浅埋煤层大采高工作面长度增加对矿压显现的影响规律研究
第26卷 增2
岩石力学与工程学报 V ol.26 Supp.2
2007年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2007
收稿日期：2007–03–29；修回日期：2007–04–28
基金项目：山西省自然科学基金资助项目(200601047)；山西省科技攻关项目(200631118–02 )；神华集团科技创新项目(SHJT –04–05)
作者简介：宋选民(1963–)，男，博士，1984年毕业于山西矿业学院采矿工程专业，现任教授、博士研究生导师，主要从事采矿工程与岩石力学方面的教学与研究工作。E-mail ：xminsong@https://www.wendangku.net/doc/b811686496.html,
浅埋煤层大采高工作面长度增加对矿压显现
的影响规律研究
宋选民1，顾铁凤2，闫志海1
(1. 太原理工大学 采矿工艺研究所，山西 太原 030024；2. 太原理工大学 理学院 山西 太原 030024)
摘要：通过神府—东胜(神东)矿区上湾煤矿1－2
煤层51101(240 m)与51104工作面(300 m)工业开采试验与观测研究，探讨工作面长度增加对矿压显现强度的影响，得出大采高超长工作面来压步距变小、周期来压显现强度趋于缓和、矿压分布特征呈现以工作面中部为对称轴的二次抛物线关系、支架末阻力–初撑力符合线性回归关系、工作面正常开采的非来压期间支架载荷增加、随着工作面长度增加呈现总体的矿压显现强度增加规律、以及采场顶板来压冲击载荷远比支架最大阻力大等许多新结论。
关键词：采矿工程；浅埋煤层；大采高的超长工作面开采试验；矿压观测与矿压显现强度
中图分类号：TD 323 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)增2–4007–06
EFFECTS OF INCREASING WORKING FACE ′S LENGTH ON UNDERGROUND PRESSURE BEHA VIORS OF MINING SUPER-HIGH
FACES UNDER SHALLOW COAL SEAM
SONG Xuanmin 1，GU Tiefeng 2，YAN Zhihai 1
(1. Institute of Mining Technology ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan ，Shanxi 030024，China ；
2. College of Sciences ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan ，Shanxi 030024，China )
Abstract ：By the industrial mining experiments and observed data of working faces No.51101(240 m in length) and No.51104(300 m in length) in Shangwan coal mine of Shenfu —Dongsheng mining district ，the effects of increasing face ′s length on underground pressure ′s behaviors were explored ，and the conclusions are drawn as follows ：(1) weighting span becomes shorter ；(2) cycle weighting strength is relaxed ；(3) the rock pressure distribution is shown that the quadric parabola relations can be used for the working face ′s middle point as symmetrical axis(i.e. coordinate origin)；(4) the regression relation between maximum resistances and initial ones is liner ；and (5) the support ′s loads in non-weighting period and underground pressure behavior with increasing face ′s length are enhanced ，and roof weighting impact load was larger than the support ′s maximum resistance for large mining height and supper-long faces.
Keywords ：mining engineering ；shallow coal seam ；mining experiment of great-height and supper-long faces ；rock pressure ′s behavior observation and its intensity
1 引 言
采矿行业中，安全高效地开采矿产资源是永恒
的研究主题，尤其是在当前国际石油能源日趋紧张的情况下，煤炭资源的开采和利用就更具有迫切性。在国家经济建设飞速发展的大好形势下，煤炭需求缺口较大，因此在新建矿井和生产井的改扩建，特
? 4008 ? 岩石力学与工程学报 2007年
别是建设安全、高效和高产的综合机械化工作面方面已取得了显著成效。为适应煤炭科技发展的客观需要，国内普遍开展了大采高综采工作面的矿压显现规律与围岩控制设计及液压支架选型等方面的研究工作，武建国等[1～5]针对华晋焦煤公司沙曲矿3#–4#合并层的开采实际，研究了大采高采场矿压显现、支架适应性以及瓦斯尾巷的支护优化问题，是深埋藏、厚基岩顶板条件下的大采高工作面开采；弓培林等[6～9]结合晋城寺河煤矿大采高综采工作面分析了顶板结构失稳与矿压显现规律等问题；黄庆享等[10～12]的研究中关于浅埋煤层开采矿压显现规律和薄基岩顶板结构失稳运动规律与本文的研究内容有关，主要集中在相似模拟试验和理论分析建模方面；陈炎光和钱鸣高[13]对大采高综采的理论分析有所涉及。黄庆享等[10～12，14]的研究为本文的研究提供了前期基础。但对于浅埋深、薄基岩、厚冲(风)积沙覆盖煤层条件下，大采高(5.3 m)、超长工作面(240～300 m)矿压显现规律以及支架适应性的问题，属于世界性的难题，这方面还未开展过系统研究，本文正是这方面的研究成果。
2 浅埋煤层开采优势与关键技术问
题
2.1神东矿区煤层资源的优势条件
神东矿区煤层赋存具有明显的典型特征，在国内矿区的煤层赋存条件中是独一无二的。从大的方面来讲，神东矿区煤层赋存的主要特征[10～12]是：
(1) 浅埋深条件。目前和今后相当一段时期内，神东矿区大部分骨干矿井的开采煤层，多集中在埋深100 m左右的浅部侏罗纪煤系地层。浅埋深煤层条件，使得井工开采过程中采场和巷道围岩安全控制具有一些显著的特点。
(2) 薄基岩条件。神东矿区大部分骨干矿井的开采区域，煤层的顶板岩层(简称基岩)厚度都较薄，一般为30～40 m，局部区域甚至只有10 m，称为薄基岩赋存条件。相对于特厚煤层(5～7 m)的大采高工作面而言，采场上覆岩层所在的最大高度不足以满足形成“三带”的条件。
(3) 厚风(冲)积沙覆盖条件。神东矿区位于毛乌素沙漠边缘，风沙的影响使得各骨干矿井的大部分开采区域和地表覆盖的风积沙厚度较大。与薄基岩相对应，在采动影响条件下，基岩破断时无强度且具有流动性的厚风积沙覆盖层将作为整个工作面顶板岩层(即基岩)的载荷而存在，可将其称为顶板来压时厚风积沙载荷层。由此可见，采场矿压显现强度会更加剧烈，采场围岩控制的难度也相应增加。
(4) 低瓦斯条件。神东矿区侏罗纪煤系地层的浅埋深、薄基岩、厚风积沙的煤层赋存特征，使煤层覆盖层的孔隙性良好，成煤时期的伴生气体易于扩散，决定了各骨干矿井的低瓦斯甚至无瓦斯涌出的赋存状况。实际上，这是成煤后由上述条件导致煤层瓦斯向地表运移扩散的结果。目前，神东矿区(山西境内保德煤矿除外)的大部分开采区域属于低瓦斯矿井。
综上所述，神东矿区典型煤层赋存状况和低灰、低硫与发热量高的优质煤炭资源储量条件，为使用先进的采掘设备，改革回采工作面巷道布置参数，应用长工作面、大采高、高强度开采工艺奠定了坚实的基础。
2.2神东矿区煤炭开采应解决的关键技术问题
目前，在发展大采高、超长工作面、高强度开采工艺的过程中，应解决的关键技术问题有：
(1) 大采高(4.5～6.5 m)、长工作面(240～300 m)与一般采高(3.5～4.5 m)以及超长工作面(300～400 m)的矿压显现规律及采场围岩控制设计[10～14]。
(2) 大采高(4.5～6.5 m)和一般采高(3.5～4.5 m)、长工作面超长巷道矿压显现规律及巷道围岩控制支护设计。
(3) 浅埋、薄基岩、厚风积沙煤层典型赋存条件，最佳工作面长度参数的优化确定。
(4) 年产(8～10)×106t的大采高、长工作面总体设备配套与技术参数选择。
(5) 如何用增加工作面长度的方法，最大限度地快速开发神东矿区的优质煤炭资源，使经济效益显著增长，同时提高煤炭资源回收率，延长矿区服务年限，保障煤炭经济的可持续发展。
本文主要研究关键问题(1)中大采高、长工作面(240～300 m)的矿压显现规律，从而为支架设计提供依据。
3 超长工作面地质开采条件
3.1上湾煤矿1－2煤层地质赋存条件
开采1－2煤层，煤层倾角0°～3°，煤层厚度6.08～8.33 m，变异系数0.12%，容重12.90 kN/m3，地面标高1 210～1 281 m，煤层底板标高1 111.2～1 077.0 m，埋深99～204 m，平均埋深150 m。
第26卷增2 宋选民，等. 浅埋煤层大采高工作面长度增加对矿压显现的影响规律研究 ? 4009 ?
1－2煤层直接顶板为砂质页岩，厚度0～15 m，基本顶为砂岩，厚度6～15 m；直接底板为泥岩，厚度2～3 m，基本底为砂岩。图1给出了上湾煤矿1－2煤层钻孔综合柱状图。
图1 上湾煤矿1－2煤层钻孔综合柱状图
Fig.1 Bore′s histogram of coal seam No. 1－2 in Shangwan mine
3.2工作面开采技术条件
51101工作面走向长4 218 m，倾向长240 m，推进长度3 939 m，采高5.3 m；51104工作面走向长3 654 m，倾向长301 m，推进长度3 360 m，采高5.3 m。1－2煤层赋存平稳，地质构造简单，开采条件良好。研究的2个综采面设备配置相同，均为国外引进的采煤机、支架和刮板运输机。
4 工作面矿压显现规律的分析及原因
探讨
通过上湾煤矿1－2煤层51101和51104工作面矿压显现规律实测研究，在煤层层位(1－2煤层)、厚度(6.08～8.33 m)，顶底板岩层结构、力学性质与强度、采高(5.3 m)、支架结构形式与技术参数均相同的情况下，由于工作面长度的增加，采场矿压显现呈现出一定的规律性。
4.1大采高工作面长度增加，采场来压步距减小
51101和51104工作面来压步距实测数据如表1所示。
表1 51101和51104工作面来压步距实测数据
Table 1 Observed weighting spans related to working faces No.51101and No.51104
工作面周期来压步距/m
编号长度/m
初次来压步距/m
初期中期51101 240 53.84 20.6 17.0 51104 300 27.20 16.24 由表1可见：51101和51104工作面初次来压步距分别为53.84和27.20 m，两者相差很大。这是由于51101工作面为首采工作面，四周没有采动且工作面长度短(240 m)，而且顶板岩层断裂滞后充分采动时间晚所造成的；而51104工作面为第2个长壁工作面，一侧采动，工作面长度加大(300 m)，顶板断裂活动超前与充分采动时间早，所以表现为初次来压步距缩短。
51101工作面周期来压步距初期观测结果为20.6 m，中期观测结果为17.0 m，综合周期来压步距为18.8 m；51104工作面周期来压步距为16.24 m。因此，大采高综采面长度增加后，周期来压步距也缩短。
4.2大采高工作面长度增加，周期来压强度缓和
上湾煤矿1－2煤层51101和51104来压强度实测数据如表2所示。
表2 51101和51104工作面来压强度实测数据
Table 2 Observed weighting intensity related to working faces No.51101 and No.51104
工作面初次来压周期来压初期周期来压中期
编号长度/m P max/MPa K d P max/MPa K d P max/MPa K d 51101240 29.73 1.1941.98 1.60 45.7 1.80 51104300 31.67 1.3739.09 1.31 ––
由表2可见：51101工作面初次来压强度P
max
=
29.73 MPa，来压持续时间较长，动载系数K
d
=1.19；
51104工作面初次来压强度P
max
= 31.67 MPa，动载
系数K
d
=1.37；工作面长度为300 m的初次来压强度和动载系数要比工作面长度为200 m的大。
51101工作面初期和中期初次来压强度P
max
分
别为41.98 和45.70 MPa，动载系数K
d
分别为1.6
? 4010 ? 岩石力学与工程学报 2007年和1.8；51104工作面周期来压初期初次来压强度
P max =39.09 MPa，动载系数K
d
=1.31。由此可见，因
工作面长度增加，周期来压步距减小，周期来压强度缓和。
51101工作面初次来压强度低，动载系数小，是由于该工作面属于首采工作面，工作面长度比51104工作面小，四周未采动，顶板冒落不充分，表现到支架上的来压强度就低；51101工作面周期来压强度大，动载系数高，则是由于顶板冒落继续向上发展，存在冲击载荷所致。
51104工作面长度300 m，属于周围采动影响的工作面，覆岩活动已很充分，故初次来压强度大于51101工作面；而周期来压期间，步距减小，动载冲击的频率降低，因此来压载荷显现强度和动载系数要小于51101工作面。
总之而言，工作面长度从240 m增加到300 m，平均周期来压显现强度趋于缓和。
4.3大采高工作面方向矿压分布呈抛物线规律
(1) 来压期间不同时空的矿压显现规律
上湾矿1－2煤层大采高工作面顶板压力显现情况，在周期来压期间不同时空其来压区域分布与显现强度是不同的，240 m长度内140台支架的载荷分布变化规律总体分4种类型：
类型I：全工作面顶板压力(表现为支架载荷，下同)均匀分布，一般出现在2次周期来压期间的正常开采时段，支架载荷在31.5 MPa上下波动，此时顶板压力显现较微弱，全工作面支架载荷分布特点主要取决于每台支架的初撑力大小。
类型II：全工作面绝大部分范围内处于周期来压时的顶板压力分布状态，此种矿压分布特征出现在工作面周期来压期间，除工作面2个出口附近区域外，支架载荷表现为很高的工作阻力，一般在W.S2×4319–25/55型支架安全溢流阀额定开启压强(49.5 MPa)上下波动，此时顶板压力已超过支架工作阻力。顶板动态下沉过程中，迫使工作面支架随之下缩，适应采场顶板运动，进入新一阶段的支架–围岩暂态平衡，直至工作面周期来压显现结束。
类型III：全工作面在2个不同部位来压的矿压分布状态，一般出现在周期来压前夕，顶板来压显现的1个区域靠近工作面机头的下部，最大载荷为30～43 MPa，来压影响范围和载荷增加幅度较小；另一个部位在工作面的中上部区域，顶板来压范围比下部大，动载系数高于下部，支架载荷表现为很高的工作阻力，在W.S2×4319–25/55型支架的安全阀额定开启压强(49.5 MPa)上下波动。
类型IV：全工作面1个部位不均匀来压显现的矿压分布状态，此种矿压分布特征一般出现位置在工作面中上部或机尾附近，顶板压力显现比较剧烈，最大载荷多超过W.S2×4319–25/55型支架的安全阀额定开启压强(49.5 MPa)。
上湾煤矿1－2煤层大采高工作面，因工作面长度大(240～300 m)，顶板压力显现的位置和增载幅度随机性较大，周期来压期间全部支架载荷均很大，来压前夕下部和中上部位置比较大。
(2) 观测期间采场矿压显现总体分布规律及不同长度工作面矿压显现强度的比较
表3给出了51101和51104工作面矿压分布的比较。工作面长度为240和300 m时矿压分布曲线参见图2。
表3 51101和51104工作面矿压分布的比较
Table 3 Comparison of underground pressure distributions between faces No.51101 and No.51104
51101工作面 51104工作面位置/m
P
m max
/MPa P
m
/MPa
位置/m
P
m max
/MPa P
m
/MPa －84.00(机头)45.2 25.71－112.00(机头)45.5 25.34
－45.50(下部)48.4 29.13－45.50(下部)49.0 33.99
0.00(中部)48.5 28.30
0.00(中部)55.0 37.99 36.75(上部)49.2 29.5036.75(上部)59.0 40.92 85.75(机尾)45.2 26.90110.25(机尾)44.0 26.00
图2 工作面长度为240和300 m时矿压分布曲线Fig.2 Underground pressure distributing curves of 240 and 300 m length faces
从图2中可以看出：
P
/
M
P
a
－150－100－500 50 100150
工作面位置x/m
第26卷 增2 宋选民，等. 浅埋煤层大采高工作面长度增加对矿压显现的影响规律研究 ? 4011 ?
① 工作面长度无论是240 m 还是300 m ，其沿长度方向矿压分布特征均表现为中部区域矿压显现最剧烈，支架载荷最大；距离中部较近的下部和上部区域矿压显现较大，支架载荷比中部稍小；而机头和机尾区域矿压显现最缓和，支架载荷最低。
② 无论支架末阻力最大值还是末阻力均值，均呈现为工作面长度300 m 的矿压显现大于工作面长度为240 m 的普遍规律。
③ 对于末阻力均值，工作面长度为300 m 的中部比工作面长度为240 m 的1.34倍，下部和上部分别大1.17和1.39倍，而机头和机尾则分别为0.99和0.97倍，基本相当。
④ 整个观测期间，大采高、高强度开采的超长工作面支架末阻力x P ，m /MPa 与工作面位置x 符合以中部对称轴的二次抛物线关系(见图2)，即
??
???=++?==++?=5) 945.0( 0 925.130 873.115 428.13) 888.0( 0 788.160 995.50 715.02
003m 2
240m R x x P R x x P ，，
(1)
工作面支架末阻力最大值max m P /MPa 与工作面位置x 亦符合以中部对称轴的二次抛物线关系(见图2)，即
??
???=++?==++?=8) 817.0( 0 614.355 465.98 148.10) 952.0( 0 180.337 965.77 985.02
003max m 2
240max m R x x P R x x P ，，
(2)
式(1)，(2)表明，大采高条件下，工作面长度为300 m 的支架末阻力均值大于工作面长度为240 m 的支架末阻力均值；工作面长度为300 m 的支架末阻力最大值也大于工作面长度为240 m 的支架末阻力最大值；并且均符合二次抛物线关系，这充分说明沿超长工作面方向顶板冒落拱是客观存在的。
⑤ 矿压显现观测结果表明，大采高超长工作面长度越大，整体矿压显现强度越大，所需要的支架末阻力越大。
4.4 大采高长工作面支架末阻力与初撑力关系
上湾煤矿1
－2
煤层大采高工作面长度为300 m
的开采期间，支架末阻力m P 与初撑力0P 表现为明显的线性正比增加关系：=m P 1.084 7 0P +2.773 9，即支架初撑力增大，末阻力也相应增大(见图3)。
周期来压期间最大末阻力与平时末阻力满足线性正比关系：4 715.81 005.1m max m +=P P ，平时末阻力均值大，周期来压期间的最大动载荷也随之正比增大(图略)。
图3 51104工作面支架末阻力与初撑力关系 Fig.3 Relations between final resistance P m and initial one P 0
in working face No.51104
4.5 大采高长工作面开采支架冲击载荷规律
大采高超长工作面的顶板断裂冲击是存在的，这从表3中支架载荷观测的最大值即可反映出来，
51104长度工作面为300 m 的冲击载荷(＞49.5 MPa)表现非常明显。
观测结果表明，工作面长度为300 m 的最大支架冲击载荷中部比工作面长度为240 m 的大 1.13倍，下部和上部分别大1.01与1.20倍，而机头和机尾则分别为1.01和0.97倍，基本相当。
因此，综采工作面长度增加后，选用的支架工作阻力必须相应增加才能达到安全控制顶底板岩层的目的。
5 结 论
通过对上湾矿1
－2
煤层工作面长度为240和
300 m 条件下大采高工作面矿压显现规律实测资料分析与比较研究，可以得出如下结论：
(1) 初次来压步距和周期来压步距随工作面长度的增加而减小。
(2) 初次来压强度随工作面长度的增加而加大，周期来压强度随工作面长度的增加而减小。
(3) 工作面长度大，顶板来压显现的位置和增载幅度表现为较大的随机性，顶板压力显现可以分为均匀分布、全工作面来压、2个不同部位分别来压和1个部位不均匀来压4种类型。周期来压期间全工作面支架载荷均超出安全阀开启压强，大采高超长工作面顶板压力显现很剧烈。
(4) 沿工作面矿压分布特征是中部区域矿压显现最剧烈，支架载荷最大；距离中部较近的下部和上部区域矿压显现比较大，支架载荷比中部稍小；而机头和机尾区域，矿压显现相对缓和，支架载荷最低。支架末阻力最值和末阻力，均值均呈现出工
P m /M P a
P 0
/MPa
? 4012 ? 岩石力学与工程学报 2007年
作面长度为300 m的大于工作面长度为240 m的普遍规律。
大采高条件下，工作面长度为300和240 m时支架末阻力均值、末阻力最值均符合以工作面中点为对称轴的二次抛物线函数关系，充分说明沿超长工作面方向顶板冒落拱是客观存在的。大采高超长工作面长度越大，所需要的工作阻力越大。
(5) 整个开采期间，支架末阻力与初撑力为线性正比增加规律，周期来压期间，最大末阻力与平时末阻力亦为线性正比增加规律。
(6) 大采高长工作面的顶板断裂冲击是存在的，工作面越长，最大冲击载荷越大。
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综采工作面矿压观测报告(模板)
×××综采工作面矿压观测总结报告 单位：__________________ 区队：__________________ 编写人：________________
目录 1 工作面地质及开采条件......................................... - 1 - 1.1工作面地质及开采条件...................................... - 1 - 1.1.1工作面概况及地质说明书................................ - 1 - 1.1.2顶底板岩层岩性组合结构分析............................ - 3 - 1.1.2地质.................................................. - 3 - 1.2支护...................................................... - 3 - 1.2.1正常支护.............................................. - 3 - 1.2.2特殊支护.............................................. - 4 - 1.2.3确定支护强度.......................................... - 4 - 1.2.4巷道布置.............................................. - 4 - 2 矿压观测计划................................................. - 5 - 2.1 矿压观测领导小组......................................... - 5 - 2.2×××综采工作面矿压观测的目的和任务 ......................... - 5 - 2.3观测方案.................................................. - 5 - 2.3.1观测工具.............................................. - 5 - 2.3.2测线布置.............................................. - 6 - 2.3.3研究方法.............................................. - 6 - 2.4矿压观测容................................................ - 7 - 2.4.1顶板动态：............................................ - 7 - 2.4.2支护质量.............................................. - 7 - 2.4.3 ×××工作面矿压观测方法................................. - 7 - 2.4.4 ×××工作面观测效果预计................................. - 7 - 2.4.5 ×××工作面观测制度及守则............................... - 7 - 2.4.6 ×××工作面观测记录表格及资料整理表格设计............... - 7 - 3 矿压规律分析................................................. - 8 - 3.1 初采期间的矿压规律....................................... - 8 -
综采工作面矿压显现规律的实践与研究
综采工作面矿压显现规律的实践与研究 发表时间：2020-01-16T14:47:55.440Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：武姣姣王建志 [导读] 摘要：不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，运用数值计算方法对采场周围应力场分布、顶底板岩层稳定性、支架对围岩的支护效果等进行了研究，掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压进行预测预报，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，来保证矿井安全高效生产 新汶矿业集团山东新泰 271219 摘要：不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，运用数值计算方法对采场周围应力场分布、顶底板岩层稳定性、支架对围岩的支护效果等进行了研究，掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压进行预测预报，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，来保证矿井安全高效生产。 关键词：矿压显现特征；初次断裂步距；矿压控制技术 1研究背景 我国回采巷道的支护技术已经发展很快，很多回采巷道都已成功支护，但是回采巷道受到采煤工作面的动压影响，在采掘过程中往往会造成顺槽的底鼓、片帮、顶板下沉、两帮变形及回采巷道局部破坏，这些都对矿井的安全高效生产造成不利影响。由于受地质因素及巷道断面大小的一系列客观因素的影响，回采巷道受工作面的采动影响规律及影响程度是不一样的，为了更加全面的掌握回采巷道受采动影响的程度与规律的一般性，以及针对该矿客观条件下回采巷道的安全性有必要进行顺槽受采动影响的观测研究。 本次针对三沟鑫都煤矿2101工作面面进行采场和回采巷道的矿压特征进行观测研究，目的是掌握2号煤层长壁综采工作面及顺槽的矿压显现规律及机理，为进一步优化矿压控制技术措施提供依据。 2采场矿压控制领域 采场岩层控制、开采工艺优化、设备配套、提高资源回收率等一直是煤矿开采领域中的主要研究课题。近一个世纪以来，各国煤炭行业围绕改革采煤方法、改善顶板管理状况、推进矿井新型装备利用等领域开展了大量研究工作。 为了进一步研究开采引起的回采工作面上覆岩层的移动和破坏规律，掌握采空区上方形成的冒落带、裂隙带、弯曲下沉带的高度，查明上覆岩层移动机理和回采工作面周围应力重新分布规律，以及上覆岩层移动与工作空间顶板下沉和支架受载的关系，部分矿区在井下巷道内或通过地面打深钻孔，设置深部测点，进行岩层内部移动规律的观测研究。有些矿区为了解决坚硬顶板的管理，以及铁路下、建筑下、水体下采煤，水力采煤，有冲击矿压、煤与瓦斯突出危险的煤层开采等问题，曾采用地音仪进行采空区矿压观测，利用微振仪检测顶板动态，用钻孔电视设备观测岩层移动、难冒顶板人工爆破效果以及开采后顶板的断裂、离层、跨落等情况。通过以上一系列观测研究，在防治井下冒顶事故、改善顶板安全状况等方面起到了良好效果。 3研究方案 3.1工作面液压支架压力自动记录仪的布置 工作面两端头各选2台支架、中部选取9台支架作为支架工作阻力观测对象。 利用YHY60（B）型数字压力器自动记录仪对三沟鑫都首采工作面ZY4000/09/21型液压支架的工作状况进行了持续监测，工作面宽度为150m，安装液压支架103架，在3#架、4#架、30#架、31#架、32#架、60#架、61架、62#架、90#架、91#架、92#架、100#架、101#架分别安装编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13号的自动记录仪。记录仪布置如图2-1。 全工作面煤壁、端面顶板作为煤壁片帮形态和顶板漏冒形态观测对象。通过观测统计、素描等方法记录全工作面煤壁片帮形态和顶板漏冒形态。 3.2工作面支架工作阻力的数据采集 数据采集：液压支架压力自动记录仪安装好后即开始采集数据，采集时间间隔设置为5分钟。数据采集工作由专人负责，定时进行，妥善保管。同时检查仪器的工作状况，发现异常情况及时维修和更换，保证所获得的数据能够真实反映实际情况。 每次收集数据时，须记录相应的时间以及工作面推进距离（回采工作面煤壁至开切眼后壁的距离），并认真与综采队核实，保证记录进度与实际进度的一致性。 图3-1 压力计分布位置 3.3原始数据整理方法 在2101工作面回采期间，利用YHY60（B）型数字压力器自动记录仪对三沟鑫都首采工作面ZY4000/09/21型液压支架的工作状况进行了持续监测，获得了大量原始数据。为了对实测结果进行系统分析，首先对所取得的数据进行整理，导入excel工作表，并绘制工作阻力变化曲线图。 4．观测方案 为了更加全面的掌握顺槽受采煤工作面的采动影响，针对2101工作面顺槽进行20多天的连续观测，为了全面准确的获得采煤工作面的采掘活动对顺槽的具体影响程度，在每个顺槽的超前支护段的铰接顶梁上均匀布置4个液压表来观测顺槽超前支护段顶板的压力。在到超前支护段每15m左右的距离在进风顺槽、回风顺槽内各布置4各测站，每个测站内观测顶底、两帮位移，布置顶板、两帮窥视孔，安装锚杆测力计。并在测站附近安装顶板离层仪。采用米尺对进风回风顺槽内测站内顶底、两帮位移进行测量，精确到毫米。采用窥视仪对测站内顶板、两帮的窥视孔进行观测，以确定顶板、两帮是否受到采动影响而破坏。采用锚杆测力计观测测站内锚杆的托锚力受到采动影响的程
矿压观测分析预报制度
矿压观测分析预报制度 近年来，我矿矿压观测、防治方面开展了一些卓有成效的工作，在矿压观测方面，已初步掌握采区内各工作面顶板活动特点，为及时采取相关措施提供了时间保障;同时为配合矿井质量标准化建设，加强矿压观测、防治工作显得十分重要，为此特制定矿山压力预测预报制度如下： 一、观测范围 5煤、9煤掘进头、采煤面及巷道实行定点观测。 二、观测内容 1、掘进头观测内容：煤巷：巷道变形量观测、顶板离层观测岩巷：巷道变形量观测 2、采煤工作面观测内容： 回采放顶煤工作面：支架工作阻力、两道顶板下沉量; 回采工作面：初次来压、老顶来压、周期来压，支柱初撑力、工作阻力、顶板下沉量; 回采工作面：工作面煤壁片帮、端面距、冒高、支架(柱)状况、两道超前顶板运动规律、应力分布、巷道变形量、工作面及两道超前支护质量等。
三、观测方法 1、圆图自记仪每天早班记录一次 2、工作面支架初撑力、工作阻力每班检测两次。 3、两道超前顶板运动规律、应力分布、巷道变形量每班检测一次。 4、工作面顶板及两道超前支护质量、煤壁片帮、端面距、冒高、单体状况每班进行正常的观测。 四、预报内容 1、采煤工作面支护质量不符合下列要求的：单体液压支柱工作面支柱初掌力不小于90KN/棵，合格率达70%以上，综采工作面支架初撑力液压不小于24MPa;单体液压支柱工作面泵站的压力不小于18MPa，综采工作面泵站的压力不小于30MPa。 2、掘进工作面支护质量不符合下列要求的：锚杆支护巷道顶部锚杆锚固力不低于8吨、帮部锚杆锚固力不低于6吨，预紧力矩帮顶均不小于100N.m，巷道围岩位移控制在300mm以内，顶板离层仪安设及时，牌板内容齐全。 3、两道超前顶板运动规律、煤壁片帮、端面距、巷道变形量等其它出现异常现象时。 五、观测制度 1、严格执行班中检测、记录制度，严禁空岗、漏检。 2、原始数据记录要准确，不得随意乱改，严禁做假表。
采煤工作面矿压分析报告
山西王家峪煤业有限公司150102综采工作面矿压观测分析报告 调度室 2018年2月1日
150102工作面矿压分析报告 一、150102工作面基本情况 1、150102工作面位于+680水平，工作面标高为+620—+670m ，该工作面可长度为790m ，工作面长度为180m ，面积为142200㎡，平均煤厚3.61米，倾角5—10度，平均7.5°。150102工作面位于井田的中部。其周围均为未开采区域。 2、地质情况 3、采煤方法 本工作面采用走向长壁一次采全高的采煤方法 工艺流程：割煤——装运煤——移架——推溜——清煤——下一循环 4、工作面设备 采煤机：MG300/700—WD 型 工作溜：SGZ-764/500型前部输送机 顶、底板 名 称 岩石 名称 厚度 m 特 征 老 顶 深灰色石灰岩 6.77 深灰色石灰岩，灰黑色，裂隙发育，含粉石，较硬。 直接顶 黑色泥岩 6.4 黑色泥岩光泽亮，较软，零星可采。 伪 顶 0.2—0.3 灰黑色，质脆，含黄铁矿结核 伪 底 直接底 粉砂岩 1.23 黑灰色，泥质胶结，含植物化石及黄铁矿结核。 老 底 砂 岩 8.21 灰黑色，以石英岩为主，坚硬，局部为砂质泥岩沉积。
转载机：SZZ-764/160（自移式转载机） 皮带机： DSJ—1000/2×75 液压支架：ZY6400/17/31的两柱支撑掩护式液压支架 5、液压支架及乳化液泵站性能参数 （1）、液压支架（ZZ5200/19/42支撑掩护式）： 支护宽度为1.43—1.60m，支架中心距：1.5m， 放顶步距0.6m。最大控顶距离：4.8m， 最小控顶距离：4.2m。最大高度：4.2m 最小高度：1.9m 支架数量：共124架。 初撑力：4364KN 工作阻力：5200kN 系统供液压力：30Mpa 支护强度：0.95Mpa 支架重量：18.9t （2）、乳化液泵站（BRW400/31.5型） 额定供业液压力：31.5Mpa；供液流量：315L/min 液箱容积：1600L 乳化液浓度：3%—5% 乳化泵数量：2台。 二、矿压观测方案 1、观测目的 （1）、通过对150102工作面进行现场矿压观测和掌握工作面推进过程中的支架工作状况，分析工作面围岩（煤层）超前支撑压力分布状况。 （2）、工作面液压支架支护阻力观测，支护阻力包括初撑力、最大阻力，确定直接顶初次垮落步距、老顶的初次垮落和周期垮落步距。 （3）、统计观测，统计综采工作面支架受载损坏情况、采空区上覆岩层垮落、移动和悬顶程度，架前冒顶情况、煤壁片帮、安全阀开启率等。 （4）、为我矿开采15#煤层的事故预测和动力信息基础研究提供必要数据，
矿压分析结果汇报
矿压观测报告 一、概述 矿山压力的观测与分析是实现矿山生产科学管理必不可少的基础工作，多年来一直为广大采矿工程技术人员重视，矿山压力显现及其控制方法研究是正确进行采矿设计、合理选择支护形式及支架类型、加强顶板管理、保证安全生产的重要一环。 二、观测目的 为研究巷道矿压显现特征，能有效地指导矿井开采，为掌握矿山压力及其显现规律，改善合理支护方式，确定合理护巷参数，改进巷道支护提供科学依据，提高巷道支护效果。同时防止顶板事故的发生，保证我煤矿安全而高效的生产，特此作矿压月度报告。 三、观测区域地质及围岩性质 1503工作面为一采区第二个工作面，西北走向布置，工作面北翼为F2逆断层，东北翼为1501首采工作面，西南方向为1505备采工作面，东南方向为+920集中运输巷。观测区域是1053回风道。该面煤层为煤5，含炭质泥岩夹矸1～2层，夹矸平均厚度0.2m，煤层色泽为黑色，条痕为深棕色油脂光泽，呈参差状断口，节理面充填方解石脉，含黄铁矿。直接顶：砂质泥岩3.26m深灰～灰黑色泥岩、砂质泥岩为泥质结构，波状层理发育，易垮落。老顶：细粒砂岩5.90m 灰白～灰色粉、细粒砂岩，砂质胶结，以石英为主、长石风化，斜层理发育。 四、支护技术参数 1503回风道：巷道净高3.2米，宽5米。锚杆采用Φ20mm×2600mm，
间排距800mm×800mm，每排布置13根，巷道拱部采用长7300mm锚索加强支护，间排距1600mm×1600mm，从巷道中心线向两帮依次按“333”型布置。 五、观测方法 在一般情况下巷道内每隔50m设立一个顶板离层和巷帮离层观测站，顶板离层分为四个点基点1、2、3和4分别是从深到浅排列的，新设立的观测站，连续观测，每天记录一次观测数据并加以整理，如果所观测巷道没有明显的矿压显现，就改为三天一观测，依次直到矿压完全稳定。观测的主要任务是掌握掘进后围岩中的矿山压力分布及其发展变化的规律，并搞清顶板活动规律、掘动条件等各方面因素的影响。 五、报告内容 1503回风道截止7月11日共掘进两1100米，安设顶板离层仪19个，安装位置分别是：1503回风联络巷、1503回风道三角门、1503回风道90米处且从90米处到迎头是每50米安装一个顶板离层仪，具体内容如下： 巷道名称：1503回风联络巷序号：01 安装位置:三角门日期:2013.12.13
基于FLAC3D的大采高综放工作面推进矿压显现规律数值模拟
采矿工程数值分析与应用 题目：基于FLAC3D的大采高综放工作面推进矿压显现规律数值模拟
1 关键问题 根据煤层、顶板冲击倾向性鉴定结果和曾发生的动力现象，并考虑到1301工作面复杂的开采条件(深部、特厚煤层、高地压、强承压水、高温、厚表土层、构造发育等)，认为1302N工作面开采面临潜在的冲击地压、帽裂等动力灾害威胁。因此，本文提出应用FLAC3D研究工作面推进过程中矿山压力显现规律。根据该规律，减少冲击地压等的动力灾害的发生，保证工作人员的生命安全，增大生产效率，提高产量。 2 工程背景 2.1矿井基本概况 山东新巨龙能源有限责任公司位于山东省菏泽市巨野县新巨龙镇，在巨野煤田中南部，东距巨野县城约20公里，西距菏泽市40公里，兖新铁路和327国道在井田上穿过，北临日东高速公路，东依京福高速公路、京沪铁路、京杭大运河，西靠京九铁路、济广高速、德商高速，交通便利。公司占地面积 522808 平方米，矿井井田东起田桥断层，西至煤采地层底界露头，南起邢庄及刘庄断层，北至陈庙断层及第一勘探线，地理坐标为北纬35°05′～35°30′，东经115°47′～116°18′，南北长约12公里，东西宽约15公里，面积约180平方公里。交通位置详见图2-1，其中A为新巨龙能源公司所在位置。矿井地质储量16.83亿吨，可采储量5.1亿吨，设计生产能力600万吨/年，设计服务年限82年。 图2-1 交通位置图
巨野属黄淮流域，北临黄河，境内水系健全，水资源丰富。既有充足的地表水、地下水，又可常年引流黄河水，全县水资源总量3.76亿m3，可利用地表水1.3亿m3，可利用地下水2.47亿m3，人均水资源储量413.1m3。即将动工兴建的大野水库，库容达2.5万m3，可为工农业发展和城镇居民生活提供用水保障。巨野属暖温带大陆气候，四季分明，气候温和，雨水充沛。年均气温13.5°C；年均降水量655mm；无霜期平均213天；年日照时数2329.2-2578.3小时。 2.2矿井地质条件 2.2.1地层与主采煤层特点 （1）煤层发育情况 地层区划属华北地层区鲁西地层分区，区内多为第四系覆盖。3煤层平均厚度为8.82m，煤层直接顶为厚度为2.35m的粉砂岩，其单向抗压强度为32.13 MPa，基本顶为厚度为12.42m的粉砂岩互层，其单向抗压强度为100.17 MPa，由于煤层厚度较大，采空区冒落高度相对较高，煤层顶板又较为坚硬，因此可能存在顶板大面积悬顶。随着工作面的继续推进顶板集聚足够的弹性能，突然断裂对工作面支架、煤壁造成冲击诱发采场、巷道冲击地压发生。因此，3煤层顶板是否形成大面积悬顶是工作面顶板明显动压发生的必要条件。根据1301N工作面、已施工的1302N上下平巷揭露资料，工作面第一联络巷以南部西部区域3煤厚度在2.8-3.3m，东部靠近1301N工作面上平巷附近厚4.3-8.0m；第一联络巷以北西部区域3煤厚9.7-10.9m，1301N工作面上头揭露3煤厚8.0-9.5m；煤层中间夹0-1.2m泥岩或炭质泥岩。3煤层属较稳定，结构复杂。 （2）煤层类型及煤质 3层煤可采指数为1，为较稳定煤层，煤层倾角0～6°，平均3°；煤种在二联巷处分界，煤质牌号为肥煤；宏观煤岩类型为半暗-半亮型煤，低灰低硫易洗选，发热量30.13MJ/kg，硫份0.55%，灰分12.95%。 （3）煤层顶底板 煤层顶底板条件主要见表2-1：
90307综采面矿压观测分析报告
90307综采工作面矿压观测分析报告 山西***煤业有限公司综采队 二0一一年
90307综采工作面矿压观测分析报告 通过90307综采工作面矿压观测，掌握了该工作面煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程煤壁中应力变化大小和应力影响范围。为工作面现场管理提供完善、准确的资料，以直接指导生产实践和解决施工生产问题。 一、观测目的 采煤工作面矿山压力观测就是定量研究开采工程中矿压显现规律。为现场管理提供完善准确的资料，指导工程实践，解决施工生产问题，本次观测有以下三个方面的目的： ①掌握采煤工作面上覆岩层运动规律；回采空间围岩与支架相互作用关系；采动引起的支承压力分布；寻求搞好工作面顶板管理的有效措施。 ②对正在使用的支架适应性进行考察。即从顶板控制出发，对在既定条件下使用支架的架型、参数、特性和支护效果提出评定性意见。 ③根据围岩条件及支撑压力分布来确定工作面巷道断面形状、规格及支架参数，煤壁前方巷道超前维护距离。 二、工作面概况 ㈠、90307综采工作面位于矿井3#煤层9盘区西部，为9盘区开采的第四个工作面。该工作面沿煤层倾向布置，西北面为120305采空区，西南面为酸枣疙瘩新农村保安煤柱。工作面第一回风巷，顶板标高为+640～+645m，倾向长288m；第二回风巷顶板标高为+640～+645m，倾向长289m；工作面走向长82m。地面标高为+975～+1108m左右，工作面对应地表为黄土丘陵区域，沟壑纵横无任何建筑物。 ㈡、煤质和煤层赋存情况 该工作面所采3#煤层是二叠系下统山西组主要可采煤层，根据现有巷道揭露的煤层资料分析，该面煤层结构简单，煤层属稳定煤层，煤层厚度为1.7m。煤层倾角3°～7°平均6°。
(整理)4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。
矿压监测数据分析报告
21907工作面矿压监测数据分析报告 1、初次来压分析报告： （1）21907工作面39m初次来压 （2）初次来压表现为：上出口10m范围内巷道底鼓严重，37-40号支架处煤壁片帮，30-39号支架底板有瓦斯涌出现象，支架压力增大。（3）采取措施：加强顶板管理，及时超前移架，严格检查上下两巷超前支护，发现自缩单体和损坏的π钢梁及时更换，底鼓地段进行拉底，保证泵站出口压力不低于31.5MPa，配合通风部门进行瓦斯治理，尽量缩小工作面控顶距，做到及时回柱放顶，使直接顶充分垮落。2、周期来压分析报告 （1）第一次周期来压步距30.7m （2）周期来压表现为：上出口10m范围内巷道顶板破碎且底鼓严重，12-20号局部支架处煤壁片帮，29-39号支架底板有瓦斯涌出现象，支架压力增大。 （3）采取措施：加强顶板管理，及时超前移架，严格检查上下两巷超前支护，发现自缩单体和损坏的π钢梁及时更换，底鼓地段进行拉底，保证泵站出口压力不低于31.5MPa，配合通风部门进行瓦斯治理，尽量缩小工作面控顶距，做到及时回柱放顶，使直接顶充分垮落。3、2016年1月周期来压分析报告 （1）本月4次周期来压，来压步距分别30.7m、30.1m、32m、32.1m （2）周期来压表现为：局部支架处煤壁片帮，局部支架处底板有瓦斯涌出现象，上下出口附近有底鼓现象，
（3）周期来压采取措施：加强顶板管理，及时超前移架，严格检查上下两巷超前支护，发现自缩单体和损坏的π钢梁及时更换，底鼓地段进行拉底，保证泵站出口压力不低于31.5MPa，配合通风部门进行瓦斯治理，尽量缩小工作面控顶距，做到及时回柱放顶，使直接顶充分垮落。 （4）1、加强工作面的顶板管理，严格按《 Bm2016-05号采煤作业规程》中规定进行施工，工作面煤壁应采齐采直，及时进行超前移架，缩短架前空顶时间和空顶距离，严禁在空顶、空帮及支护质量不合格的情况下作业。 2、加强上、下两巷的顶板管理，严格对两巷超前支护进行检查，出现单体自缩及时补压，出现π梁断、裂情况及时更换，对底板鼓起地段及时进行拉底，保证巷道高度不低于1.8m。保证上、下出口高度不得低于1.8m。 3、必须保证泵站出口压力不低于31.5MPa，支架初撑力不低于25.2MPa，单体液压支柱初撑力不低于11.5 MPa，杜绝管路出现窜、跑、冒、滴、漏液现象。 4、本次来压期间，要认真观察工作面顶板下沉量，及时采取针对性措施。 5、本次来压期间，人员进入机道内作业前必须先用长把工具（长度不小于1.5m）处理掉煤壁的伞檐，确认安全后方可进入机道作业。 6、当班回采班组要积极配合通风部门进行瓦斯治理。 7、周期来压期间机电人员要每班对机电设备进行完好检查，杜绝电器失爆。 8、周期来压期间尽量缩小工作面控顶距，做到及时回柱放顶，使直接顶充分垮落，以缓冲基本顶垮落时对工作面的冲击。 9、专职支架工负责调整支架间隙在规程允许范围内。 10、人员不可站在架间，以防活矸掉下伤人。 11、落煤后必须及时移架，并保证支架的初撑力和有效支护。 4、2016年2月周期来压分析报告 （5）本月3次周期来压，来压步距分别31.8m、31m、31m （6）周期来压表现为：局部支架处煤壁片帮，局部支架处底板有瓦斯涌出现象，上下出口附近有底鼓现象， （7）周期来压采取措施：加强顶板管理，及时超前移架，严格检查上下两巷超前支护，发现自缩单体和损坏的π钢梁及时更换，底鼓地段进行拉底，保证泵站出口压力不低于31.5MPa，配合通风部门进行瓦斯治理，尽量缩小工作面控顶距，做到及时回柱放顶，使直接顶充分
综采工作面矿压分析
综采工作面矿压观测分析说明 本月通过对E8106综采工作面矿压观测，掌握了该工作面煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程煤壁中应力变化大小和应力影响范围。为工作面现场管理提供完善、准确的资料，以直接指导生产实践和解决施工生产问题。 一、煤质和煤层赋存情况 金川煤矿矿井为片盘斜井上下山布置，分为东西两个片盘，现回采为东部片盘；主采煤层为8-2+3+4煤层，本回采工作面编号为E8106，该煤层在本工作面回采区域内赋存较为稳定，平均厚度米。掘进巷道支护采用锚杆、锚网、锚索、钢筋托梁支护方式，顶板破碎带处采用钢棚补强方式加强支护或加密锚索支护；原煤生产采用后退式综合机械化放顶煤一次采全高技术开采。 1、煤层顶、底板情况：顶板类别： 8-2+3+4煤层的直接顶多为炭质泥岩、粉砂岩、泥岩、局部为炭质粉砂岩和炭质泥岩。粉砂岩其抗压强度较大（＞300kg/cm)，岩石力学强度较大，属坚硬不易软化岩石。底板类别：主要为炭质泥岩、局部泥岩，局部为细、中砂岩。一般厚1～3米，最厚米。炭质泥岩遇水易软化，力学强度小。细砂岩和中砂岩，力学强度较大，属于坚硬岩层。 2、地质构造：据掘进揭露的地质资料分析，E8106工作面煤层整体形态为一单斜构造，工作面沿倾向布置，从工作面巷道揭露资料看，该面地质构造相对简单，古河床冲刷带和F28正断层横穿整个工作面。工作面里段为易冒落的顶板，顶板随回采而垮落，顶板来压比
较稳定。 二、原始记录汇总：工作面支架支护载荷的观测根据，E8106工作面的顶板支护动态监测记录：每7天进行一组数据分析，数据分析如下：在工作面初采初放是工作面压力较大，平均值在28MP左右，随着工作面初次来压，确定来压步距后，工作面正常情况下平均压力在20MP。 因工作面采用放顶煤开采，顶煤易垮落，两刀放一次顶煤，后立柱测压表放煤后,表读数可能较小或为0MP，前立柱也可能在放煤后受影响，压力比平均值小。 初次来压、周期来压阶段，综采区结合现有支架特性、现有的技术装备水平，加强基础管理。在确保乳化液泵正常工作泵压下，从提高支架初撑力入手，保持支架合理支护状态，使支架各支、掩、护等构件全承压，形成了煤壁、顶板“全封闭”式管理，为安全生产赢得了主动。 三、总结说明 根据W8107、W8201、W8203、E8104工作面的地质总体情况，综采工作面矿压统计数据正常情况下在19-26MP之间，液压支架后立柱在放煤后压力数据较小或为0，前立柱在放煤后压力数据小于或大于工作面平均压力读数5MP范围内，属于正常情况。如工作面压力表读数超出工作面压力超过规定时，必须做专项分析。
煤矿胶结充填开采覆岩移动及矿压显现规律研究
煤矿胶结充填开采覆岩移动及矿压显现规律研究本文以煤矿胶结充填开采技术为背景,通过相似模拟试验、数值模拟进行了不同充填率条件下覆岩移动和矿压显现规律的研究,并与垮落法开采进行对比。在综合分析胶结充填覆岩移动变形规律后,提出了充填开采上覆岩层渐进“S”型梁模型,并对其形成条件进行了理论分析。基于弹性地基梁理论,建立渐进“S”型梁力学模型,推导出充填开采煤体区和充填区支承压力分布和顶板下沉量推导公式,并进行了理论计算。将此模型应用到地表下沉预测计算中,并对地表下沉系数取值进行研究,构建了胶结充填质量控制体系框架,在小屯矿进 行了工业性试验,技术经济效益分析结果表明了小屯矿进行胶结充填开采的合理性和优越性。本文对以下主要内容进行了研究：(1)通过实验室相似模拟试验,对垮落法开采及不同充填率条件下充填开采的覆岩移动变形规律分析可知：①与垮落法开采相比,充填采煤上覆岩层整体性结构没有破坏,当充填率为80%时,胶结充填开采上覆岩层发生整体弯曲下沉,仅出现裂隙带和弯曲下沉带,两带发育分布在基本 顶附近,且范围较小,岩层竖直方向上无贯穿性裂隙：当充填率为90%时,只出现弯曲下沉带。即采空区充填率对充填采煤上覆岩层的稳定性有显著的影响,随着充填率的提高,上覆岩层的变形破坏从产生离层、裂隙逐步变为整体的弯曲下沉,上覆岩层下沉速度及下沉量也呈现大幅度减小的趋势。②充填率越高,顶板的欠接顶量小,下沉空间少,顶板的完整性越好,充填体和顶板的承载能力越高,故煤壁前方支承 压力峰值越小,应力增高区面积减少,后方充填体支承压力越高。③与
垮落法开采相比,充填开采工作面周期来压的步距较大,周期较长,周期来压现象不明显；充填率越高,周期来压的步距越大,周期越长,周期来压强度越小,周期性越不明显；当充填率达到90%时,工作面无周期来压现象。④对于胶结充填开采,充填体与围岩的相互作用主要体现在以下几个方面：充填材料作为地质填充物,及时对采空区进行了充填,胶结成具有一定强度的充填体阻止围岩变形,提高了围岩的完 整性和承载能力,增强了顶板抵抗变形和破坏的能力；随着工作面的推进,形成了以煤体、充填体、围岩共同作用的支撑体系,阻止覆岩的进一步变形；此支撑体系改变了整个采场的应力状态,使采场由双向受力状态变成三向受力状态,共同阻止上覆岩层的下沉。由于上覆岩层运动空间有限,整个采场矿压显现明显减弱。(2)在分析胶结充填采场覆岩移动特征的基础上,提出了充填开采上覆岩层渐进“S”型梁理论,建立渐进“S”型梁弹性地基梁力学模型,对顶板移动变形进行分析。①对胶结充填采场覆岩移动特征进行分析,建立了渐进“S”型梁力学模型,并对其形成条件即完全连续条件和有效连续条件进行了理论分析。②基于弹性地基梁理论,将基本顶岩梁视为半无限长梁,不考虑控顶距和支架的情况下,建立充填开采渐进“S”型梁力学模型,并根据此模型建立了充填开采覆岩移动力学方程,推导出充填开采煤体区和充填区支承压力表达式,分析了煤体区和充填区支承压力分布情况：随着工作面的推进,煤体一侧垂直应力逐渐减小,趋于原岩应力；作用在充填体上的垂直应力随着工作面的推进而增大,也逐渐趋于原岩应力。顶板的反力在x=0处不连续,发生突变。在x=0处,煤体压力
综采工作面矿压分析总结
矿压分析总结 一、工作面位置 1-101综采工作面位于一采区皮带巷右翼，1-1011巷沿矿井边界布置，1-1012巷沿一采区轨道巷下山方向布置，切割巷靠边界与许北煤矿相邻。该工作面地面东南有许村村庄，地面有一座废弃洗煤厂，有零星的房屋建筑，其余为山脊沟谷及农用耕地。地面标高+580m—+630m，工作面煤层底板标高为+470m—+534m，盖山厚度为 163.0~245m。 二、工作面情况 该工作面正巷长为1372m，副巷长为780m，切巷220m，回采煤层为1#煤层，1#煤层位于山西组中上部，煤层发育稳定，厚度一般为1.5-1.7m，平均1.6m。顶板为伪顶、直接顶、老顶；伪顶为泥岩（0.5m）；直接顶为细砂岩（4m),老顶为砂纸泥岩（5m).底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩多。1#煤层与2#煤层层间距为10m—14m，不稳定。根据掘进过程中揭露情况，工作面大约共计16个断层，其中1-3m断层14个，倾角25°-65°；4m断层1个，倾角55°；15m 断层一个，倾角70°。 三、液压支架参数 根据工作面顶底板岩性、底板比压、煤层厚度及有关生产资料，工作面支护选用ZY3300/11/26A掩护式液压支架，其特征见下表：支架型号ZY3300/11/26A型
支撑高度1100-2600mm 支架宽度 1430-1600 支架初撑力1308KN 支架工作阻力1650KN 支护强度0.50-0.61(f=0.2)Mpa 所需泵站压力31.5Mpa 支架中心距1500mm 顶梁长度3050mm 端面距340mm 移架步距600mm 四、分析处理 截止7月15日8点班1-101工作面共推进323m（正巷推进至 37#点前17m,副巷推进至16#点前91.5m）。 初次来压规律 综采工作面推进了6m时，工作面45#—73#架顶板开始垮落，落 顶厚度在2m左右。顶板压力较大，顶板帽落的矸石较多。六号、七 号、八号、九号、十号矿压监测分站压力增大。其中70#支架压力最 大（达到38Map），其它支架压力以此处为中心向四周递减。 综采工作面推进了12.6m时，顶板全部垮落。最大压力在39兆 帕。 工作面初采期间矿压观测统计表 从切眼起推进距(m) 压力显现描述工作阻力（Mpa）来压性质分析 11月10日开始回采，工作面有三个断层6m（11月19月）45—73#架后面开始垮落30-38 直接顶垮落 12.6m（11月26月）老山老顶全部垮落25-33 断层带影响 15m（11月27月）支架工作阻力开始升高30-38 老顶初次来压 11月29日8点班支架压力回落20-30 老顶初次来压完成 1、工作面初采期间，来压时支架工作阻力明显增加，来压强度 大，工作面现场来压显现明显；随工作面向前推进，来压强度减小，
15102回采工作面矿压观测分析报告
15102回采工作面矿压观测分析报告 一、15102工作面基本情况 1、井下位臵： 15102回采工作面西侧为15101回采工作面采空区，距离与采空区之间相隔20m保安煤柱，南侧为F1断层，距离断层留有20m断层保安煤柱，东侧为实体煤，北侧为15#一采区胶带巷、回风巷和轨道巷。 2、地质情况 （1）掘进过程中断层情况 掘进见F1断层（断层无水，为不导水断层）后，退出30m，然后改向沿着断层掘进，与断层之间留有20m断层保安煤柱，在15102回采工作面掘进运输顺槽、回风顺槽、切眼时再没有遇到过断层，但是在掘进切眼时遇到过顶板台阶式下沉段，判断为地垒，但是当时顶板完好，没有裂隙或破碎，整个掘进过程中顶板都无淋水。 （2）掘进中陷落柱情况 掘进这些回采巷道是从未遇到过陷落柱。 （3）掘进中褶曲构造情况 在掘进切眼时遇到过顶板台阶式下沉段，判断为地垒，但是当时顶板完好，没有裂隙或破碎，整个掘进过程中顶板都无淋水。 （4）预计工作面回采过程中的构造情况 工作面回采过程中要遇到两条空巷道，宽度越 4.6m，空巷为裸体巷道。会对工作面推进有影响。 3、顶底板情况
4、工作面参数 工作面切眼倾斜布臵，长度约220m，运输顺槽长480m，回风顺槽长330m，煤层厚度平均约3.7m。 5、采煤方法 倾斜长壁一次采全高采煤法。 6、工作面设备 液压支架、刮板机、采煤机、转载机、单体液压支柱、皮带机、乳化液泵站、喷雾泵站、移动变压器2台，控制开关等 7、液压支架和乳化泵站性能参数 ZZ6400-21/46型支撑掩护式液压技术参数 技术型号 ZZ6400-21/46型 适应煤层倾角≤8° 外形尺寸高度：2.1～4.6m，最大长度：6.8m 支架中心距 1500mm 支撑能力支护高度：除去顶板下沉量200mm、浮矸厚 度50mm、立柱回缩量100mm，支撑 高度设定为：2.45～4.5m，工作阻 力：6400KN 支护强度 0.9-1.1MPa 底板比压 1.2MPa 泵站压力31.5MPa 移架步距630mm 架数 107架（前期安装55架，后期安装107架)操作方式手动本架操作 5、乳化泵2台，技术参数如下：
51101综采工作面矿压分析报告
51101综采工作面矿压观测分析报告 神木市黑拉畔煤矿 2019年06月29日
2019年06月份综采工作面矿压观测分析报告 本月通过对51101综采工作面矿压观测，掌握了该工作面煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程煤壁中应力变化大小和应力影响范围。为工作面现场管理提供完善、准确的资料，以直接指导生产实践和解决施工生产问题。 一、煤质和煤层赋存情况，该工作面所采5-1煤层是煤(岩)层延安组（J2y）为整合区的含煤地层的可采煤层，根据现有巷道揭露的煤层资料分析，该面煤层结构简单，煤层属稳定煤层，煤层厚度为2.6-3.0m。煤层倾角 1°～3°平均 2°。1、煤层顶、底板情况：（１）、顶板：直接顶、基本顶。直接顶为黑色砂质泥质结构，薄层状构造，斜层理较发育，底部含碳质，厚度平均约为 7.75m；基本顶为灰色粉砂岩、中间含中粒砂岩，为粉砂状结构，薄层状构造，厚度平均约为 8.05m。（２）、底板：直接底板为灰黑色泥岩，泥质结构，薄层状构造，厚度平均约 8.5m。 2、地质构造：据掘进揭露的地质资料分析，51101工作面煤层整体形态为一单斜构造，工作面沿倾向布置，从工作面巷道揭露资料看，该面地质构造简单。工作面为不易冒落的顶板，工作面强制放顶后顶板随回采而垮落，顶板来压比较稳定。 二、原始记录汇总：①工作面支架支护载荷的观测根据，51101工作面的顶板支护动态监测记录：每5天进行一组数据分析，数据平均值如下：1号监测点:14.7 Mpa、2号监测点:25.8Mpa、3号监测点:26.3Mpa、4号监测点：24.3Mpa、5号:19.1MPa、6号监测
采煤工作面矿压观测总结
采煤工作面矿压观测总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
2015年1月份矿压观测总结 211302工作面1月23日开始生产，截止到1月底，211302工作面机头累计推进51.2m；机尾累计推进48.6m。工作面初次来压分布不均衡，压力分段显现，来压时顶板破碎，煤帮有破断的声音，部分支架安全阀打开。 （1）由上部测站（133#、148#、162#支架）矿压观测数据统计分析可知，上部测站顶板初次来压步距为 30.6~34.3m，三支架平均初次来压步距为32.58m。顶板来压时加权阻力为2413.12~2914.22kN，平均动载系数为 1.32。来压持续长度为0.8~5.6m，三支架平均来压持续长度 2.21m。来压期间支架下缩量增大，煤壁片帮、回采巷道变形等其他矿山压力现象并不明显，上部工作面整体状况良好。 （2）由中部测站（58#、74#、90#、109#支架）矿压观测数据统计分析可知，中部测站顶板初次来压步距为20.6~25.8m，三支架平均初次来压步距24.2m。顶板来压时加权阻力为2526.89~3228.65kN，平均动载系数为1.36。来压持续长度为0.8~4.8m，三支架平均来压持续长度2.46m。来压期间支架下缩量增大，煤壁片帮、回采巷道变形等其他矿山压力现象并不明显，中部工作面整体状况良好。 （3）由下部测站（14#、27#、42#支架）矿压观测数据统计分析可知，下部测站顶板初次来压步距为
28.2~32.3m，三支架来压步距平均值为30.86 m。顶板来压时加权阻力为2283.25~3102.36kN，平均动载系数为1.70。来压持续长度为0.4~14.2m，三支架平均来压持续2.56m。来压期间支架下缩量增大，工作面端头煤壁略有片帮，回采巷道变形等其他矿山压力现象并不明显，下部工作面整体状况良好。 现场矿压监测表明：基本顶沿工作面倾斜方向分段来压比较明显，来压次序一般为先中部后上、下部。上、中、下三段来压强度也有差异，下部来压比上部强烈，这主要与采空区冒落程度有关，应加强对工作面下部支架支护质量的管理。但总体来说，211302工作面基本顶来压并不强烈。 工作面在推进过程中，存在顺槽老塘的悬顶情况，并适当在排头支架放煤，拆卸两顺槽锚索，控制老塘悬顶距离。回采过程中加强端头支护管理，保证端头和1#支架、超前单体的支护质量，保证单体液压支柱迎山有力；回、支支柱时首先观察接顶材料是否可靠，有无坠落的危险；保证每班的巡查工作，发现隐患及时处理。 周期来压在75#-115#周期来压相对剧烈，部分支架安全阀卸载，支架工作阻力较大，支架工、煤机司机要相互配合，控制采高，并保证支架初撑力；确保工作面的推进
95204工作面矿压观测报告
95204综采工作面矿压观测报告 一、观测前的准备工作 （一）收集地质资料 （1）、介于15-1～16-1勘探线之间，16勘探线穿过本面，位于冯王庄西侧，唐沟至张集公路穿过本面。 （2）、位于-1025m西一下山采区西翼，切眼靠近K1断层，四周均为9煤未采区，上覆75204、75206采空区。 （二）95204综采工作面地质说明书
（三）、顶底板岩层岩性组合结构分析 本面直接顶为砂岩，厚度10.70m，细粒，含黑色条纹，层理发育，下部致密，f=4。老顶为互层，厚度1.98m，页岩与微波状薄层互岩，以页岩为主，f=3。直接底为页岩，厚度1.98m,灰黑色，致密，富含科达木等植物化石，f=3。老底为砂岩，厚度8.27m,细粒，以长石石英为主，富含棕褐色菱质及炭纹，f=4。 4、地质 煤层总厚是上分层和下分层的煤厚统计，该面上分层厚度1.0-2.3m,局部煤厚达到2.65m，平均1.8m；工作面夹矸发育，厚度不稳定，绝大部分范围夹矸厚度0.20～0.7m，局部夹矸厚度0.8m~0.9m，夹矸平均厚0.6m；下分层煤厚相对稳定0.5～1.3m，平均煤厚0.9m。由于局部采厚过高，根据实际计算，采厚2.1m-3.4m，平均采厚3.2m [1.8（0.6）0.8]。 该面构造相对简单，对回采应较大的断层主要是：f1号断层。该面中下部存在一条向斜轴，预计小构造比较发育，顶板较为破碎，表中影响程度是指该断层在工作面内的影响程度。 5、基本支护 (1)选用WS ZY3200-17/35型掩护式液压支架。 ZY3200-17/35型掩护式液压支架主要技术特征为： 支架支撑高度 1.7～3.5m 支架宽度 1.41～1.61m 中心距 1.5m 初撑力 2600kN 支护面积 4.6～5.17㎡工作阻力 3200kN 推溜力 163kN 移架力 385kN 供液压力 31.5MPa 移架步距 0.7m 适应倾角 18°支架重量 13.9t 护帮板长度 0.48m 工作面内切眼长210m，实选141架支架支护，可支护长度211.5m。 移架的动作顺序：降架→移架→升侧护板→升柱 （2）正常情况下，一律采用立即支护的支护方式，其工艺流程为：割煤→移架→推溜工序关系：移架在采煤机后滚筒4～6架外立即移架支撑先暴露的顶板，推溜应滞后采煤机后滚筒10m～15m。 （3）支架操作方式:本架操作 （2）正常情况下，一律采用立即支护的支护方式，其工艺流程为：割煤→移架→推溜工序关系：移架在采煤机后滚筒4～6架外立即移架支撑先暴露的顶板，推溜应滞后采煤机后滚筒20～30m。 （3）支架操作方式:本架操作 b、特殊支护 （1）工作面溜头、溜尾各两架的移架千斤顶框架与挡煤板连接必须安装机械加长段，防止移架时，挤坏电缆和电机，由于溜头、溜尾移架阻力较大，可分两次移架，达到进刀量，煤壁空顶部分须用半圆木撅顶支护，压力大时，必须每架穿两块半圆木撅顶或打带帽点柱维护顶板，由于煤机在两头进刀时，装煤效果差，为了不影响推移溜头、溜尾，必须采用人工攉炭，人员进入煤壁前，必须采取上述支护措施后，敲帮问顶，闭锁运输机，确保安全的前提下，方可进入煤壁侧工作。 （2）由于工作面溜头、溜尾设备多，机体大，一般情况下溜子头和尾都要长出工作面，为了保证工作面与两道搭接处顶板的有效支护，必须使用6根1.2m的双楔梁支护顶板，双趟支护，支护长度为7.2m。双楔要齐全，上紧，所有支柱初撑力不小于90KN，支柱穿铁鞋，系