提高上限开采工作面矿压显现规律研究

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大采高综采工作面矿压显现规律研究

大采高综采工作面矿压显现规律研究

次采全高的综采技术, 从 17 年起, 化液溶箱及其进、 液主管路 ; 我国 98 回 控制指挥系 链条直径、 总装机功率等都要增加, 链条直
开始试验厚煤层大采高一次采全厚开采方 统, 包括控制台、 声光信号、 扩音电话及其线 径达 到 4m 以上 ,总装 机功 率达 到 8m 法, 至今已得到了长足进步。在神东 、 路 ; 邢台、 供水系统, 包括冷却水、 喷雾泵 、 水箱及 30k 供电电压可达到 46V 20W, 10 。 开滦、 铁法、 淮南、 徐州、 枣庄等矿区推广使 其进出、 水管路: 供电系统, 包括高压供电线 用的效果较好。 大采高综采是相应条件下厚 路及其连接器和开关、 移动变电站、 ( 低 中) 煤层综采的主要发展方向之一。

三 、大 采高综 采 工作 面 矿 压显
现规 律研 究现 状
压配电开关群及其分支供电线路;照明系
统,包括工作面及平巷的照明灯具及其线

综采 工作 面 系统的 组成
大采高综采工作面采场顶板岩层的运
路; 辅助设备, 包括液压安全绞车、 调度绞 动规律和采场压力显现规律有其特殊I。 生 工 老顶悬臂梁结构的弯距加大, 使工作面压力
的相 关研 究进展 , 对从 事相 关工作的 同行能提供 有力的理论 支撑 。
关键词 : 采高综采 大 工作 面 矿压 岩 层运 动
大采高综采是指对 3 . . 5 m厚的煤层 缩胶带输送机; 5 O 液压系统, 包括乳化液泵、 4a运输量可达到 50t 乳 , 1 , 00, 输送机溜槽宽度、
责任编辑: 潘勇
落——煤壁片帮” 的恶性循环。顶板冒落使 律, 太原理工大学靳钟铭教授等学者, 运用 :
大采高采场覆岩结构特 ; 支架失去上部约束而产生倾倒, 支架倾倒后 关键层理论研究了

大采高工作面矿压显现规律实测研究

大采高工作面矿压显现规律实测研究
底 板 岩石 性 质 如下 : 老顶 为 中粒 砂 岩 , 白色 , 灰 中厚 层 状 , 份 石英 、 成 长石 为主 , 含云母 , 47m。直 接 厚 .
顶为砂质泥岩 , 色 , 软有层理 , 部具有滑面 , 黑 质 局 含 植物 碎化 石 片 , 厚 67 T 层 . I 41。伪 顶为砂 质泥 岩 , 黑 色 , 软, 质 随采 掘 脱 落 , 含植 物 化 石 碎 片 , 厚 03 层 .
2 矿 压 观 测 内容 及 方 法
20 3 6T作 面安 装 _一 套 山 东 泰 安 尤 洛 卡公 司 r
32 支 架 工作 阻 力分布 规律 . 统计 T 作 面 支柱 l 作 阻 力分 布 ,如 表 2所 示 , l 绘 制 直方 图 , 图 1 见 。
生 产 的 Z D 一 综 采 支架 乐 计算 机 在 线 监测 系 统 , Y C1 伞 程连 续 监 洲记 录支架 ] 作 阻 力变 化 , 别 在 工作 I 分
收 稿 日期 :0 0 0 — 4 2 l~ 5 2
作者简 介 : 王新 香( 9 7 ) 男 ,J西夫同人 , 科 , 16 一 , I 1 本 T程 师 , 从事煤矿设 计规划 工作 。
山西 煤 炭 S AN H XI COA L
第3 卷 1
第4 期
表 2 支 架 工 作 阻 力分 布 表
m 。
垮落 序 列

垮 落 步距 / 动 载 系 数 m
1 48 15 8
老 顶初 次垮 落


3 48
l 47
l 64
13 . 5
1 3 3
l06
直 接底 为砂 质 泥岩 , 黑 色 , 灰 较致 密 , 有层 理 , 不

采高与矿山压力显现规律的研究

采高与矿山压力显现规律的研究


人 一 一 l

() 1
般 K = 12 p .5~15 碎胀压实后 为 10 。 ., .3
图 1 煤 壁 支座 加 采 场 支 柱 支 座 结 构 示 意 图
经过 多年 的采 场支 护经 验 积 累 ,矿压 界 总结 出 6倍 ~8倍采 高支 护 设计 经 验 公 式 。按 照 经 验公 式
从 采 场支柱 压力 较小 的表面 现 象去 认识 ,评 价放 顶
g —— 重力 加速 度 , / m s;
q —岩 梁载荷 线 集度 , — q=她 =l92tm; 0 . / 6 —岩 梁宽 , 这里取 1 — m, m;
h— — 梁厚 , 0 m; 4
砂岩容重, 7 3k / 2 . N m 。 按 苏海 图矿 上 25综采 面 T 5 zⅢB支架 计算 采 场每米 宽支 护强度 :
2 采 高大压力大 的物理意义
在 陷落式 采煤 方法 中 , 图 1所示 , 如 直接 顶 ∑ ^ 是 由支柱 来支撑 的 , 而老 顶则 由直 接顶 在采 空 区碎 胀 的矸 石来 支承 。采 高大 时需要 较厚 的直 接顶 碎胀
接顶 , 同时较厚 的直接顶给采场带来较大 的压力 , 这就 是“ 高大压 力 大” 采 的矿 山压 力本 质 。采 高 m , 直接顶 ∑ 与直接 顶碎 胀系数 K 之 间 的关 系式 为 :
第2 8卷
第 4期

西


V0. 8 No 1 J2 .2 Dg . 2 o o 08
20 0 8年 l 2月
S HANXIC0AL
采高 与矿 山压 力显现规律 的研究
胡 泽祥 , 国权 孙
( 神华乌达 矿业公司苏海 图矿 , 内蒙古 乌海 06 4 ) 10 5 摘 要 : 过 对 顶 板 断 在 煤 壁 里 的 机 理 分 析 和 试 验 ,采 用 了 “ 壁 支 座 加 采 场 支 柱 支 座 ”的 方 通 煤

长平矿大采高工作面矿压显现规律研究

长平矿大采高工作面矿压显现规律研究
S ha n We i b i n
( C h a n g p i n g C o a l I n d u s t r y C o , L t d ,S h a n Xi J i n Ch e n g 0 4 8 4 0 0)
Ab s t r a c t :Ch a n g p i n g Mi n e i s c u r r e n t l y t h e ma i n mi n i n g No . 3 c o a l s e a m, No . 3 c o a l s e a m t h i c k n e s s o f 5 . 7 m, t h e r o o f r o c k l i t h o l o g y f o r s i l t , i f n e s a n d s t o n e , s a n d y mu d s t o n e , mu d s t o n e a n d me d i u m g r a i n s a n d s t o n e , l f o o r r o c k l i t h o l o g y mu d s t o n e , s a n d y mu d s t o n e , L o c a l s i h s t o n e , i f n e s a n d s t o n e a n d me d i u m ra g i n s a n d s t o n e . I n o r d e r t o ma s t e r t h e l a w o f s t r a t a b e h a v i o r o f f u l l y me c h a n i z e d l o n g w a l l t o p c o a l c a v i n g mi n i n g f a c e

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究1. 引言1.1 研究背景大采高综采工作面是目前煤矿开采中常见的一种采煤工作方式,具有高效率、大产量的特点。

在大采高综采工作面的开采过程中,由于地质条件复杂、采煤厚度大等因素的影响,工作面所受到的矿压显现问题日益突出。

矿压显现不仅影响矿山安全生产,还对矿山经济效益造成了严重影响。

对大采高综采工作面矿压显现规律进行深入研究,对于指导矿山安全生产,提高矿山开采效率具有重要意义。

目前国内外对于大采高综采工作面矿压显现规律的研究还比较有限,因此有必要开展相关的数值模拟研究,以期能够揭示其规律,并为矿山开采提供科学依据。

1.2 研究目的研究目的是通过数值模拟研究大采高综采工作面矿压显现规律,深入分析矿压的形成机制和影响因素,为减轻矿压灾害、优化生产工艺提供科学依据。

具体包括以下几个方面:揭示大采高综采工作面矿压显现规律,为煤矿生产中的矿压防治提供理论指导;探讨数值模拟方法在矿压研究中的应用,深入分析各种参数对矿压的影响,为进一步优化模拟方法提供参考;通过对影响因素的分析,为矿山生产管理提供相应建议,减少矿压灾害的发生,保障生产安全。

通过本研究的开展,可以为相关矿山的生产经营提供科学依据,提高生产效率,改善工作环境,降低事故风险,促进煤矿行业的可持续发展。

1.3 研究意义矿压是煤矿开采过程中不可避免的问题,对于矿工的生产安全和生产效率具有重要影响。

特别是大采高综采工作面矿压,由于工作面开采空间大、压力集中、地质条件多变等特点,矿压显现更加突出。

对大采高综采工作面矿压规律进行研究具有重要意义。

研究大采高综采工作面矿压规律能够为矿山安全生产提供科学依据。

通过深入了解矿压的形成机制和变化规律,可以制定合理的治理方案,减少事故发生的风险,并保障矿工的生命安全。

研究大采高综采工作面矿压规律对于提高煤矿开采效率具有重要意义。

通过优化开采工艺、合理布置支护措施,可以有效减少矿压对采煤工作的影响,提高生产效率。

浅析大采高综放采场矿压显现规律

浅析大采高综放采场矿压显现规律

浅析大采高综放采场矿压显现规律摘要:大采高综放开采技术因其特殊的优势,越来越受到人们的重视。

本文对大采高综放工作面矿压显现规律进行了简要分析,介绍了大采高综放技术的发展和现状,对煤矿的安全高效生产具有重要意义。

关键词:大采高综放矿压显现采矿技术近年来随着煤矿机械化程度的不断提高,综放技术得到快速的发展。

由于在开采厚煤层中综采放顶煤所表现出来的诸多优越性,综采放顶煤采煤法在我国迅速发展。

随着我国经济快速的发展和对煤炭资源需求量的增加,一种新的放顶煤开采技术即大采高综放技术诞生。

由于我国特厚煤层储量丰富,在开采过程中为了提高特厚煤层的采出率,越来越多的矿井采用了这一新技术。

因此,在开采特厚煤层的诸多技术路径中,大采高综放采煤法将会成为重要的技术来发展,其前景非常广阔。

1 大采高综放开采技术的发展随着大采高综放开采技术的不断成熟,该技术在实现我国特厚煤层高产高效、安全开采中起着重要的作用。

与普通综放开采技术和大采高综采技术相比,大采高综放开采有以下优点,其充分利用大采高开采技术和普通综放开采技术优势,扩展了放顶煤开采煤层厚度上限,工作面生产能力进一步增加。

由于加大了采煤高度,增加了顶煤的放出空间,有利于顶煤的充分松动和垮落,回收率提高;由于工作面断面增大,加强了工作面的通风能力,满足高产的通风要求;采煤机与运输机等大功率综采设备得到了充分的利用。

随着大采高综放开采技术在我国不断的发展,该技术的上述优点为我国开采特厚煤层开辟了一条新路。

近年来我国已经研制了适合大采高综放开采的新型放煤支架和相关的设备,综放工艺和提高采出率的相关技术得到了较大的提高。

在特殊地质条件下开采特厚煤层中,大采高综放开采技术也得到了较好的应用,经济效益有了较大幅度的提高。

特别是在我国一些地质条件相对较好的矿区,大采高综放开采技术达到了国际的领先水平。

大采高综放采(割)煤高度增大、放煤高度增大、上覆岩层破坏范围扩大导致工作面的矿山压力显现不同于普通综放工作面,目前尚无系统的实测成果;大采高综放支架既要满足大采高稳定性要求,又要适应放顶煤工艺中顶煤控制要求,大采高综放的煤壁片帮问题和支架合理工作阻力确定的问题尚未很好解决;支架—围岩关系更为复杂,目前尚无系统的理论成果指导大采高综放实践。

超长工作面综采放顶煤开采矿压显现规律的研究

超长工作面综采放顶煤开采矿压显现规律的研究

超长工作面综采放顶煤开采矿压显现规律的研究摘要:目前,我国已经普遍采用综采工作面采煤.但是,由于受到地质条件的影响,综采工作面尺寸各不相同,随之而来的是各个矿井工作面的矿压显现规律各不相同.在此,我们对不同尺寸的工作面从采高和长度两方面与矿压显现特点进行研究总结,为今后的矿井综采面工作提供更加详细,贴近的参考.这样,在薄煤层中,我们侧重考虑工作面长度变化的影响;在中厚煤层中,则综合两方面考虑,根据不同的工作面尺寸来参考预报矿压显现情况,这将在一定程度上为采煤工作带来有力的依据和安全、经济的保障。

关键词:浅埋煤层;综合机械化采煤;矿压监测;矿压显现。

1.地质概况综采工作面,煤层发育良好,地质构造简单,无夹矸,无大的构造,整个煤层呈一单斜构造。

煤层稳定,煤层厚度为1.9~4.08m,平均为3.4m,煤层倾角2~29°,平均18°,属缓倾斜~倾斜煤层。

工作面平均走向长4957m,工作面平均长255.7m,埋深平均为110m,基岩层厚度平均为14m,载荷层厚度平均为76m,基载比为0.18,顶板为典型的单一关键层浅埋煤层结构。

1.1.综采放顶煤开采的发展历史放顶煤采煤法由来已久。

法国、苏联、南斯拉夫等国家于20世纪40年代末50年代初即开始应用放顶煤采煤法。

1957年苏联研制出KTY型放顶煤支架,并在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯矿使用。

1963年法国研制出“香蕉”行放顶煤支架,并与1964年用于法国布朗齐矿区的达尔西矿,试验取得成功。

之后英国、法国、南斯拉夫、匈牙利等国家都相继引进了这一技术。

综放开采曾一度成为东欧地区厚煤层开采的主要方法,但是由于各种原因,欧洲使用综放开采技术并没有取得很好的技术经济指标。

80年代中期以后,国外放顶煤开采有所萎缩,90年代后只有极少数矿井仍在使用。

我国50年代初曾在开滦、大同、峰峰和鹤壁等矿区采用放顶煤采煤法。

1982年引进了综采放顶煤技术,并于1984年在沈阳蒲河矿开始工业性试验。

大采高综采面矿压显现规律分析探讨

大采高综采面矿压显现规律分析探讨

大采高综采面矿压显现规律分析探讨摘要:综采工作面支架初撑力整体偏低,结构中部初撑力较大,但机头和机尾处初撑力小且压力波动频繁,通过提升支架初撑力能加强顶板下沉量控制,为此,在综采工作面下一阶段开采过程中必须强化工作面液压支架初撑力控制,确保供液时间。

煤层开采厚度及工作面推进速度是影响支承压力峰值位置的两个主要方面,通过工作面推进速度的加快以及煤层开采厚度的控制,减弱应力强度,并缩短周期来压时间。

基于此,对大采高综采面矿压显现规律分析进行研究,以供参考。

关键词:大采高;综采面;矿压观测;显现规律引言随着中国煤矿资源向西部的逐渐转移,西部煤矿存在的问题逐渐显现出来,浅层大矿高开采面是其主要问题之一。

在此背景下,研究矿山压力显现规律和探测运动规律,对于高效安全地开采浅层高层矿区具有重要意义。

表面开采后开采面积的大小明显增加,开采面积较大的范围使上层岩石的破坏方式和破坏周期有很大差异。

1回采巷道监测方案工作面行车道压力监测包括:铺装层位移、车道基点变形以及对周围岩石的压力监测工作面201磁带巷两侧的采矿压力测量图和反向引导图,其中放置了三组应力分析,用于监测采矿过程中车道周围岩石的压力,以获取关于回收对行车道1号终端的范围和影响范围的信息,桩号距离为50m,钻孔距离为2m,工作面上的煤柱和煤柱一侧的孔在测量时,在每个孔中安装一个kse-ⅱ-1型钻头,如果该点在工作面外50m处,则钻孔强度计每1h记录一次,每40m记录0.5h一次。

2初次来压及周期来压结合该大采高综采工作面液压支架载荷实测值及支架载荷和工作面推进之间的关系数据,待工作面推进至10.4m时直接顶垮落,来压支架载荷均值32.4MPa,远高于正常值25MPa;待工作面推进至20.5m时,来压支架载荷取值达到直接顶初次垮落后的最高水平32.1MPa,此即为初次来压值,高出此工作面推进水平下的正常值25.7MPa。

初次来压结束后在工作面持续推进的过程中,因受到覆岩载荷作用,基本顶岩梁弯曲应力呈持续增大趋势,回转变形愈加显著,直到受载岩梁拉应力超出基本顶岩石抗拉强度后便开始出现周期失稳断裂来压现象。

大采高长工作面矿压显现规律及支架适应性研究

大采高长工作面矿压显现规律及支架适应性研究

项目 煤层顶板 煤层底板
顶、底板类别
伪顶 直接顶
老顶 伪底 直接底 老底
表 1 煤层顶、地板岩性分布情况
岩石名称
泥岩 砂质泥岩、细粒砂岩
细粒砂岩 黑色泥岩Байду номын сангаас煤层
细粒砂岩 粉砂岩
厚度 /m
0. 58 14. 93 14. 86 0. 58 2. 7 3. 45
岩石物理力学指标
抗压强度 / MPa
普氏系数
表 2 综采工作面周期来压时支护阻力变化规律
来压步距 /m
28 24 23. 5 25
影响范围 /m
3. 3 4. 4 4. 8 3. 5
支护阻力 / kN
Pm 周期来压
Pm 非周期来压
6543. 5
5625
8381. 5
7407. 5
7977
6853
7130
6050. 5
动载系数 Km 1. 16 1. 13
2013 年第 1 期
煤炭工程
研究探讨
大采高长工作面矿压显现规律 及支架适应性研究
赵国栋
( 中国煤炭科工集团有限公司,北京 100013)
摘 要: 通过 KBJ - 60Ⅲ型综采支架压力记录仪测定纳二矿大采高较长综采工作面液压支架 的适应性,以及采用 “十字测量法” 观测回采期巷道围岩变形情况,揭示采场矿压和巷道矿压 显现规律,掌握综采面的来压步距、来压强度及开采引起的回采巷道变形情况,为类似条件下综 采工作面的顶板管理与支架选型提供借鉴。
2 矿压现场实测研究
为准确掌握 综 采 工 作 面 顶 板 来 压 步 距 以 及 来 压 强 度,
分析采面支架与围岩相互作用关系,选择合理的采煤参数, 提高管理方法,主要对综采面各支架的工作阻力、综采面 支架适应性、支护效果及巷道在开采期间的最终变形量和 开采影响范围,通过实测数据进行综合分析和研究。

寺河矿大采高超长工作面矿压显现规律实测研究

寺河矿大采高超长工作面矿压显现规律实测研究

080 ) 400
要 :叙述 了通过长 时间的详细观测,得到的寺河矿大采 高超长工作面情况下采场矿压显现规律 ,指 出,该规律 为研究工
作面支架与围岩的适应性、 顶板的控制调整、 工作面来压规律及来压预测预报提供了科学依据,为整个工作面实现高产高效
和顺利回采创造 了有 利条件。 关键词:大采高;超 长工作 面;矿压观 测
中图分类号: T 33 D 2 文献标识码 :A 文章编号:2 9- 8 2 (0 0- 0 50 0 5 00 - 2 1) 40 8- 3 1
St dy o t eCo l e s eAp a a eRul fLa g u n h a sur pe r nc Pr eo r eCuti g He g ta tn i h nd
工作面长 度增大后 ,顶板 岩层结构 、初次来压及 周 期 来压过程 、岩层移 动特征等 矿 山压 力显现 明显变 化 , 对工 作面顶板控制 明显不 同于普通 综采工 作面 。
号 、19 、19 、10 4号 5号 7 号等2个 支架上 ,监控 北京架6 0
架 ,金鼎支 架4 ,郑 州架 l架 ,平 均问距8 ~ 1架 , 架 0 架 0 每 隔1m n i 自动记录支架左右支柱压力 。通过压力监测分
0 引言
山西晋城煤业集 团寺河矿6 2m . 大采高技术 处于世界 领 先水平 。为进 一步提高矿 井高产 高效集 中化 程度 ,提 高工作面 单产和矿 井资源采 出率 ,降低回采成 本 ,在 东
四盘 区进 行4 0 2 长工作面 开采实 践。4 0 工 作面走 向 3 1N 31 长23 3 5 ,倾斜长 2 74 ,煤层平均 厚度为6 3m 5 . 3m 9 .6m . , 煤层 倾角1 ~ 1 。 。 4 ,平均5 。工业储量 为7 20 5 9 t 。 1 5 ,

大采高作业面矿压显现规律分析

大采高作业面矿压显现规律分析

SUN Zhiqiang
(No.2 Coal Mine, Yangquan Coal Industry (Group) Co., Ltd., Yangquan 045000, Shanxi, China)
Abstract: The exploration of the mining pressure appearance law in working face with large mining height was carried out. Combined with the actual engineering practice, with theoretical analysis and numerical simulation, this paper carried out the targeted analysis of the mining pressure appearance and the stress characteristics of the working face hydraulic support and on this basis, analyzed the safety of the working face mining operation. The research results show that the mining operations in the 2122 fully mechanized caving face of A Coal Mine can be carried out safely. Key words: thick coal seam; large mining height; mine pressure appearance; periodic pressure

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究科技的进步,促进人们对能源需求的增多。

随着机械化水平的不断提高,煤层开采的厚度也不断增加。

越来越多的大采高工作面出现,而且人们对大采高工作面矿压规律的研究逐步深入。

大采高综采是相应条件下厚煤层综采的主要发展方向之一。

本文就大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟展开探讨。

标签:大采高综采;工作面;矿压;岩层运动引言大采高综采是指对 3.5m~5.0m厚的煤层一次采全高的综采技术,我国从1978年起,开始试验厚煤层大采高一次采全厚开采方法,至今已得到了长足进步。

目前,在内蒙、山西等矿井的厚煤层一次开采得以实现。

大采高综采具有开采工艺简单、安全水平高、高产高效等多重优点,但其采高和顶煤厚度较大,更容易出现煤壁片帮和端头顶煤冒漏等现象。

掌握综放工作面矿压显现规律,可以合理设计采场初撑力并解决煤壁片帮的问题,最终实现矿井的安全高效生产。

1综采工作面系统的组成综合机械化采煤工作面完整的成套设备由以下几个系统组成:(1)工作面内的采、支、运系统——有采煤机械、液压支架、刮板输送机和端头支护设备(简称“三机”);(2)运输平巷内的运煤系统——有转载机、破碎机、可伸缩胶带输送机;(3)液压系统——有乳化液泵、乳化液溶箱及其进、回液主管路;(4)控制指挥系统——有控制台、声光信号、扩音电话及其线路;(5)供水系统——有冷却水、喷雾泵、水箱及其进出、水管路;(6)供电系统——有高压供电线路及其连接器和开关、移动变电站、低(中)压配电开关群及其分支供电线路。

这六个系统的设备是搞好综合机械化采煤必不可少的装备,必要时还应配设;(7)照明系统——有工作面及平巷的照明灯具及其线路;(8)辅助设备——有液压安全绞车、调度绞车、电钻、排(污)水泵等;(9)辅助运输设备——有卡轨车或单轨吊及其附属设备。

2液压支架工作阻力计算(1)经验估算法。

在目前的工作面液压支架选型的工程实际当中,煤炭工作者仍然广泛使用经验估算法,由于煤炭赋存情况多变、覆岩分层多样以及各种地质情况的出现,通常不能被设计人员提前获知,因此也很难顾全所有方面。

大采高综采工作面矿压显现规律及支架适应性研究

大采高综采工作面矿压显现规律及支架适应性研究

系数 为 1 . 4 4,且 工作 面 中部 区域 来压 较 两侧 区域 有 明显 时 间差 。统 计数 据 显 示 ,支 架工 作 阻 力
基本 呈 正 态分 布 ,支架初撑 力和 末 阻力 总体 呈线性 增 阻关 系 , 目前使 用 支架 ( Z Y 1 2 0 0 0 / 2 8 / 6 3 ) 能 够基 本 满足现 场 支护要 求 。
第4 6 卷 第2 期
2 0 1 4 年 第2 期
do i :1 0. 11 7 9 9 /c e 2 01 4 02 02 9




Vo 1 . 46, No . 2
C0 AL ENG I NEE RI N G
No . 2, 2 01 4
大 采 高 综 采 工 作 面矿 压 显 现规 律 及 支 架 适应 性研 究
Ab s t r a c t :T h r o u g h t h e o r e t i c a l a n a l y s i s a n d f i e l d me a s u r e me n t i n 3 1 0 1 f u l l y me c h a n i z e d wo r k i n g f a c e wi t h l a r g e c u t t i n g h e i g h t i n C h a h a s u c o a l mi n e, t h e l a w o f r o c k p r e s s u r e b e h a v i o r w a s d e e p l y s t u d i e d .B a s e d o n t h e s t r e s s a n d wo r k i n g

超长工作面高强度开采矿压显现规律实测研究

超长工作面高强度开采矿压显现规律实测研究

得 了数 以万计 的实 际观 测数 据 。分 析上 部测线
( 2 .m) 中部侧 线 ( 8 m) 部测线 ( 5 m) 3 99 , 10 , 下 3 . 的支 9 架 载荷变 化 。
31 4 2 0 . 4 0 一I工作面 初次 来压 规律
采厚度 3~ m,顶板为砂 质 泥岩直接 顶 ,厚度 6 5 4 . 2
2 矿压 仪 器 布 置 与观测 方 案
为 获 取 代 表全 工 作 面 矿 压 分 布 特 点 的 观 测 数 据 , 验在 全工 作 面长度 设置 7个 观测 站 ( 图 1 , 试 见 ) 每个 测 站 的 支 架上 2个 立 柱 均 安 装 电 子 圆 图 自记
仪 表 ,测 站 编 号 为 C 1C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 Z 、Z 、Z 、Z 、Z 、Z 、
关键词 : 浅埋 煤 层 ; 长 工 作 面 开采 实验 ; 压 观 测 ; 压 显 现 超 矿 矿
中图 分 类 号 :D 2 T 35
文 献 标 识 码 : A
长 期 以来 , 借鉴 国外 先进 的开采 技术 经验 , 榆矿
浅埋 薄基 岩煤层 开采 ,主要 应用 2 0 4 m长度 的综 采
4 20 工作 面 的矿压 观测 ,历经 2个月 , 40 ~I 获
收稿 日期 :0 9 1 - 8 2 0 — 1 1
落步距 为 1.1。综 合二 者数 据知该 面 的直 接顶垮 67 8 1
落 步距 为 1 .I。该 工作 面下部 测线 实测初 次来压 6 9T I
步距 为 2.I, 74l 中部 为 2.I, 部 为 3 全 工作 l 91 I上 T 7 m,
落时 支架 载荷 为 4 a是平 时 载荷 的 1 5倍 ; 1 MP , . 3 上 部 测线 的直 接顶 垮落 步距 为 1 垮 落时 支架 载荷 7 m, 为 3 P , 8 a是平 时 载荷 的 1 2 。3 测线 的直 接 M . 倍 3 条 顶垮 落步距 平均 值 为 1.i。按 照全工 作面 3 测 51n 条

超长工作面综放开采矿压显现规律研究

超长工作面综放开采矿压显现规律研究

超长工作面综放开采矿压显现规律研究摘要:文章应用FLAC 3D 模拟计算超长工作面的矿压显现规律。

工作面加长以后,来压步距缩短,周期来压缓和,工作面中部的压力大于两端的压力。

随着工作面的推进,上方压力拱逐渐变大,超前压力越来越大。

工作面后方40m 左右,老顶以上岩层垮落下沉。

矿压对顺槽保护煤柱的影响也减小。

关键词:超长工作面;综放开采;FLAC 3D 模拟;矿压显现规律中图分类号:TD32文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2010)04-0061-03Numerical Simulation of Mine Pressure Behavior atLong Face With Fully Mechanized Caving MiningZHANG Fei 1,FAN Wen-sheng 1,SUN Jian-ling 2,LAN Yi 2,TIAN Wu-qiang 2(1.College of Resources and Security,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010China;2.Wuhai Shenhua Energy Company,Wuhai 016000,China )Abstract:the mine pressure behavior of the long face is calculated by FLAC 3D simulation after lengthenmg the face,the pressure step is shortened,the cycle pressure is ease,the pressure of the face is larger in the central than at both ends.With the advancing of the face,the pressure arch at the top gradually becomes large,the ahead pressure becomes larger and larger.Around 40m behind the face,the rock above the old top caves and collaps.The impact of mine pressure to the protective pillars reduced in the crossheading.Key words:long face;fully mechanized caving mining;FLAC 3D simulation;mine pressure behavior收稿日期:2009-12-09;修订日期:2010-02-05作者简介:张飞(1959-),男,内蒙古包头人,硕士,教授,研究方向:岩石力学。

超长工作面矿压显现规律研究

超长工作面矿压显现规律研究
整 理分 析得 出 ,不 同测 点载荷 与监 测 时间分 布趋
势 如 图 3~7 示 。 所 根 据上述 监测 结果 , 以得 出以下结 论 : 可

上 山
轨 道
上 山
图 1 30 2 1工作 面布 置 示 意 图
工 作 面采 用 悬移 支 架 支 护 , 长 22m, 面 梁 . 采 最 大控 顶距 3m, 小 控 顶 距 2 放 顶 步 距 为 最 . m, 2
1 工 作 面 概 况
牛 山煤业 30 2 1工作 面 位 于 矿井 二 采 区第一
个工作面,其北部为 30 采煤工作面采空区 , 41 西 为矿 区, 该工作面走向长 90 倾斜宽 2 8 东 5 m, 6 m, 段 70m, 斜 10m, 采 面 积 01 m , 高 0 倾 1 开 . k 采 4
衡性 , 直应力 差异 较大 。 竖
柱载荷 , 钢卷 尺测量 活柱下 缩量 , 工作 面顶底 用 在
板较节理发育 , 岩层松软 、 破碎 。 2 1 30 工作面布置 示 意 图如 图 1 所示 。

板打木楔作基点 , 测量工作面顶底板的移近量 。 本次观测矿压主要是周期来压 , 矿压观测工 作主要确定采面顶板活动规律、 同的位置载荷 , 不 期 间观测到一次矿压峰值。但 同相邻短工作面 比 较 , 个来压 期 间矿压增 大 幅度不 太 明显 , 整 来压 强 度较低 , 但处于回风巷内前支承压力受力明显 , 巷 道变形 严重 。根据 5 观测 站 1 月 的观 测数据 个 个
0 引 言
试 验 工 作 面煤 层 平 均厚 度 5 . m,煤 层倾 角 0 1。 工作 面采用 走 向长壁 布置 和炮采 悬移 支架放 2。 顶 煤采 煤工艺 ,顶 板采 用全部 垮 落法管 理 。 由于 “ 三软 ” 层 的赋存 特 征 , 煤 回采 巷道 掘 进及 维 护 困 难, 严重 制约 工作 面 的安 全快 速 回采 , 为寻求 高 的 生 产效 率 , 行超 长 回采 工作 面 回采试验 研究 。 进

4采煤工作面矿山压力显现规律共12页

4采煤工作面矿山压力显现规律共12页

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。

采煤工作面矿山压力显现规律

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。

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压 架 的可能 性 。
2 0
1 5
架段 煤帮 易片 , 老塘 冒落严 实 。根据 上述 矿压显 现, ¨ 工作 面老 顶 已断裂 。老顶 初次 来压 步距 为 2 1 . 5 m。 2 . 3 周 期来压
空 区。采 用 MG6 5 0 / 1 6 2 0 一WD 型双 滚 筒 电 牵 引采 煤 机 跟煤层 顶 板双 向割 煤 , Z Z 6 4 0 0 / 2 2 / 4 5型 液压 支 架, 上、 下顺 槽 主要 为 U 型棚支 护 。
提 高 上 限开 采 工 作 面 矿 压 与 普 通 工 作 面 有 不 同, 为此 , 制定 了适 用 于上 限开 采 的矿压 观测 方 案 。
I SSN 1 671 — 29 0 0
采 矿 技 术 第 1 3卷 第 3期
Mi n i n g Te c h n o l o g y ,Vo 1 . 1 3, No . 3
2 0 1 3年 5 月
Ma v 2O1 3
CN 4 3 —1 3 4 7 / TD
动 影 响 的变形 规律 。 矿 压 观测 方案 为 :
( 1 )工 作 面 支 架 压 力 观 测 。采 用 现 场 观 测
方法。
( 2 )超前 支 护单 体压 力 。机 巷 和风 巷 的超 前 支 护 单体 用 压力 测量 表 , 记 录液压 单体 的压 力 。
根 据 采 集 的矿 压 观测 数 据 , 运 用顶 板 矿 压理 论 分 析 。工作 面 的初次 来 压 在 2月 9日早 班 , 工 作 面
8 2




退尺 为 : 上顺 槽 退 尺 2 4 . 5 m, 下顺槽退尺 1 8 . 5 m。 此时, 来压 比较 明显 , 强 度较 大 , 可 以确 定 工作 面 老 顶 的 初 次 来 压 。 同时 5 0 ~8 0 支架段 顶板
初 , 上 出 口出 现 明 显 底 鼓, 面内 次 来 严重 破 碎 、 易漏 , 5 0 ~6 支 压 O
7 . 4 r r l 。2月 8日早 班 , 除 上 下 隅 角 老塘 未 冒 , 工 作 面支架 架尾 直接 顶 基 本 冒落 , 工作 面无 明显 矿压 显 现 。由此直 接顶 初次跨 落 步距 为 8 ~1 2 r n 。
2 . 2 老 顶 的 初 次 来 压 步 距
期来 压 步距 ; 支 架 工作 阻力 和支 柱 下缩量 ; 巷 道受 采
2 观 测 数 据 分 析
2 . 1 直 接 顶 初 次 垮 落
1 2 0 2 ( 3 ) 工 作面 自 2 0 1 1 年 2月 5日开始 正式 回
采 。2月 7日早班 , 工作面 5 ~2 0 直 接 顶 开始 冒
落, 上 下 隅角 和 其 余 位 置 直 接 顶 未 冒 , 工 作 面 无 片 帮、 掉 顶现 象 , 此 时上 顺 槽 退 尺 9 . 5 r r l , 下顺 槽 退 尺
m 。夹 矸厚 度 为 0 ~0 . 7 m, 局 部 地 段 因夹 矸 变 厚 。 下 顺 槽距 切 眼 7 6 1 ~9 4 3 m煤厚为 4 . 0 ~4 . 8 m。煤 层 顶 板为 泥岩 及 1 3 —2煤 复合 顶板 , 底 板为 泥岩 。
工作 面采 用 走 向长壁 、 大采 高一 次 采 全厚 综 合 机 械 化采 煤法 , 区 内后 退式 回采 , 全 部垮 落法 处 理采
安 全 高效 开采 。
关 键词 : 矿 压显 现规 律 ; 矿 压观 测 ; 超 前 支护
0 前 言
1 2 0 2 ( 3 ) 工作 面 是 谢 桥 煤 矿 西 一 采 区 西翼 零 阶
段 提 高上 限开 采 的工 作 面 。 1 2 0 面 统计 观测 。安全 阀开 启统 计 。 ( 4 )巷道 的表 面位 移 。测定 工 作 面 回采超 前 影 响 的最 大距离 , 在巷 道布 置表 面位 移基 点 , 观 测巷 道
图 1 1 2 0 2 ( 3 ) 工 作 面 矿 压 观 测 测 点 布 置
1 矿 压 观 测 方 案
1 2 0 2 ( 3 ) 工 作 面矿 压观 测 布点 位置 如 图 1 所示 , 观 测 工作 分别 在工 作 面和 巷道 内进 行 。主要 矿压 观 测 研究 的内容 有 : 直 接 顶 初 次 垮 落步 距 ; 老 顶 初 次 来 压 步距 及 周
表 面位移 收敛 情 况 , 包 括 两帮 移 近 量 、 顶 底 移 近量 ,
采用 十字 布点 法 布 置 。用 测 杆 和钢 卷 尺 进 行 测读 , 经记 录 和整理 得 出巷道 的顶底 方 向和两 帮方 向的变
形量 。
定, 煤 层 总厚 为 3 . 7 2 ~6 . 6 0 I T I , 平 均煤 层 总厚 为 5 . 4 r r l , 走 向长 9 3 6 m, 倾斜长 1 2 0 . 2 r n , 面积 1 1 2 5 0 5
提 高 上 限 开 采 工 作 面 矿 压 显 现 规 律 研 究
王 强 , 付志 亮, 王新丰 , 和 卢斌 , 孙 义 ,李 永 军
( 安 徽理 工 大学 能 源与 安全 学 院 , 安 徽 淮南 市 2 3 2 0 0 1 )
摘 要 : 对 谢桥 煤矿 1 2 0 2 ( 3 ) 综 采 工 作 面 矿 压 显 现 规 律 进 行 了研 究 , 确 定 了提 高上 限 开 采
工作 面与巷 道在 回采期 间应 力应 变的矿 压观 测 方案 。经 观 测得 出 , 工作 面 中部 压 力较 两 端 大, 两巷 压 力峰值 在 工作 面前 方 1 0 m 左右 , 采动对两巷顶、 底板 的影 响 波 及 到 工作 面 前方 5 0 m 范 围 内。建议 回采 期 间在 工作 面前 方 5 0 m 内对 两巷 进 行超 前 加 强 支护 , 确保
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