６
三软煤层 回采巷道矿压规律及支护技术研究
刘玉卫 － 一 ， 秦 国留 ， 黄克军 ’ ， 李红 行 ， 商铁林 ， 张艳 丽
’３ ・巷 道原 始宽 度为 ３ ．
由计算确定锚杆的间排距为 ０ ． ６ ５ ｍ。
（ ３ ） 金属 钢筋 网
７ ｍ， 巷帮高度为 １ ． ３ ｍ， 拱高度为 １ ． ８ ｍ。
３ ． ２巷道 围岩松 动 区域 的确 定
由于 巷 道顶 板 岩层 松 软破 碎 ， 选 用 金属 网来 加
别为 ６ ３ ｍ ｍ和 ２ ５ ｍ ｍ。
析确定 了三软 回采巷道锚 网（ 索） ＋ ｕ型棚支护参数。经过现场试验 ， 表明该支护方案能有效控制三软
煤 层 围岩巷 道 变形 。 关键词： 三软 煤层 ； 回采巷 道 ； 矿 压 显现 ； 平衡 拱 ； 支护
中 图分类 号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３文献 标志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ８— ３ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６・ ０ ０ ０ １一 ｏ ４
底 板 变形 １个月 内就 趋 于稳 定 ， 顶 底 板平 均 变 形 速 率约 ０ ． ６ ７ ｍｍ ／ ｄ ， 近 ２个月 才趋 于 稳定 ， 两 帮平 均 变
９ ８ｍ
带 人式 （ ２ ） 得 巷道 顶 板 极 限 平 衡 拱 高 度 为 ： Ｙ 瑚
＝
形速率约 １ ． １ ｍ ｍ ／ ｄ 。两帮和顶底板最大移近量分
为石灰岩 ， 厚度为 １ ． ５ ５ ｍ， 深灰色 ， 隐晶质 ， 呈参差状 断口， 含大量腕足类动物化石及碎屑。二 Ｉ 煤层顶
龙口矿区“三软”地层矿山压力显现与控制
２ ３ ２ 超前 支承压 力 分布 及采 后覆 岩运 动稳定 期 ．．
对工作面动压期间巷道变形规律见 图 ２ 。
２ ５ 】 。
验巷道支护效果 的一个 补充 ， 同时也是 检验 工作 面超 前支护质量好坏的依据。 ２ ２ 工 作面矿 压 显现 的研 究 ． ２ ２ １ 工作面 支护 强度 ． ．
采煤法 ， ２ 煤 平均厚度 ３ ５ ｍ， ．９ 采用综合 机械化一次采 全高回采工艺 ； ４可采煤组 纯煤厚度 ０ ８～１ ．７ 煤 ． １４ ｍ，
２ １ 软岩巷道 变形规 律 的研 究 ． 在巷道变形规律 的研究方 面 ， 以采用钢 卷尺、 可 测
尺、 顶板动态仪等仪器进行观测 ， 观测周期要根据 巷道
２ｌ ０
东 科技 晨
２１年 期 ００ 第６
龙 口 矿 区 “ 软 ’ 层 矿 山 压 力 显 现 与 控 制 三 ’ 地
邹玉龙 ， 齐世峰 ， 杰 仲俊
（ 口市 粱 家煤 矿 ， 龙 山东 龙 口 ２ ５０ ） ６７ ０
摘
要
软岩矿井的采场围岩控制技术问题 一直是影响我国煤矿生产建设 的重点技术 问题之一， 长期 以来国内外普遍把软岩地层矿压 显现 与
控制技术研究列为一项攻坚课题。该 文以介绍梁家煤矿两个可采煤 层的采场矿压显现规律研 究和指导生产实践为切入点， 对软岩地层如何开
展 矿 压技 术研 究进 行 了探 讨。 关 键词 三 软地 层 矿 技 术 探 讨 Ｂ 文 献标 识 码
一
可。
２～
ｊ
譬 熊 擎 誊警 案
制， 增置大型排水设备 ， 定期对设 备进行检 修 ， 保证 设 备完好 ， 以提高抢 险救灾能力 和效果 。确保 抢 险救灾 时能够及时 到位 ， 并切实发 挥作用 。（ ）建立专业 抢 ２ 险救灾 队伍 ， 或与专业抢险救灾队伍签订 协议 ， 每年雨 季前妻组织进行 一次救灾演 练。（ ） 强对职工 防范 ３加 暴雨洪永 知谚教 育培训 ， 提高职工互救 、 自救能力。
“三极软”特厚煤层综放开采矿山压力研究
“三极软”特厚煤层综放开采矿山压力研究摘要:本文介绍了朱仙庄矿873工作面三极软(即顶板、煤层和底板均极软)易燃特厚高瓦斯煤层综放开采矿山压力的研究方法和成果,对同类或相近煤层的综放开采提供了一种矿山压力研究的渠道和途径,为淮北矿业集团综放开采关键技术研究在矿山压力方面做出了开创性的贡献。
关键词:三极软(即顶板、煤层和底板均极软)煤层综放开采矿山压力破碎度变形量工作阻力和初撑力1 概况朱仙庄矿8煤层是突出煤层三极软(即顶板、煤层和底板均极软)易燃特厚高瓦斯煤层。
该煤层开采的关键技术有多项,本文仅对综放开采矿山压力研究做简要分析。
1.1 地质及煤层概况873工作面开采标高-276m～-313m,走向长450m,倾斜长140m,煤层倾角为5°～28°,平均8°,煤层厚度8.0m～9.8m,平均8.6m,煤层硬度f≤0.5,一般0.3。
顶板有一层0.2ｍ的伪顶,基本顶6.6m的砂质泥岩和泥岩,底板为1.5m深灰色泥岩,向下10.0m灰色砂质泥岩互层。
该面有两条正断层:落差分别为6.0m和3.5m。
最大水平应力30MPa是垂直应力10MPa的3倍致煤层及顶底板极软。
1.2 工程概况该面两巷均为U29型钢可缩性支架支护,断面4×3.4m;切眼先导硐施工一半后扩宽,3.6m长11#矿用工字钢梁,两帮使用2.6m20mm的半圆木腿支护,每架使用三根外注式单体液压支柱加强支护。
均使用菱形金属网配合塘柴腰帮背顶。
2 工作面支架选型及参数的确定与开采技术2.1 工作面支架选型及参数的确定根据该面煤层“三极软”特点,面上下端头均采用过渡支架。
支架设计考虑到:护顶护帮功能,良好的接顶和受力状态,支架稳定,顶板来压时合理的运移轨迹,稳定的承载能力,平衡顶板压力,放煤空间,顶煤的流动和放出等,确定支架型号为ZF6000/17.5/28。
综合考虑了“三极软”煤层防煤壁片帮和架前冒漏以及通风行人运输和高工阻等诸多方面因素选定:4柱大缸径,支架高度为1.75m～2.8m,采高2.1m～2.4m;支架中心距为1.5m,支架度为1420mm～1590mm;支护强度1.0MPa;计算安全阀开启压力为39MPa,立柱工作阻力1500kN/根,支架工作阻力5931kN～6012kN,支护强度为0.82MPa～1.3MPa,支架初撑力为4603kN～4667kN。
断层附近“三软”煤层开采矿压显现规律数值模拟方案设计
断层附近“三软”煤层开采矿压显现规律数值模拟方案设计作者：罗成才任欣张永举张袁仕松彭首清来源：《科学与财富》2019年第30期摘要：针对贵州矿区“三软”煤层开采断层附近特殊地质条件下矿压显现异常的问题，采用数值模拟实验的方法，并根据米箩煤矿一采区三条下山东翼110302工作面的现场实际条件，设计并构建了数值模拟模型。
为分析“三软”煤层工作面直接顶垮落特征和基本顶破断特征，并计算出工作面初次、周期来压步距;模拟分析采动影响下“三软”煤层工作面断层附近超前支承压力随工作面推进的变化规律;断层附近上覆岩层“三带”发育特征，设计了5种数值模拟方案。
关键词：断层附近;三软煤层;矿压显现;数值模拟1 工程概况米箩煤矿位于水城县东南部米箩乡，煤的结构及坚硬程度：半亮型煤结构以块状为主，半暗型煤常呈致密状或粒状结构。
线理状、透镜状很少。
暗淡型和半暗型煤的矿物质往往含量较高，结构致密，显得坚硬。
米箩矿井井田范围内含可采及大部分可采煤层15层，米箩矿矿110302工作面井下位于一采区三条下山东翼，开采煤层为上二叠系龙潭煤组上段的11#、13#煤层，回风顺槽标高在+1105.0～+1125.4m;运输顺槽标高在+1058.4～+1076.2m。
该工作面开采煤层为1#、3#煤层，1#煤层及3#煤层结构较稳定，1#煤层厚度平均在1.4m左右，3#煤层厚度平均在2.3m左右。
2数值模拟方案设计2.1 模型构建实验室数值模拟煤层开挖后覆岩破裂移动规律、煤岩体应力和变形分布特征一般采用UDEC数值模拟软件，以米箩煤矿1号煤层110302工作面为现场依据，构建UDEC数值计算模型，模拟分析“三软”煤层工作面直接顶垮落特征和基本顶破断特征，并计算出工作面初次、周期来压步距;模拟分析采动影响下“三软”煤层工作面断层附近超前支承压力随工作面推进的变化规律;布置测线，监测正断层附近应力状态;模拟分析采动影响下“三软”煤层工作面断层附近上覆岩层“三带”发育特征。
偃龙矿区“三软”煤层综采放顶煤工作面矿压观测研究
工作 面 下 端 头 工 作面 下部
１ ９ ８１ ９１ ．
１９ Ｏ ６ ３．６
０８ ．７
０７ ． ６．
２ ７ １ ０１ ． ２
０．２ ９
煤壁的片帮及 前端顶板的维护 ，增大接 顶面积 ， 增强顶 、 帮稳定性 。 ② 支 架 后 尾 梁 低 ， 间 较 小 ， 插 板 空 后
表 １支架循环 末阻力分布统计表
较 小 ， 利 于控 制 煤壁 片 帮 。 不 改 进 ：针 对 这 一 问 题 ，将 规 格 为 ４ ０× ５ ｍ（ ×长 ） 支 架 护 帮 板 改 ５ ９０ｍ 宽 的 造 为 ７ ０ ５ ｍ（ ×长 ） 护 帮 板 ， ５ ×１１０ｍ 宽 的 采用增 加前探 支架间装置 ，有利于 防止
工作 面 上 部
工作 面 上 端 头 １ ９ １ ５ ．１ ＃ １ ８ １７
０８ １ ５ ．１ ．４ ８ １７
０８ ． ４
注 ： 率 为 平 均 工 作 阻 力除 以 额 定 工 作 阻 力 的 比 值 。 比
４ 工作面两巷 围岩变形特征
在 工 作 面 两 巷 观测 研 究 巷 道 围岩变 形 ，其 目的 是弄 清巷道表面位移 随时间及距 工作 面距离的变化规律 ， 分 析 工作 面前 方 支 承 应 力分 布 规 律 ，从 中找 出巷 道 围 岩移
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０ 皮 带 集 中 巷 １
图 １ ２ ０ 工 作 面 巷 道 布 置 平 剖 面 图 ２１
作者简 介 ： 小磊 （ ９ ２ ， ， 南新安 县 人 ， 理 工程 师 ，０ ６ 邓 １８ 一） 男 河 助 ２０
三软煤层放顶煤的矿压特点及液压支架的设计和实践
三软煤层放顶煤的矿压特点及液压支架的设计和实践三软煤层放顶煤的矿压特点及液压支架的设计和实践1. 引言矿山工程中，软煤层是一种典型的复杂地质条件，其合理的放顶煤方法对矿山的安全和高效生产至关重要。
在三软煤层中，放顶煤所带来的矿压问题是一个普遍存在的难题。
本文将从深度和广度的角度，探讨三软煤层放顶煤的矿压特点，并重点介绍了液压支架在这一工艺中的设计和实践。
2. 三软煤层的特点2.1 煤层软弱三软煤层通常指地层软、煤体软、围岩软三软的条件下进行放顶煤。
这种地质条件下，煤层强度较低，易破碎，导致放顶煤时产生大量的煤破碎和堆积。
软弱的煤层也容易发生顶板下沉和塌陷，加剧矿井的矿压问题。
2.2 裂隙较多软煤层中裂隙较多，这些裂隙的存在导致在放顶煤过程中煤层的变形和破坏更加复杂。
裂隙的发育增加了煤层的非均质性，使得矿压的分布更加不规则，给矿山生产带来了很大的困难。
2.3 水害问题由于三软煤层中常常存在地下水，水害问题对于放顶煤的矿山来说也是一个不容忽视的问题。
地下水的涌入不仅增加了运输和排水的难度，而且可能导致采煤工作面的失稳性和坍塌。
3. 液压支架的设计和实践3.1 液压支架的基本原理和结构液压支架是在放顶煤工作面上放置用于支撑顶板的重要设备。
其基本原理是通过调整支撑柱的高度和密度来平衡顶板的压力，以减轻矿层的变形和破坏，降低矿压。
3.2 液压支架的参数选择在设计和选择液压支架时，需要考虑矿层的特点以及工作面的情况。
包括合理选择支架的长度、宽度、高度等参数，以及支架的承载能力、压力调节范围等指标。
只有根据具体的工况和矿层条件，才能保证支架的有效使用。
3.3 液压支架的运用实践液压支架的设计与实践相辅相成。
在实际应用中，根据矿山的特点和放顶煤的要求，进行支架的布置和调整。
要对支架的运行状态进行实时监测和控制，及时对支架进行维护和维修，以保证其正常工作并提高矿山的生产效率。
4. 个人观点和理解三软煤层的放顶煤工艺是一个涉及地质、机械、水利等多个领域的综合性问题。
三软煤层高地压工作面周期来压及巷道支护探讨
三软煤层高地压工作面周期来压及巷道支护探讨摘要：通过对综采工作面高地压工作面周期来压的探索研究和在某矿8214综采工作面的实践，总结出了切实可行的综采工作面巷道支护安全高效回采技术，应用此技术杜绝发生顶板事故情况，对我们回采7、8煤工作面时正确掌握周期来压与顶板管理起到了帮助。
关键词：综采；高地压；瓦斯管理；顶板管理1 工作面概况1.1 工作面概况童亭矿7、8煤工作面为高地压工作面，两巷维护困难，回采巷道围岩的过度变形与破坏严重。
以8214综采工作面为例，7、8煤层属典型的“三软”煤层，工作面受7煤未采区域影响及FX13断层重叠影响，工作面65架以上顶板破碎。
1.1.1工作面煤层及顶底板情况根据机、风巷和切眼实揭资料分析，工作面煤层结构复杂，工作面内普遍有1-2层夹矸，顶板岩性以灰色至深灰色薄层状粉砂岩为主，局部为灰白色中粒砂岩，含石英颗粒，底板多为灰黑色块状泥岩。
煤厚0.7～4.0m，平均2.54m，黑色，块状，半亮型煤。
工作面煤层倾角为7-19°，平均约14°。
1.1.2机、风巷支护情况机巷断面为净宽*净高=4.2*2.8m的不规则矩形断面，锚带网索支护，钢带排距为0.8m，锚索排距为1.6m。
J34点向外采取双排锚索支护，J34向里采取单排锚索支护。
部分地段采取U型棚支护。
风巷断面为净宽*净高=3.6*3.0m的不规则矩形断面，锚带网索支护，钢带排距为0.8m，锚索排距为1.6m。
工作面于2015年4月5日开始初放——2015年4月12日初放结束，初放期间上隅角超前回柱管理；1.2工作面主要设备配置工作面共安装ZY6800-17/36型液压支架92架，采面运输机为SGZ-800/800型，采煤机为MG550/1380-WD型。
2 生产期间两巷及工作面矿压观测1、两巷矿压监控区队每班安排专职测压员对两巷超前支护段单体支柱进行班班监测，确保单体支柱初撑力不小于70KN，并认真填写矿压监测原始记录表，及时收集相关数据。
极松散“三软”煤层采场顶板控制技术研究
ｄ ｅ ｓ ｎ ｘｅｅ ｅｔｓ ｉ ｏｍ ｔ ｄ ｓ ｎ ｕ ｏｌ ｉ ｉ ａ ｂｎｎｓ Ｐｄ ｅ ｎ ｏ ｅ ｒｎ ， ｉｋ ｄ ｆ ｅ ｏ ｈ ｔ ａ ｒ ｆｉｔ ｏ ｎ ｌ ｅ， Ｐ ｉｃ ｈ ｎ ｈ ａ ｈｔｅ ｅ ｍａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｄ ｓ ｔｓａ ｉｉｈｒ ｏｃｎｏｔ ｒ ｆａ ｌ ｗ ａｓ ｏ ， ｏｅ ｂ ｎｓｈ ｃｎ ｑｅ ｅ ｆ ｄｔ ｏｔ１ｈ ｏ ｓ ｙ ｈｔ ｍ ｒ ｉ ｆｎ ｉ ｔ ｏｓ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ， ｅ ， ｅ ｔｔ ｒ ｇ ｅ ｅｎ ｏ ｃ ｍ ｃ ａ ｉ ｔ ｍｒ ｆｏ ｅ ｃｎｏｓ ｏｉ ，ａ ｅ ｎｍｃｆｃ ｃ Ｔ ａｅ ｕｈ ｃｄ ｆ ｏ ， ｗ ｆ ｉ ｆｕ ｒ ｇｂ ｃ ｏ ｉｅ ｉ ｙ ｌ ｒ ｃｅ ｒ ｎｏ ｏｌ ｉ ｅ ｔ ｐｔ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅ． ｎ ｏ ｔ
本文研究成 果对 “ 三软 ”煤层开采和破碎 顶板管理具有指 导意义和参考价值 。
图：［ ４ ３ １表 ：［ １参 ：［０ ７ ８１
关键词：极松散 “ 三软”煤层： 采场： 顶板控制； 微差毫秒爆破；围岩应力：
支承压 力
人ｂ ｔ Ｃ ｓｒ ｔ ａ
ＡＢＳ Ａ ＣＴ ＴＲ Ｉ ｒｃｎ ｅ ， ｕ ｏｎ ｙ ａ ｄｎ ｍ ｃ ｒｓ ｈｏ ｏ ｃｎｒ ｔ ｈ ｌ ｙ ｙａｓｏ ｃｕ ｒ ｈ ｅ ｏ ｅ ｕｈ ｅｅ ｃ ｎｒ ｆｏｔ ｌ ｃ ｏ ｇ ｎ ｅｔ ｒ ｅ ｒ ｉ ｖ ｒ ａ ｏ ｏ ｅｎ ｏ ｏ ｃａ ｓａ ｗ ｒｉｇ ｅｗ １ ｓ ｉ ｃｌｔ ｉ ， ｔ ｕｈｗ ｈ ｅｇｔ ｃｒ ｎ ｆ ｏ１ ｍ ｏ ｋ ｆ ｅ ｎ ａ ｃ ｈｃ ｈｉ ｄ ｕ ｏｍ ｅ ａｌ ｇ ｅ ａ ｏ ａ ｅａ ｉ ｆ ｔ ｎ ｌｌ ｏ ｖ ｔ ｉ ａｌ ｖｍ ｎ ｔ ｒ ａ ａ ａｓｒｓｏ Ｐ ｂ ｍｓ Ｍｏ ｃｎ ｌｎ ｅｉ ｆｒｏ ｃｉ ｅ ｅ ， ｅ ｒ ｌ ｌ ｅ ｉ ｈｅｅ ｏ ｓ ｅｅ ｆ ｒ ｌ ｉ ｏ ｅ ｔ ｔ ｉ ｓ ｏ ｒ ｌ ｇｄｓ ｎｏ ｏｆ ｏ ｇ
浅析三软煤层矿山的压力控制的方法
浅析三软煤层矿山的压力控制的方法摘要：三软煤层矿山具有煤层顶板软、主采煤层软和煤层底板软的三软特性，给煤矿开采带来极大的困难，压力控制不好就会产生突出、坍塌、片帮等事故，给矿工带来生命威胁。
本文简要论述了三软煤层矿山压力控制的必要性，分析了矿山来压的判断依据，并详细论述了三软煤层矿山的压力控制的方法。
关键词：三软煤层矿山压力控制必要性来压判断压力控制方法煤矿开采经常会遇到岩层较软的结构，表现出煤层顶板岩层软、主采煤层软、煤层底板岩层软的三软特性，既不利于支护，又不利于透气，而且给煤矿工人的人身安全带来威胁，同时影响煤的开采进度和产量。
因此，对于三软煤层的卸压和压力控制显得极为重要。
由于三软煤层结构复杂，最大的特点就是岩层较软，这对采煤是个很大的挑战，特别是在煤岩层中进行巷道挖掘和开采，使得围岩的原始力受到破坏，岩体的经应力受到威胁，容易产生岩石断裂[1]现象，为了防止岩石断裂等对采煤的威胁，必须正确勘测压力变化，加强支护，做好预防，才能保证无事故开采，保证产量。
1、三软煤层矿山的压力控制的必要性三软煤层矿山的压力变化复杂，但同样有一定的规律可循，并通过现场勘测，对压力采样分析，提前做好压力预防控制措施是十分必要的。
三软煤层矿山的压力过大，软岩层就会变形运动，甚至发生瓦斯突出、两侧片帮，顶板坍塌，巷道变形阻塞等事故，这些事故不仅造成经济损失，还会造成人员伤亡，给煤层开采增加危险系数。
可见，对三软煤层的压力控制是保证掘进工作面、开采工作面等正常进行的必要条件。
通过必要的压力控制措施，能够较好的应对三软煤层矿山压力显现时的破坏性，为煤层开采提供良好稳固的支护，能够保证三软煤层事故开采，保证矿工的人身安全。
2、三软煤层矿山的来压判断依据2.1 三软煤层压力测点设置压力测点形式可选用“十”字形，从巷道正头退后8m开始设置第一点，间距10m，最少设置5点，特殊情况下可适当增设测点，以加强对压力的监测。
2.2 三软煤层测量基准点的安设在巷道顶底板、两帮各打设1个深100～200 mm、φ40mm 左右的钻眼, 眼中打入木塞, 木塞上钉入测量基准点的铁质钢钉[2]。
深井“三软”煤层放顶煤开采技术研究
１８
煤 炭 科 技 Ｃ０ＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩＮＥ
文 章 编 号 ：１００８—３７３１（２０１６１０３－００１８—０３
２０１６年第 ３期
Ｎｏ．３
２０１６
深 井“三 软 ＂煤层放 顶煤 开采技 术研 究
王 胜．陈 威
（徐 州 矿 务 集 团有 限公 司 三河 尖 煤 矿 ，江 苏 沛 县 ２２１６１３）
２ 工作 面 片 帮 冒 顶控 制对 策
２．１ 片 帮冒顶 影 响因素分 析 （１）地质 因素 ［２］。煤 与 围岩之 间的 强度 、断层 、
褶 曲 、节 理 、裂 隙等 地质 构造 是影 响顶板 稳定性 的主 要 因素 ，通 常煤 层 与岩层 强度 低 ，层 理 、裂 隙发育 ，断 层 构造带 是造 成顶 板岩 层破 碎 、悬顶 冒落 的重要 原 因。随着 工 作面 的 回采 ，煤层 与 围岩之 间 、已采煤 层 与 顶煤 之 间相对稳 定 的力学 结构 受到 破坏 ．进 而导 致 顶煤 破碎 ：工作 面地 质构 造带 越多 ．揭露 的破 碎带 越 宽 ．对 工作 面产 生 冒顶 的可能性 也就 越 大 ：断 层落
三软煤层超长工作面采场矿压显现规律研究
了２ ５ 个 地 质 单 元 ，２ ２ 个 节 点 ｆ。模 型 共有 ６ ２２ ０ ６０ ６ ２ １ 类
地 层 ， 为３ 力 学 材料 本 构模 型 ： 性模 型 、塑性 强 分 个 弹
３２ 数值模拟结 果及分析 ．
三 软 煤 层 超 长 工 作 面４ ０ 推 进 过 程 中应 力 分 布 １５ 图２ 示 ，项板 岩 层 下沉 位 移 分布 见 图３ 所 所示 。工 作 面 推 进 过 程 中 ，支 承 压 力 的 变 化 规 律 变 化 见 图４ 示 ， 所 顶板 岩层 下 沉 曲线 见 图５ 示 。 所
2软煤层超长工作面顶板下沉检修班明显高于采煤班工作面下部支架1533窆架4月19日检修班活柱缩量为3l5lcm而在割煤期间活柱缩量为331cm工作面下部支架1524支架4月19日检修班活柱缩量为3355cm而在割煤期间活柱缩量为23lcm工作面中部支架868支架4月19日检修班活柱缩量为2l一23cm而在割煤期间活柱缩量为622cm工作面上部支架2204月20日检修班活柱缩量为5356cm而在割煤期间活柱缩量为145cm工作面上部支架234月20日检修班活柱缩量为3439cm而在割煤期间活柱缩量为729cm
底 脚 固定锚 杆 采 用 １ ５ ８Ｌ ２２ ０ｍｍ加 长 锚 固段 锚 杆 ，
每侧 采用 两 组 固定 锚杆 进 行 固定 。 切 眼采用 ＝１ ８ ｍｍ， Ｌ＝２２ ０ ５ ｍｍ树 脂 锚杆 ，问 排 距 ６０ ６０ｍｍ， 支 锚杆 使 用 １ ５ ￣ ５ 每 支 ＝３ ５ｍｍ， Ｌ＝
近年 来 ， 着 开采 强度 和 规模 的增 大 ，矿 井深度 随 的煤 系 地 层 ，均 出现 了 软 岩 问题 。对 于 软岩 巷 道 支 区梁 家 煤矿 煤 系地 层 是 新 生 代 下 第三 系 沉 积 的软 岩 地 层 ， 要 由泥岩 、含 油 泥岩 、粘 土岩 炭 质 泥 岩 、油 主 页岩 和煤 组 成 ，是我 国典型 的三 软煤 系 地层 。在 这种
探究“三软”煤层冲击地压诱导煤与瓦斯突出力学机制
探究“三软”煤层冲击地压诱导煤与瓦斯突出力学机制【摘要】“三软”煤层的机构复杂，煤层发育脆弱，在采矿工程中极容易引起矿山中煤与瓦斯突出。
因而要针对这种情况及时的采取措施，避免造成不必要的损失和危害。
【关键词】“三软”煤层;冲击地压;突出力学机制就我国目前煤炭企业的发展状况来说，在2000年已经实现了采煤机械化的程度达到76%的目标，实现这个目标的有效途径就是攻克了煤层冲击地压诱导的煤与瓦斯突出的难题。
1“三软”煤层冲击地压诱导的煤与瓦斯突出力学机制的内涵1.1“三软”煤层的冲击地压的含义“三软”煤层是指在煤矿开采过程中会遇到煤层结构较为复杂、发育较为脆弱的矿山，在这类的矿山开采中常常会因为地质结构不稳定而形成一定的冲击地压，即在煤矿的开采过程中由于工作的井体或者是开采周围的岩体，在弹性变形的瞬间释放出巨大的能量而产生了巨大的破坏[1]。
1.2煤与瓦斯突出力学机制的内涵在矿山开采中的冲击地压往往会造成煤与瓦斯突出，这是一种强烈矿山内部的动力不稳现象[2]，对矿山和施工开采人员的安全都造成很大的威胁。
一般来讲都是由于开采过程中的煤层冲击地压造成的。
在矿山开采中要想实现开采工艺不断创新和开采机械化程度，就需要针对“三软”煤层冲击地压诱导的煤与瓦斯突出的问题，制定有效的预防措施，避免开采过程中不必要的损失和伤亡。
1.3“三软”煤层冲击地压的特征发生在煤矿中的冲击地压对于矿山的安全会造成很大的威胁。
主要包含以下的特征：（1）瞬发性，冲击地压的出现是没有特定的规律，没有明显的征兆，很难对此作出有效的预防措施;（2）破坏性，虽然这种冲击力出现的突然而且时间较短，但是带来的破坏却是很大的，轻则造成顶板瞬间下沉，重则造成人员伤亡;（3）复杂性，因为地质结构复杂，煤矿矿山所处的地理环境是很复杂的，当“三软”煤层出现冲击地压时就会因为地质现象的复杂性而出现各种各样的状况。
“三软”煤层冲击地压诱导煤与瓦斯突出实际上就是：在矿山开采中由于矿体中结构受外力影响发生变化，同时形成巨大的冲击力，而导致矿山中煤与瓦斯突出，这对矿体和人员都会造成巨大的损伤。
沿空掘巷在三软煤层中矿压显现规律
测点2
在实践中，通过支架梁与顶板留有一定的让压空间，能够最大限度的发挥巷道支架的支撑力，大大延长支架的使用寿命。通过实践观察，当没有空顶让压距离时，巷道顶板整体下沉压力最大的时间段正好作用支架梁上，三天以内就会引起巷道支架显著变形，一周后，巷道支架将会从快速变形转换为缓慢变形。而当留有300至500的空顶让压空间时，一周后，由于巷道两帮被压实，两帮煤体支撑力增强，顶板下沉变缓，顶板与支架梁才刚刚接触，或尚有100的让压空间，当半年以后，由于顶板对巷道支架的压力小于支架及两侧煤体提供的支撑力，巷道支架没有明显的变形，大大降低了巷道的修护率。
实践表明，当巷道支架腿直线段与巷道顶板近似垂直时，才可以保证支架保持最好的受力状态，支架变形最慢，当支架叉角过小，则会使支架腿受力不平衡，快速变形。
5.巷道侧压显现规律及影响
在巷道掘进过程中，巷帮煤体破碎，下帮小煤柱对支架的压力较弱，而上帮由于煤体厚，受上部煤体倾斜方向压力较大。
根据以上巷道侧压显现规律，需要及时采取松帮卸压措施，缓解侧压对巷道支架的压力。
实践表明，通过及时采取松帮卸压，打设卸压孔等措施，可以大大降低巷道侧压，延长支架的服务时间，从而实现三软煤层回采巷道零律及实践总结，不但节约了煤炭资源，提高了资源回收率，也为该矿及相似地质条件矿井今后沿空掘巷提供了宝贵的经验。
4.巷道顶板压力对巷道支架设计的影响
（1）由于巷道顶板有一定的倾角，并且，在锚杆、网、索共同作用下，成为一个整体，所以在顶板下沉的接触到U型棚梁时，顶板对支架的压力是沿着接触点垂直于巷道顶板的方向。根据受力分析，巷道上帮U型棚支架腿与巷道顶板垂直时，巷道支架处于受力平衡状态，不易变形。
（2）由于巷道下帮为5米小煤柱，受下部工作面回采及顶板下沉影响，煤体极其破碎，巷道顶板下沉又呈现出下帮快，上帮慢，顶板倾角增大的规律，顶板倾角从开始到稳定，增加角度为1----5°（原顶板倾角为5---10°），这也会对支架受力产生一定的影响。
“三极软”特厚煤层综放开采矿山压力研究
１ 概 况
朱 仙 庄矿 ８ 层 是 突 出煤 层三 极 软 （ 煤 即 顶板 、 层和底板均极软） 煤 易燃 特 厚 高 瓦 斯 煤 层。 该煤 层开 采 的 关键 技 术 有 多项 ， 本文 仅 对综 放 开 采 矿 山压 力 研 究 做 简 要 分 析 。 １． １地 质及 煤层概 况 ８３ ７ 工作面 开采标 高 一 ７ ｍ ～一 １ｍ， ２６ ３ ３ 走 向长４ ０ 倾斜长 １ ０ 煤层倾角为５ ～２ 。 ５ ｍ， ４ ｍ， 。 ８， 平均８ ， 。 煤层厚度 ８ Ｏ ．ｍ～９ ８ 平均８ ６ 煤 ．ｍ， ． ｍ， 层硬 度ｆ ≤Ｏ． 一 般０． 。 板有 一层０．ｍ 的 ５， ３顶 ２ 伪 顶 ， 本顶 ６ ６ 基 ． ｍ的 砂 质泥 岩和 泥 岩 ， 板 底 为 １５ ． ｍ深 灰 色 泥 岩 ， 下 ｌ ． ｍ灰 色 砂 质 向 ０Ｏ 泥 岩 互 层 。 面 有 两 条 正 断 层 ： 差 分 别 该 落 为 ６． ｍ￣ｌ ５ 最 大 水 平应 力 ３ ＭＰａ 垂 ０ ｌ ｍ。 ： ３． ０ 是 直 应 力 １ ＭＰ 的 ３ 致煤 层 及顶 底板 极 软 。 Ｏ ａ 倍
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工 程 技 术
“ 极软 ’ 厚 煤 层 综放 开 采矿 山 压 力研 究 三 ’特
吴灿银 周 卫 星 ３ １ ５ （ 淮北矿 业集 团蕲 南煤矿 安 徽宿 州 ２ ５１ ）
摘 要 ： 文介 绍 了朱 仙 庄 矿 ８ ３ 作 面三 极 软（ 顶 板 ， 层 和 底 板 均 极 软 ） 燃 特 厚 高 瓦斯 煤 层 综 放 开 采 矿 山 压 力 的 研 究 方 法 和 成 果 ， 本 ７工 即 煤 易 对 同类 或 相近 煤 层 的综 放 开 采提 供 了一 种 矿 山 压 力研 究 的 纂 道 和 途 径 ， 淮 北 矿 业 集 团综 放 开 采 关 键 技 术 研 究在 矿 山 压 力 方 面做 出 了开 为
断层附近三软煤层开采矿压显现规律的数值模拟分析
断层附近三软煤层开采矿压显现规律的数值模拟分析摘要：以某煤矿试验工作面实际地质条件为根据，通过构建UDEC数值计算模型，模拟分析“三软”煤层工作面直接顶垮落特征和基本顶破断特征，并计算出工作面初次、周期来压步距；模拟分析断层附近“三软”煤层工作面断层附近超前支承压力随工作面推进的变化规律；布置测线监测正断层附近应力状态；模拟分析断层附近“三软”煤层工作面断层附近上覆岩层“三带”发育特征。
关键词：断层附近；三软煤层；矿压显现；数值模拟中图分类号：TD823文献标识码：A0 引言断层是矿山开采中经常遇到的地质构造之一，由于采掘活动引起围岩应力重新分布，从而围岩发生相应的损伤、破裂、变形等，在具有断层岩体中的采掘活动引起的围岩应力重新分布常会造成断层“活化”出现相应的灾害，如断层突水、断层滑移失稳诱发煤岩冲击矿压、断层带附近煤岩体破碎、裂隙发育、煤壁片帮等现象。
国内外专家学者对采掘活动引起断层“活化”现象引起的灾害进行了大量的研究，我国许多矿区都属于断层构造复杂开采条件，特别是贵州省六盘水矿区许多煤层都属于断层构造复杂开采条件，例如米箩井田内影响煤系地层的断层共有27条，落差大于30m的有7条，小于30m的有20条，其中落差50～100m的断层有F2和F10，对煤层的安全高效开采影响较大。
长期以来煤层开采受工作面断层地质构造复杂的限制，一直是低产水平、效益差、成本高、风险大。
主要集中在以下几个方面：1) 采掘活动引起断层突水；2) 采动影响引起断层滑移诱发煤岩突出，；3) 断层上下盘开挖引起的岩层切落滑移。
尤其在“三软”煤层开采工作面，由于煤层顶板软弱，致使工作面来压具有明显的动载现象，易出现顶板基岩破断沿全厚切落，剪切裂隙成为导水通道，造成工作面台阶明显下沉；来压期间工作面易出现冒顶、煤壁片帮、两端头围岩维护困难等现象；而且软弱底板容易造成液压支架底座陷底严重，移架时阻力大，有的甚至移不动支架。
造成这些现象，重要的原因是对“三软”煤层开采断层附近上覆岩层活动机理、采场应力场特征及工作面矿压显现规律没有进行系统的研究分析。
“三软”极不稳定煤层综采技术研究
“三软”极不稳定煤层综采技术研究程东全;岳西鹏【摘要】Shanxi I1 i in Yanlong mine is a kind of coal face on" three-soft coal seam", which primary charac- ters are a soft coal face, a large variety of thickness and angles, a soft and cracked roof and bottom, compli- cated hosting conditions, difficult mined. By means of seveval patents of Songshan mine, "one tunnel, three use" , reasonahly selected high intensity and light roof coal shielding hydraulic support, preventing coal slide technology and preventing roof falling technology, mechanized mining technology were implemented creatively. Safe and high -efficiency mining and remarkable results have been achineved.%偃龙矿区开采的山西组二．煤层属于“三软”极不稳定煤层，其突出特征为煤层松软、厚度和倾角变化大，顶板及底板松软、破碎，赋存条件复杂，开采极其困难．嵩山煤矿以多项支护技术专利为支撑，采用底板岩巷的“一巷三用”，合理选择高强度轻型放顶煤支掩式液压支架，以及综采防片帮和防冒顶等技术，实施综采机械化开采，实现了“三软”煤层的安全高效开采，取得了显著效果．【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】4页(P660-663)【关键词】“三软”煤层;综采开采【作者】程东全;岳西鹏【作者单位】上海交通大学安泰经济与管理学院,上海200052;河南永华能源有限公司,河南洛阳471924【正文语种】中文【中图分类】TD823.970 引言嵩山煤矿开采的偃龙矿区山西组二1煤层，受嵩山滑动构造的影响，煤层及其顶、底板起伏不平，倾角为9～20°，平均17°.二1煤呈半亮型，黑色、灰黑色粉状;普氏硬度小于0.3，厚薄不一，煤厚0.4～10 m，平均4.4 m;煤层密度1.5×102kg/m3;煤层受采动影响易垮落、片帮，煤遇水易泥化.局部煤层厚度和倾角变化大，煤层受滑动构造影响，组织疏松、强度低，呈现典型“三软”煤层特征.二1煤层直接顶板和底板为泥岩，极软且破碎，遇水易膨胀;基本顶为砂岩，裂隙极其发育，采动后呈现块状垮落，有淋水.顶板未形成稳定、完整的岩层结构，致使巷道压力大，开采和支护极其困难.本文以这种极不稳定“三软”煤层为例，讨论此煤类层的综采技术.1 “三软”煤层综采难点突破1.1 “三软”煤层耦合支护技术2009年与科研院所、支架制作单位合作，在2201工作面进行了“三软”煤层钻孔卸压与U型钢“耦合”支护技术研究.在煤巷采用U型钢支护，配合大直径卸压钻孔的支护方式，巷道变形量基本趋于稳定，巷道围岩变形速度变小，使原来煤巷支护压力大、变形快、巷道维修量大的问题基本得以解决.支护技术的创新使得巷道断面由原来的4～6 m2扩大到10～12 m2，为综合机械化开采创造了基础条件.1.2 底板岩巷的“一巷三用”距离二1煤层底板15～20 m有一层灰岩为L7灰岩，该岩层较稳定，工作面巷道布置采用煤层底板岩石集中巷与煤层巷道双巷布置方式，巷道联系采用分段石门方式.该布置方式有特殊的“一巷三用”作用：一是有利于综采设备运输：二是有利于“三软”煤层巷道的支护管理，煤层巷道分段长度由30～50 m增加到100～150 m;三是有利于分段接力采煤.工作面底板岩石集中巷与煤层巷道双巷布置方式如图1所示.1.3 石门与综采切巷联系的特殊布置方式基于“三软”煤层的实际情况，首先要考虑切巷布置层位，确定了“沿底掘进，边扩边装”的方案.在巷道布置上，为便于支架安装，确定沿轨道石门方向直接贯通布置综采切巷.综采切巷布置的突破有利于综采设备的运输和安装，综采由可能成为现实.1.4 综采工作面切巷安装技术由于“三软”煤层巷道难以支护，尤其是综采设备安装，要求切巷断面高度高、宽度大，为保证安装安全和顺利进行，切巷采用小断面贯通，然后超前扩巷，再进行支架和刮板输送机及采煤机安装的技术.1.4.1 综采切巷小断面贯通2201综采切巷掘进采用3.6 m长Π型钢梁配合2.8 m单体液压支柱二梁八柱对棚支护，切巷净宽为3.2 m，净高为2.5 m，棚距0.6 m.1.4.2 切巷超前扩巷为达到安装宽度，切巷扩巷时采用φ200×3 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱一梁二柱支护，棚距0.6 m，中间架设两排抬棚加强支护.为防止冒顶，扩巷时分两次进行.第一次先用φ180×1 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱一梁二柱支护，扩宽1 m，扩宽长度达到20 m，再用φ200×3 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱扩宽到设计宽度.2 综采工作面配套设备2201综采工作面走向长度为1 070 m，倾斜长度为150 m，煤层厚度为0.4～5.2 m，平均厚度为4.2 m，可采储量0.94 Mt.综采工作面主要配套设备：综采支架120架（113架 ZF2200－16/24型中间支架，7架ZFG2200－16/24型过渡支架），采煤机 1部（MG132/320－WD），刮板运输机 2 部（SGZ630/2*160型，总长度304m），综采列车组1套（BRW －200/31.5乳化液泵2台，KBSGZY－630/10移动变电站2台，KTC101控制台1套，组合开关3台）.3 设备选型及采煤工艺3.1 高性能轻型放顶煤支架的确定3.1.1 支架架型的确定由于“三软”煤层厚度变化大，煤层受采动易垮落，片帮，工作面顶板基本顶来压周期不明显，有移位现象，具有较大的剪切阻力，工作面压力大且顶板破碎，考虑以上因素，工作面的支护应选用支撑掩护式支架.支架立柱选择强力型液压大立柱，能够承受较大压力.支撑掩护式支架，完成对工作面的支撑、护帮、支架前移.支架在回采时能够掩护好顶、帮，能够进行正常推进，完成推移工作面刮板输送机等一套动作，充分利用支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架的结构特点，工作阻力大，挡矸性能好，能承受较大的侧压，同时底板比压分布均匀，减少支架钻底，保证安全回采工作.3.1.2 工作阻力和初撑力确定液压支架支护强度应能够保证承受顶板压力，在工作面初次来压和周期来压时应能够保证支架不变形，正常推进工作面，支架结构和工作阻力需与煤层赋存条件相适应.由于偃龙矿区“三软”煤层随采随落，工作面初次来压和周期来压不是很明显，确定支架工作阻力为2 200 kN，初撑力确定为1 940 kN（p=31.5 MPa）.3.1.3 支架高度、宽度和重量的确定为避免或减少冒顶、片帮的发生，在回采过程中需要控制采高，煤层厚度大于采高时，采用放顶煤方法进行回采.支架选型确定高度时需考虑综采放顶煤的采放比，煤层平均厚度为4.2 m，确定合理采高为1 800～2 200 mm，因此支架高度确定为1 600～2 400 mm为宜.为减少支架钻底，选择轻型支架，为减少支架重量，宽度确定为1.25 m，质量确定为7×103 kg至9×103 kg.经过分析研究，2201综采工作面选择ZF2200/16/24轻型综放液压支架.3.2 放顶煤采煤工艺2201工作面采用综合机械化放顶煤采煤工艺，进刀方式为在机尾端部斜切单向进刀，全部垮落法管理顶板.整套回采工艺为：采煤机破煤、装煤，工作面刮板输送机运煤，移液压支架支护顶板，辅以液压单体支柱配合π型梁支护工作面两端头和两巷超前段，推前运输机、放煤、拉后运输机，采用全部垮落法处理采空区顶板.正规循环进尺为600 mm.4 防片帮及冒顶技术4.1 工作面注水工作面每隔4.0 m布置1个注水孔，注水孔布置在刮板输送机上方1.4 m的位置处，沿工作面垂直于煤壁施工6.0 m深的钻孔，封孔器插入孔内4.0 m，钻孔直径扩大到50 mm.4.2 超前段注水工作面上、下巷每隔5 m布置1个注水孔，注水孔布置在底板上1.0 m的位置处.上巷超前施工，以10°倾角向下打6 m深的钻孔;下巷超前施工，以10°倾角向上打6 m深的钻孔，封孔器插入孔内5 m，钻孔直径扩大到50 mm.2201综采工作面煤质松软，回采时煤层易冒落、片帮、漏顶，对煤层进行反复注水，使煤体充分湿润，增加了煤层胶结强度.煤壁注水使这个问题得以解决.4.3 支架前探护帮板改造由于ZF2200/16/24型液压支架护帮板护帮面积较小，护帮板伸出后存在前探部分架间距离大的问题.护帮板支护后，煤壁和顶板局部长时间裸露，造成片帮、漏顶等现象.针对这一问题，将规格为450 mm×950 mm（宽×长）的支架护帮板改造为750 mm×1 150 mm（宽×长）的护帮板，采用增加前探支架间装置，有利于防止煤壁的片帮及前端顶板的维护，增大接顶面积，增强顶、帮稳定性.5 结语针对嵩山煤矿2201工作面进行了“三软”煤层综合机械化采煤技术的研究，采用底板岩巷的“一巷三用”，合理选择高强度轻型放顶煤支掩式液压支架，以及综采防片帮和防冒顶等技术.目前2201综采工作面整体装备运转状状良好，嵩山煤矿综采研究实践证明，以技术装备的创新，不但降低劳动强度，增强企业竞争力，而且还极大促进和谐社会的发展.综合经济效益增加1.5亿元以上，实现了“三软”极不稳定煤层的安全、高产高效的目标，取得了显著的经济和社会效果.参考文献：［1］张五一.深井高地压“三软”地质条件下综采技术［J］.中国矿山工程，2012，41（3）：50－52，62.［2］谢海峰，郭俊生.“三软”厚煤层一次采全高综采工作面设计、设备选型配套及实践［J］.东北煤炭技术，1998（4）：9－13.［3］邓小磊.偃龙矿区“三软”煤层综采放顶煤工作面矿压观测研究［J］.企业技术开发，2012，31（8）：167－168.［4］操新明，王光泉.“三软”煤层大采高综采开采技术［J］.中国煤炭，2008（4）：59－60，82.［5］孙春东.复杂地质条件综采工作面实现连续开采的技术途径［J］.中国煤炭，2003（10）：37－39.［6］程东全，郑明宗.偃龙矿区三软煤层综合机械化开采关键技术的研究及实践［J］.中国煤炭，2012（8）：55－57，71.［7］李伟，詹振江.淮北矿区“三软”极复杂煤层综采技术研究与实践［J］.煤炭学报，2010，35（11）：1800－1808.［8］陶应宏.孤岛“三软煤层”综采技术探析［J］.矿业科学技术，2001（2）：32－33.［9］张晓飞.大倾角高瓦斯“三软”煤层综采工作面端头支护技术研究［J］.中国科技信息，2011（12）：64，66.［10］李爱斌.三软煤层综采支架快速移架技术的研究与应用［J］.煤炭工程，2005（7）：52－54.（责任编辑李文清）。
基于UDEC数值模拟的“三软”煤层开采矿压显现规律分析
基于UDEC数值模拟的“三软”煤层开采矿压显现规律分析针对高瓦斯煤层群安全高效开采的问题，为模拟近距离煤层群条件下“三软”煤层开采过程中顶底板煤岩层破裂移动规律，以及随着上保护层工作面推进，下被保护层煤层产生的变形和应力分布特征，据此该煤矿2号薄煤层上保护层22201工作面为现场依据，采用UDEC数值模拟软件，设计了“三软”煤层开采矿压显现规律的数值模拟方案。
标签：“三软”煤层;矿压显现;岩层移动;数值模拟1 工程概况某煤矿工业场地距县城约5km。
井田走向长22km，倾斜宽4.5～8km，面积约135km2。
经过技术改造生产能力提升为5.0Mt/a。
矿井以两个水平开拓全井田，一水平开拓山西组2、3、4、5号煤，水平标高+400m，二水平开拓太原组6、8、9、10号煤。
矿井目前生产水平为+400m水平。
22201工作面是某矿北二采区2号煤的保护层首采面，工作面走向长度约1538m，倾向长150m。
工作面地质构造相对简单，总体呈单斜构造，煤层倾向西，平均倾角4°，平均煤厚1.35m，工作面标高+396m～+486m。
22201工作面采用沿空留巷Y型通风方式，随着工作面的推进，通过巷旁充填将22201机轨合一巷保留下来作为22202工作面的回风巷。
22201沿空留巷Y型通风工作面通风系统：采区进风巷→22201辅助运输巷及22201机轨合一巷→22201工作面→22201机轨合一巷沿空留巷→22202开切眼→22202轨道巷→采区回风巷。
22201工作面北面已形成了22202工作面，其余2号煤均未开拓，其下部为3+4号煤层工作面，仅南面正在掘进的24208工作面，其它方位4号煤工作面均未施工。
22201工作面是该矿北二采区2号煤的保护层首采面，工作面走向长度约1538m，倾向长150m。
平均倾角4°，平均煤厚1.1m。
2 “三软”较薄煤层开采采动裂隙演化特征分析为模拟2号煤层回采时的采动裂隙演化规律，回采从模型右边距边界50m 处开切眼向左推进，模拟从回采30m开始，分别模拟推进30m、60m、90m、120m、150m五个回采段。
三软煤层沿空留巷矿压显现规律研究
第４２卷第１０期能 源 与 环 保Ｖｏｌ ４２ Ｎｏ １０ ２０２０年１０月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＯｃｔ． ２０２０ 收稿日期：２０２０－０６－２０；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．１０．０３８基金项目：贵州省区域内一流建设学科（培育）—矿业工程（黔教科研发［２０１８］２１６号）作者简介：高九华（１９６４—），男，北京人，工程师，现从事煤矿科研设计工作。
通讯作者：赵忠义（１９８５—），男，贵州六盘水人，硕士，副教授，现从事教学与科研工作。
引用格式：高九华，赵忠义，关鹏云．三软煤层沿空留巷矿压显现规律研究［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（１０）：１７９ １８５．ＧａｏＪｉｕｈｕａ，ＺｈａｏＺｈｏｎｇｙｉ，ＧｕａｎＰｅｎｇｙｕｎ．Ｓｔｕｄｙｏｎｌａｗｓｏｆｍｉｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｉｎｇｏｂ ｓｉｄｅｅｎｔｒｙｒｅｔａｉｎｉｎｇｗｉｔｈＴｈｒｅｅＳｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（１０）：１７９ １８５．三软煤层沿空留巷矿压显现规律研究高九华１，赵忠义２，关鹏云３（１．煤炭科学研究总院，北京 １０００１３；２．六盘水师范学院，贵州六盘水 ５５３００４；３．国投能源开发有限公司教学三矿，河南郑州 ４５１１９１）摘要：为探究沿空留巷矿压显现规律及支护对策，以河南西部典型三软煤层为研究对象，构建了数值分析模型，模拟了工作面前方和后方一定范围内巷道围岩变形和应力变化规律，得到了工作面后方围岩受采动影响大、范围广，顶板下沉现象明显。
基于现场实测，得到了顶板下沉量、底板鼓起量、充填体的变形、实煤体变形等随采动影响的变化规律，监测了锚杆的轴向受载情况。
研究发现，巷旁膏体充填与巷道内高强锚杆＋Ｗ型钢带构成的支护体系，较好地解决了三软煤层回采巷道围岩控制问题，为类似开采条件下沿空留巷的实施提供了理论和实践依据。
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三软煤层分层开采时的矿压规律研究
发表时间：2018-11-14T20:07:16.977Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：龙岩张阳魏爱军
[导读] 摘要:工作面工作管理中,需要对矿压显现进行一定的分析,为顶板管理提供有用的信息,将能有效的提高综放工作面的管理。
河南能源新疆公司众维煤业新疆阿克苏
摘要:工作面工作管理中,需要对矿压显现进行一定的分析,为顶板管理提供有用的信息,将能有效的提高综放工作面的管理。
本文主要针对三软煤层分层工作面的矿压规律问题进行讨论与分析,以便促进煤矿安全开采。
关键词:分层开采；矿压；研究
概况
河南能源新疆公司开采的12032工作面回采煤层为IV13下分层，煤层可采厚度2.2-2.8m，平均厚度为2.5m，平均倾角30°。
工作面直接顶为岩性以粉砂岩、含炭粉砂岩为主，厚度为0.85～2.3m，平均厚度1.5m，直接顶上部为12031工作面采空区，已充分垮落；伪顶不发育；直接底板为粉砂岩，局部为细粒砂岩，成分以石英长石为主，钙质胶结，具小型交错层理，厚度为23.65-43.03m，平均厚度为
32.34m。
由于该工作面是我公司第一个三软煤层分层开采工作面，要想安全和合理地进行采矿工作，就必须控制矿山压力，掌握矿山压力的特性和运动规律，下面我们就矿山压力的基本知识作以阐述。
1. 矿山压力概述
1.1矿山压力的定义
矿山压力指的是受自重作用影响，地下岩体形成一类用于维持平衡的原岩应力。
在地下岩体处在静止状态情况下，该原岩应力便维持着平衡状态。
伴随着煤矿开采生产的进行，地下岩体内应力原本平衡状态便会遭到破坏，进一步造成煤岩也遭受破坏，如此便会形成新型的应场力，此便是矿山压力。
1.2 矿山压力影响因素
1.2.1自然条件影响因素，煤层厚度越厚，煤壁前方支撑压力升高区煤层塑性遭受破坏之后，对应制成水平极大程度下降，煤压缩总量越高，顶板便会出现下沉，导致顶板稳定性越低，出现变形、破坏情况。
可见，对工作面支护密度、强度以及稳定性提出了很高的要求。
1.2.2生产条件影响因素，结合相关资料显示，15.0%～45.0%区间的顶板总下沉量属于落煤期间引发的，采煤设备在割煤过程中急速扩大了暴露面，以至于设备靠近某部位时，该位置顶板下沉速度不断提升，而当设备通过这一位置时顶板下沉速度最快，通过后下沉速度逐步降低。
1.2.3工作面推进速度影响因素，伴随着工作面推进速度的升高，顶板下沉速度亦会加快，但是顶板绝对下沉量和顶板传递至支柱的压力降低，进而使得顶板变得越来越稳定。
顶板下沉与时间长短存在一定关联性。
随着控制顶板时间的缩短，矿山压力会加快移动，并且可以改善煤壁完整性及采场于悬臂下的免压区域。
2回采工作面矿山压力主要显现
2.1顶板下沉：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量。
工作面空间上面顶板在其自重和上覆岩层重力的作用下，使顶板产生弯曲下沉及底板鼓起，由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小，因而常常忽略不计。
2.2顶板下沉速度：指单位时间内形成下沉的距离。
2.3支柱载荷：如柱冒变形，活柱下缩，激烈时可以看到支柱变形及折损，此外还有顶板破碎、局部冒顶、工作面切顶、煤壁片帮、支柱折损、支柱钻顶、支柱插入底板等一系列矿山压力显现现象。
3回采工作面围岩的受力特征
没有开果的煤层上所受压力为上部岩层的重量，称为原岩压力，工作面自开切眼向前推进，顶板悬露面积逐渐增大，当悬露面积达到一定程度时，直接顶岩层产生初次垮落，但老顶岩层仍然保持一定的完整性，可视老顶为一岩梁，并能将自身的重量及其上覆岩层的压力转嫁到采空区两侧的煤体上，使采空区两侧煤体的压力升高，大于原始应力；而采空区及回采工作面空间压力降低，小于原始应力；远离采空区的煤体压力等于原始应力，工作面不断地向前推进，直接顶岩层不断地垮落，采空区的范围不断地扩大，这时工作面上方没有垮落的老顶岩层产生弯曲、下沉，甚至折断，压在已经垮落的岩石之上，这时工作面上方没有垮落的老顶岩层的重量由工作面前方的煤体及工作面后方已经垮落的岩石来支撑。
4我单位12032工作面矿压观测内容
为加强我矿矿压监测工作，准确掌握井下矿压显现规律，适时有效监测我矿井下作业现场压力，确保巷道支护质量，保证安全生产，结合我矿实际现状系统简介如下：
每架安装一组压力表，生产过程中由早、中、夜班验收员记录压力情况，区队技术人员做出计算分析并每月上报生产技术科。
每班由验收员抽查上下顺槽超前支护单体柱的柱压，上、下顺槽超前支护及端头支护分别抽查至少5根单体支柱。
12032工作面回采过程中进行矿压观测对众维煤业后续工作面的支护设计和顶板管理有重要意义。
主要的观测内容有：工作面支架阻力观测；两巷以及支护质量动态观测。
根据观测结果对工作面顶板活动规律、来压特征、工作面支架受力特点、超前支护压力影响范围和分布特点，顶板、煤层稳定性，工作面支护质量等进行定期分析，并进一步了解煤、岩体力学参数等基础数据。
5矿压观测说明
5.1在12032工作面上、下顺槽开口位置安装顶板离层仪；上、下顺槽每隔50m设置一个观测点，在两帮棚腿距离底板1.5m位置及棚梁中部使用白色喷漆及线绳分别标定工字钢棚腿及棚梁位置，定期观测数据进行分析。
5.2所在位置如下：12032上顺槽共安装两组顶板离层仪，12032下顺槽共安装一组顶板离层仪；12032上、下顺槽每隔50m处各设一组观测点。
顶板离层仪主要监测两巷顶板离层的移近量情况，上下顺槽观测点主要监测两巷顶、帮的移近量情况。
依据我矿顶板岩性设定顶板离层仪报警界限为50mm，距工作面100m内观测频度为每天1次，在此范围外，除非顶板离层有明显增长，顶板离层仪的观测频度为每周一次；上下顺槽顶、帮设定报警界限为100mm，观测频度为每周观测一次。
6众维煤业综采工作面周期来压分析主要依据
根据我矿12031工作面的推进速度及推进距离长度和上下巷超前情况。
工作面顶板岩石硬度及岩石粘结性和工作面推进过程中的垮落
规律及工作面老塘顶板垮落情况。
主要观测工作面支架压力显现及工作面压力变化波动和工作面超前情况、推进情况及工作面来压前的征兆及规律得出分析。
每班工人在操作支架时都必须将支架升紧，验收员每班对支架的初撑力进行观测并记录好，另对当班的最大压力值也要做记录；对验收员每天填写的矿压观察记录，由本队的技术人员进行整理，定期汇报相关单位。
7依据观测，12032工作面回采的矿压显现特点 7.1工作面采高增加，顶底板移近量加大。
由于局部厚煤层呈窄条状分布，一般宽度在6至25毫米之间，一般采用一次采全高的方式回采。
煤层开采后，由于采高比正常煤层增加3至4倍，顶底板移近量将显着增加。
国内外的矿压实测表明，工作面采高每增加一倍，顶底板移近量就会增加40至80%，这与我们施工中现场观测的现象比较一致，对局部厚煤层的回采工作，会使得采场的矿压明显加大。
7.2煤壁片帮随采高加入而加深。
构造带所形成的局部厚煤层，一般都煤质构软，顶板破碎，煤壁弱面发育，经常发生煤壁片帮，片帮形式因煤层节理裂隙，层理弱面等分布及发育程度不同，往往是多种多样的。
煤壁片帮在工作面方向上的分布，沿采面方向上的深度基本上呈扇形分布，主要在采面的中部和中上部。
7.3支柱载荷和下没量的波动幅度大；支柱载荷和它相应的顶板下沉量呈现不规则的变化；而在顶板完整煤厚正常处，顶板下沉量总是随着支柱载荷的增加而增加，随着支柱载荷的降低而降低。
8.结束语
以上是从理论和实际的角度出发对煤矿回采工作面的矿山压力显现规律、影响矿山压力的因素做了比较深入的论述，并对12032工作面回采的矿压显现有以下几个特点进行了总结。
希望煤炭行业的各位参考，以便研究制定减少矿山压力影响的方法，以保证安全生产，避免重大事故发生。