综采工作面矿压分析

收稿日期:2020-07-03作者简介:张海峰(1983-),男,山西忻州宁武人,2016年7月毕业于东北大学采矿工程专业,本科学历,采矿工程师(中级),现从事综采工作面支护㊁巷道围岩管理等工作㊂庄旺煤业综采工作面矿压规律研究及分析张海峰(山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司,山西 忻州 036700)摘要:为了提高煤矿综采面的产量及工作效率,结合庄旺煤业综采工作面实际情况,对综采面的矿压规律和特征进行了重点分析,从而为提高煤矿综采工作面的产量和效率,减少事故发生概率做出了参考,为类似矿井的矿压研究提供了借鉴作用㊂关键词:煤矿综采面;矿压规律;顶板管理中图分类号:T D 326 文献标识码:A 文章编号:1006-7981(2020)10-0026-02引言煤矿在正常开采过程中主要包括矿压规律㊁控制技术㊁综采设备选型㊁回采巷道支护与回采工艺技术影响因素㊂在采矿过程中不仅需要注意矿压问题[1-2],还需要对顶板管理加大重视度,一旦矿压不够稳定则会直接影响煤矿开采工作的顺利开展㊂因此本研究以庄旺煤矿综采工作面实际情况,分析综采面抗压规律特点及顶板管理问题㊂1 回采工作面概况庄旺煤业20109回采工作面有着较大的煤层产状变化情况,对应地表地形大致为中部高,向东部㊁西部渐低最高处位于工作面中部,西部煤层变薄平均厚度为2.5m ,东部煤层平均厚度为5.12m ;煤层结构简单,煤层倾角6ʎ[3],2号煤层普氏系数ɲ<3㊂20109工作面综采放顶煤采煤法时,利用矿方现有的一套放顶煤工作面设备Z F 7200/20/32型液压支架与Z F 7200/20.5/33型过度液压支架,具体参数见表1:表1 20109工作面液压支架参数支架型式重量(k g )高度(mm )宽度(mm )中心距(mm )工作阻力(k N )支护强度(M P a)Z F 7200/20/32放顶煤液压支架220002000-32001500150072000.95-1.01Z F G 7200/20.5/33型过渡支架210002050-33001500150072001.06-1.102 综采工作面矿压规律观测2.1 布设观测点本次研究重点在于对20109工作面矿压规律的观测,如图2,所布设的三个观测点分别位于工作面东(I )㊁中(I I )㊁西(I I I )方位,观测线路布设共计5个,用标号①~⑤表示㊂分别于5个支架立柱安装1台圆图压力自记仪,从而对工作面的矿压规律进行全面观测㊂除此之外还需连续观测液压支柱的支护阻力变化情况,记录参数包括支柱初撑力㊁最大阻力㊁循环时长㊁支架运转特性曲线(P-T )等数据情况,并且观察记录顶板情况㊂图1 管侧点布设图2.2 矿压规律观测结果如表2所示:工作面呈现明显周期性来压,所受两侧顺槽支撑作用影响,东西部的来压步距与强度较中部明显更大㊂在中西观测区域均为33m 的来压步距显示,东部42mm ,滞后9m ;全部综采工作面初次来压步距均值为36m ㊂2.3 工作面矿压特征经过本次布设观测点,发现在20109综采工作面中,东部I ㊁中部I I 两个测区分别达到了719mm62 内蒙古石油化工2020年第10期表2 综采工作面的基本顶来压观测情况来压类测区持续期步距(m )支架阻力P mP 1强度初次Ⅰ2424531.64110.163.19Ⅱ2334889.263505.962.59Ⅲ23344553712.93.27均值Ⅰ1.7623.65386.294698.62.46Ⅱ2.2616.74987.73799.51.43Ⅲ1.622.45380.23569.91.69与831mm 的片帮深度,最大深度1.0m ,综合增加幅度不大,较来压之前增加明显㊂在初次来压过程中,工作面的冒顶高度通常处于0.6~0.8m 范围内,中部的冒顶高度最高可达1.2m ㊂出现这一情况的根本原因在于较大的来压强度,而来压之前综采工作面的支架工作阻力较低,所以观测中来压期间,支架初撑力也明显较低㊂随着逐渐增快的推进速度及时控制㊂为了分析模型在工作面推进各个过程中的顶板运动状况,根据实验现场拍摄照片,结合理论,分析实验模拟结果㊂由于实际的地质条件复杂多变,实验室模拟只能定性的分析煤层上覆岩层运动规律,而所得的具体实验数据仅供参考,例如初次来压,周期来压等数据㊂因此,定量分析还需依现场实测数据为准㊂工作面沿切眼开采推进,第一次初次来压到来时,基本顶发生初次断裂,作面基本顶沿着煤壁正上方垮落,上覆基岩各分层之间产生裂缝,裂缝宽度较大,详见图3(A )㊂随着工作面的继续推进,推进距达到90m 时,基岩最顶分层的粉砂岩发生较大下沉,同时随着工作面向前推进,工作面上方裂缝前移,当工作面推进距为100m 时,基岩顶部粉砂岩层断裂,其上部承载的表土层发生弯曲下沉波及地表图3(B )㊂实验室模拟可知:工作面基本顶第一次垮落后,随着工作面的推进,裂隙向上㊁向前延伸,最终贯穿地表,地表出现裂缝,可见工作面覆岩中不存在完整 三带 ,基本上为冒落带和裂隙带,顶板基岩基本沿煤壁全厚切落㊂(A )第一次垮落观测结果 (B )第二次垮落观测结果图3 垮落结果观测数据3 结语各煤矿综采面矿压规律各不相同,在实际生产中,不仅需要重视掌握工作面的矿压规律,还应注意顶板管理工作,确保综采工作面可以安全高效地推进,真正从技术及管理层面,为矿井安全生产奠定基础㊂[参考文献][1] 史增利.关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究[J ].江西化工,2019.[2] 谢杰鹏.综采工作面末采及回撤矿压显现规律与顶板控制技术探析[J ].能源技术与管理,2019,044(002):91-92.[3] 王水利.榆神矿区浅埋高强度开采综采面矿压显现规律及其控制研究[D ].2019.[4] 袁小春,邵小平,郑继锐.大采高综采工作面不同条件下的矿压显现规律[J ].陕西煤炭,2019,038(002):35-39.[5] 崔慧斌.缓倾斜煤层综采工作面覆岩运动规律及矿压特征分析[J ].煤矿现代化,2019,000(005):81-83.72 2020年第10期张海峰 庄旺煤业综采工作面矿压规律研究及分析。

十一月份综采工作面矿压观测分析报告本月通过对33405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(3+4)#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 3.65m。

煤层倾角3°～7°平均6°。

1、煤层顶、底板情况：（１）、顶板：顶板依次为伪顶、直接顶、基本顶。

伪顶为灰黑色碳质泥岩，泥质结构，薄层状构造，厚度平均约为0.18m；直接顶为黑色砂质泥质结构，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。

3#+4#煤层顶板以泥岩为主，抗压强度平均13.8MPa；抗拉强度平均0.95MPa；单项抗剪强度平均6.79 MPa；底板也多为泥岩，抗压强度平均10.6MPa。

2、地质构造：据掘进揭露的地质资料分析，33405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：①工作面支架支护载荷的观测根据，33405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：1-5:16.68 Mpa、6-10:20.1Mpa、11-15:20.86 Mpa、16-20 21.94Mpa、21-25:20.34MPa、26-30:22.5 Mpa, 本月共出现4个压力峰值，分别是6日的25.1Mp、12日的20.2 MPa、22日的28MPa、28日的29.2Mpa，其它时间都相对平缓。

综采工作面初采矿压观测分析摘要：随着矿产开采的延伸，由于受地质条件的限制和采区边界的影响，为提高资源回收率，为确保顺利回采，文章针对综采工作面初采矿压观测分析，为综采工作面初采矿压观测分析提供理论与实践依据。

关键词：综采工作；采矿；分析1 工作面概况及工作面支护1.1工作面概况寸草塔二矿31202综放工作面位于31煤二盘区，22煤22111、22113采空区下方，31煤回风大巷西北侧，为31煤层二盘区第二个工作面，辅运外侧为31201工作面采空区。

工作面推进长度2635.7m，工作面宽度310m，煤层厚度为4.0-7.8m，平均煤厚6.42m。

工作面掘进过程中揭露6条断层，所有断层均为正断层，产状分别为：F3170：311°∠55°H=1.2m、F3169：111°∠60°H=1.0m、F3168：303°∠55°H=2.5m、F3145：164°∠55°H=2.4m、F3144：228°∠40°H=5.8m、F3149：256°∠55°H=1.5m。

预计该6条断层将会对回采产生影响，其中F3168、F3145和F3144对回采影响大。

工作面回采至距切眼约2070m处可能揭露22煤层揭露的F28（F28：86°∠43°H=6.3m）断层在31煤的延伸，预计断层落差H=6.5m（靠近辅运顺槽）。

断层附近煤层顶底板破碎，容易发生片帮和冒顶。

1.2支护方式工作面选用液压支架共155台，郑煤机生产的ZFY18000/25/39D型支架145台，其中工作面中间支架143台，过渡架头尾各1台，机头组合支架1台，机头、机尾端头头支架ZY12000/20/40D共9台。

表1-1 郑煤ZFY18000/25/39D液压支架主要技术特征表1.3液压支架的确定1.3.1选型原则和要求：1、支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动产生的压力；2、支架的结构和支护特性，要能适应和保护暴露顶板的完整性；3、支架底座要适应底板岩石的抗压强度；4、支架支撑高度要与采高或煤层厚度相适应；5、支架的安全性能要好。

浅析凉水井煤矿42110综采工作面矿压规律凉水井煤矿属于榆神矿区，直接顶板来压步距较为规律，但老顶来压规律难以掌握，且来压显现明显，较为剧烈。

本人以凉水井煤矿4-2煤综采工作面矿压规律显现为背景，采用工程调查，现场监测数据采集及理论分析等方法，对凉水井矿42110工作面矿压规律进行了研究。

标签：浅埋深来压步距动载系数0引言凉水井煤矿投产至今已回采9个工作面，但对地表为厚松散风积沙、浅埋藏、顶板不易垮落条件下的矿压规律及老顶来压规律尚未完全充分掌握，经常导致顶板事故发生。

42107综采工作面末采期间，综采工作面部分设备开始拆卸回撤，突然顶板大面积来压，工作面40#-100#支架切顶，顶板下沉1m左右，被压工作面高度约为2m；凉水井煤矿4-2煤层顶板压力的控制已成为困扰安全生产的一大难题。

1工程概况（1）4-2煤赋存状况与地质特征根据凉水井煤矿地质报告及补充勘查报告、施工作业规程等相关资料可知，4-2煤层位于延安组第二段顶部，距3-1煤层底板层距34.99～43.00m，平均37.77m。

最大埋深180m，煤层底板标高1124～1156m。

可采面积56.84km2，占矿区面积83.5%。

矿区地质构造简单，地层平缓，总体趋势为一个倾角小于1°缓缓向北西方向倾斜的单斜构造。

无大型褶皱和断裂发育，仅发育小型宽缓的波状起伏。

（2）水文地质条件4-2煤层上覆基岩段孔隙裂隙含水层厚度9.37-81.81m，平均厚度42.98m，在开拓区东部没有分布。

水位埋深沟谷区0.20m，梁峁区48.0m，泉的流量0.08-4.459L/s，据L4、LK5、LK9号钻孔抽水资料，涌水量0.146-1.981L/s，单位涌水量0.00362-0.094L/s·m，渗透系数0.00968-0.1670m/d，富水性弱。

水质属于HCO3-Ca或HCO3-Ca、Mg、Na型，矿化度237-252mg/L。

（3）煤层上覆地层含水性弱，但遇适宜补水条件，工作面会有一定的涌水会影响施工。

煤矿综采工作面矿压观测及顶板预报分析报告范文130408综采工作面矿压观测及顶板预报分析报告一、矿压观测的目的和任务1、掌握回采工作面上覆岩层运动横向和纵向的发展规律及移动概况与支架的相互关系，更好地进行老顶来压的预报，提出合理的顶板管理措施，如支护方式，支护强度，特种支护，回采工艺等等，为工作面的高产、高效安全生产创造良好的技术条件。

2、对采煤工作面支护质量进行监测，任务包括：监测日常生产过程中支架的支护质量、围岩移动概况，不安全隐患因素等，以达到安全生产可靠的目的，在保证顶板安全的前提下充分发挥综采液压支架的优势。

3、掌握巷道支架与围岩的相互关系，其任务包括提出合理的围岩松动范围，确定合理的巷道支护型式、支护参数。

4、研究掌握采动影响和支撑压力的分布规律，其任务包括确定回采巷道的支护参数，确定煤壁前方巷道合理的维护范围，确定工作面的端头支护的技术措施等，以保证安全生产，提高资源的回收率，提高技术经济效果等。

二、工作面地质及开采条件1、工作面概况作面名称130408盘区名称13盘区地面标高/m961-1053井下标高775-800地面的相对位置工作面位于贺家社村西北面，地表黄土丘陵区，有废旧的永胜洗煤厂、利峰尾煤浮选厂及乡村公路。

回采对地面设施的影响由于地表为黄土丘陵，有废旧的永胜洗煤厂、利峰尾煤浮选厂、乡村公路及河流，会受采动影响。

井下位置及四邻关系130408工作面位于4#煤层十三盘区，东面为本矿130407采空区，北面为本矿实体煤，西面为130409轨道巷，南面为采区回风、轨道、皮带大巷。

井上下关系见表1煤层情况表（表2）煤层厚度（m）平均厚度（均2.6m）煤层结构简单煤层倾角/°2-6开采煤层4#煤层煤种焦煤稳定程度不稳定煤层描述情况工作面构造简单，为单斜构造，煤层由东南向西南逐渐变厚，煤层倾向南西，走向为：北西——南东稳定说明根据130408皮带巷及轨道巷掘进情况发现有断层现象，所以判断该工作面为不稳定煤层。