采场前支承压力分布特征及应力峰值位置综合研究

长壁采场超前应力分布及煤柱留设研究赵海生【摘要】3101 working face is the first large mining height working face of Chahasu coal mine.3101 coal seam's buried depth than the surrounding of deep mine.Knowing well the working face support pressure distribution rule will determine the consecutive forepole distance and the supporting method,it will provide the scientific basis a-bout the stability of empty left lane.In this paper,using the limit equilibrium theory analysis and field measurement studies the rule of 3101 working face support pressure distribution,and calculates the reasonable pillar width.The re-sults show that the pressure affect distance by using advance support stress theoretical calculation was consistent with the measured results.%察哈素煤矿3101工作面为大采高首采工作面，埋深较周围矿井深。

掌握该工作面支撑压力分布规律，从而确定回采巷道超前支护距离和支护方式，对沿空留巷维稳提供了科学依据。

2021年6月第34卷第3期山西能源学院学报Journal of Shanxi Institute of EnergyJun.，2021Vol.34No.3·煤电技术研究·大采高工作面超前支承应力分布特征分析（大同煤矿集团华盛万杰煤业有限公司，山西运城043302）姚鹏飞【摘要】大采高工作面在开采时易导致巷道难支护、煤壁片帮现象，严重影响煤矿安全生产。

本文根据某矿8.5m大采高工作面实际开采情况，利用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型，研究大采高工作面推进过程中超前支承应力分布特征。

研究表明：1）煤壁前方划分为塑性变形区、弹性应力变形区、原岩应力区，且工作面超前支承应力影响范围为50m，峰值介于9～9.7MPa；2）随着工作面的不断演化，应力峰值前移，应力集中程度上升，最大值的位置随着其不断推进发生向前移动的现象。

研究成果可为大采高煤矿的安全生产提供理论依据。

【关键词】大采高；应力分布；数值模拟【中图分类号】TD323【文献标识码】A【文章编号】2096-4102（2021）03-0006-03由于大采高工作面采高的增大，工作面周围的应力水平与普通采高相比有着很大的变化。

近年来，随着煤矿开采工作面高度的增加，采场压力剧烈显现、顶板控制难度增加，与正常工作面开采相比表现特征不同。

且大采高工作面超前支承应力大，导致工作面前方煤体裂隙发育，造成煤壁片帮，进而引发冒顶。

因此，如何保障大采高情况下采煤工作面安全高效开采成为迫在眉睫的问题。

国内许多专家对工作面开采中支承应力分布规律做了大量的研究。

武泉森研究得出：工作面超前移动支承应力区的影响范围为工作面前方35m，最大值位置位于工作面前方20～25m处。

但是在超前支承应力的范围内，直接顶与基本顶之间产生二层，这表示支柱载荷增大、锚杆受力也增加，为了增强巷道的稳定性，单体液压支柱初承力要大于8MPa。

陈轶平文中指出工作面超前支承应力大约在工作面前方35m左右位置，回采工作面前方煤体处于应力升高区，顶、底板支承应力显现相似。

综采工作面超前支承应力分布规律的理论与实践研究作者：毕国胜张建民何彪太来源：《科技风》2020年第24期摘要：通过对中煤集团某矿15110综采工作面超前应力产生机理的理论推导与实测数据研究，掌握了其超前支承应力影响范围、应力峰值位置、应力分布规律等相关参数，为工作面选择合理支护参数提供了依据，有效保证了工作面安全生产，也为类似生产条件工作面支护设计提供了参考。

关键词：综采工作面;超前支承应力;观测站1 绪论长期以来，煤炭在我国的经济发展中发挥着重要作用，如何做到煤炭的安全高效生产一直是困扰煤炭企业的一大难题。

综采工作面作为煤炭的第一生产现场，对整个煤矿的安全生产产生着重要影响，是煤矿安全管理工作中的重点区域[1]。

综采工作面两安全出口与巷道连接处沿巷道方向一段距离，往往应力较大，是顶板事故高发区，煤矿安全规程（2016版）第九十七条规定“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m（具有冲击地压危险工作面超前支护范围不小于70m，综采放顶煤或中等及以上冲击危险区域采煤工作面超前超前支护范围不小于120m）;综采机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m。

其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m。

安全出口和与之相接的巷道必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖”[2]。

因此，要想减轻或避免支承应力所造成的危害和影响，就必须了解掌握采动超前支承应力的分布规律，有针对性采取补强支护措施，保证矿井安全生产。

本文通过对中煤集团某矿15110综采工作面超前应力产生机理的理论推导与实测数据研究，从而得出工作面超前支承应力分布规律、影响范围、应力峰值位置等相关参数，为指导工作面科学支护设计提供了可靠的依据[3]。

2 工作面概况2.1 作面位置本文研究的15110工作面位于矿区西南侧，工作面南北布置，北侧为东翼大巷系统巷道，切眼南侧临近井田边界保护煤柱，西侧为一采区底板措施巷，东为15112老空区，对应地表为高低不等的山岭，地表无其他建筑或水体。

工作面支承压力分布的研究作者：叶丽萍来源：《安徽理工大学学报·自然科学版》2011年第04期摘要：为了研究采场支承压力，运用 FLAC3D软件建立工作面开采数值模拟模型，研究了工作面前支承压力分布形态及应力峰值的位置，通过与理论计算、现场实测的结果相比较，得出数值模拟、理论分析、现场实测的结果是基本一致的，提出了采场前支承压力的计算方法，对井下工作面超前支护距离设计具有借鉴意义。

关键词：数值模拟；应力峰值；声波测试；支承压力中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1672-1098(2011)04-0041-05The Evaluation of abutmentstress on LongwallYE Li-ping(School of Energy and Safety, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)Abstract:In order to study abutment stress in mining field, numerical simulation model of coal mining by using FLAC3D was established. Distribution of abutment stress in front of longwall and the position of stress peak appearance were studied. The results showed that the results of numerical simulation, theoretical analysis and in-situ measurement are basically the same. The method of calculation of abutment stress in front of longwall was proposed, which provides reference to advanced support distance design of longwall in deep mines.Key words:Numerical simulation；stress peak；sonic wave test；abutment stress采场前支承压力是影响采煤工作面上、下顺槽合理支护的主控因素，目前关于采场前支承压力的研究，国内外很多专家学者提出了很多研究方法，取得了很多研究成果，但是大多是采用单一的研究手段，还很少有学者对采场前支承压力及应力峰值位置进行系统研究，本文采用数值模拟、理论计算、现场实测的综合研究手段对采场前支承压力以及应力峰值位置进行分析。

大采深综采工作面支承压力分布规律研究邓敢博【摘要】以淮南矿业集团潘三矿西区1622综采工作面为例,采用理论分析和数值模拟的方法对深井综采工作面支承压力的分布规律进行研究.结果表明,支承压力随着工作面推进距离的增加逐渐增大,当推进距离达到一定数值后,增加的趋势趋于平缓;而且随着支承压力峰值点到煤壁距离的增加,峰值点向煤岩体的深部转移,支承压力的影响范围逐渐扩大.最后对工作面前方的支承压力进行观测,观测结果与理论分析和数值模拟的结果比较吻合.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P54-56,128)【关键词】深井;支承压力;FLAC3D【作者】邓敢博【作者单位】瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD323随着矿井开采深度的增加，我国国有重点煤矿均已进入深部开采，部分开采深度在1 000 m以上，例如开滦、平顶山、徐州、淮南等矿区[1]。

这对煤矿的安全生产造成了许多新的问题，主要包括：①地压的升高，发生冲击地压的可能性进一步增大[2]，进而巷道和工作面顶板支护更加困难，支护费用显著增加[3-4]；②地温的升高，工人的工作环境进一步恶化了，必须采取相应的降温措施，来保证矿井的安全生产；③工作面的瓦斯涌出量增大；④构造更加复杂等。

深部采场与巷道围岩稳定性控制现已成为煤矿开采面临的重大课题之一。

深井综采工作面支承压力的分布是一个复杂的动力学现象，它受很多因素的影响。

在过去的几十年里，很多学者对采场的矿山压力进行了深入的研究。

主要有国外的压力拱假说、悬臂梁假说、铰接岩梁假说、预成裂隙假说[5]，以及国内钱鸣高院士提出的“砌体梁”理论[5]和宋振骐院士提出的“传递岩梁”理论[6]等。

也有很多人对工作面周围的支承压力进行了研究，例如陈忠辉[7]等人利用损伤力学对综放工作面的支承压力进行了研究；鲁岩[8]等人分析了工作面超前支承压力的分布规律；周卫红[9]等人分析了工作面推进对支承压力的影响；司荣军[10]等人利用数值模拟的方法分析了支承压力的分布规律；王磊[11]分析了采厚对支承压力的影响。

2007年2月 Rock and Soil Mechanics Feb. 2007收稿日期：2005-03-21 修改稿收到日期：2005-08-19基金项目：矿山灾害预防控制教育部重点建设实验室开放基金项目（No. MDPcob11）资助。

作者简介：司荣军，男，1973年生，博士研究生，主要从事矿山压力与岩层控制、瓦斯煤尘爆炸理论与防治技术研究。

E-mail:sirj73@ 。

文章编号：1000－7598－(2007) 02―0351―04采场支承压力分布规律的数值模拟研究司荣军，王春秋，谭云亮（山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建教育部重点实验室，青岛 266510）摘 要：采用FLAC-3D 软件模拟了在煤层开采过程中采场支承压力的动态变化、依据数值模拟结果，拟合了支承压力集中系数与工作面推进距离的关系曲线。

通过对比分析模拟结果，得出了工作面推进距离和长度及煤层的厚度和埋藏深度对支承压力集中系数和支承压力峰值点距工作面距离的影响程度，进而总结出采场支承压力分布规律，这些规律可为采场巷道维护、防治煤与瓦斯突出和顶煤可放性评价提供依据。

关 键 词：支承压力；数值模拟；工作面长度；工作面推进距离；煤层厚度 中图分类号：TD 35 文献标识码：ANumerical simulation of abutment pressure distribution laws of working facesSI Rong-jun, WANG Chun-qiu, TAN Yun-liang(Key Laboratory of Mine Disaster Prevention and Control, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)Abstract: The dynamic movement of the working face abutment pressure during the coal mining is simulated with the FLAC-3D simulating software. And the curve about the relation between the abutment pressure concentrated coefficient and working face advanced distance is fitted according the simulating results. Contrasting simulation results, the relationships between abutment pressure concentrated coefficient and the distance which distant S meter from the rip with factors such as working face advanced distance, face length, coal seam thickness and buried depth are obtained. Then gained the attribution laws of abutment pressure. Those laws can offer gist for roadway maintenance, coal and gas outburst and caving evaluation of top coal. Key words: abutment pressure; numerical simulation; face length; face advanced distance; thickness of coal1 引 言在煤层开采过程中支承压力引起的采场围岩变形对巷道维护和回采工作面落煤有直接影响，且对冲击地压、煤与瓦斯突出以及顶板的完整性、支架受力大小等也有直接影响，因此采场支承压力分布规律是矿山压力控制的重要研究内容[1]。