大采深综放工作面顶板运动规律研究_耿献文

耿村煤矿综放工作面矿压观测及支架适应性分析摘要：通过对耿村煤矿2-3煤层13180综放工作面开采过程中的顶板压力观测，掌握了该工作面的周期来压步距及来压强度。

对支架主要参数进行计算，并根据实测矿压数据分析液压支架的适应性，探讨了其应用效果，为同类工作面支架选型提供了技术保证。

关键字：综放工作面；矿压显现；适应性0 引言综采放顶煤工艺在厚煤层开采中已得到了广泛的应用。

国内外专家学者关于对综放开采过程中，顶煤的破断规律，煤岩体运移规律、工作面支承压力分布等问题的研究也取得了一定的成果。

通过大量的现场观测及室内试验发现，综放工作面煤层开采厚度越大，支承压力峰值位置离工作面越远，支承压力影响也越大[1]。

工作面的支承压力分布区域比较广泛，其峰值区域大约位于工作面煤墙侧7m左右范围内[2-3]。

本文以耿村煤矿2～3厚煤层13180工作面为研究背景，研究工作面矿压显现规律，综合评价其支架的适应性与工作状态，为工作面支架选型提供依据，对同等条件下综放工作面开采，提高煤炭回收率都具有指导意义。

1 综采工作面地质开采条件13180综放工作面位于耿村煤矿东三采区（2-3）煤轨道下山西翼，北侧为已回采的13160工作面（二者相隔一个8m宽的煤柱），西部与南部为未开采的2-3煤实体。

平均采深约580m。

走向长度870m，倾斜长191m，煤层倾角10°～13.5°。

采煤方法为综放，一次采全高，割煤高度 2.8m，垮落法管理顶板。

工作面采用液压支架支护，额定初撑力30 Mpa，额定工作阻力38.9 MPa，支护强度 1.14 MPa，支架数量130架。

该工作面地质构造简单，煤层整体呈一向南东倾斜的单斜构造，煤层直接顶板为灰黑色、黑色泥岩，煤层以上140m赋存350m厚砾岩层。

煤层直接底为煤矸互层，老底为浅灰色细砂岩、浅灰色含砾砂岩及青灰色中粒砂岩。

2 在线监测系统耿村煤矿采用矿用KJ653型工作阻力监测系统设备来对13180综采工作面支架工作阻力进行在线监测，下位压力的监测分站均有无线数据传输分站控制巡测，监测数据由数据传输分站以有线的形式传输至上为监测站。

大采高综采工作面顶板控制方法的研究【摘要】本文对大采高综采工作面顶板破碎、漏顶与煤壁片帮等影响生产安全及生产效率的重要原因进行分析和研究，采取相应措施，加强顶板控制，降低漏顶及片帮事故，保证安全生产，实现高产、高效。

【关键词】顶板控制；梁端距；采高；支护强度0 引言随着煤矿开采综合机械化程度的不断提高，工作面回采速度也逐渐加快，在这种情况下，工作面顶板控制和防片帮工作就显得尤为重要。

红柳煤矿位于宁夏灵武市马家滩镇，目前主采2号煤层，生产机械化水平较高，矿井当前的实际生产能力为550万吨/年。

2号煤层在Ⅰ采区共布置6个综采工作面，煤层厚度在4.50～7.95米之间，平均厚度5.90米，f值在1.9到2.1之间，煤层局部有断层构造及冲刷现象。

2号煤层直接顶多为泥质胶结的细砂岩，水平层理，遇水变软，稳定性中等；基本顶为泥质胶结的粗砂岩，胶结程度及稳定性都较差；直接底为粉砂岩，遇水易变软。

大采高综采工作面顶板控制的关键是端面顶板的维护控制，因为端面顶板在采煤机割煤后（支架未及时移架前）基本属于无支护区，是工作面顶板控制的最薄弱环节；因此，寻求其控制和维护方法，对安全生产有重大意义。

1 端面漏顶及煤壁片帮的因素分析1.1 地质因素煤与围岩的强度、节理、裂隙及断层等地质构造是影响顶板稳定与否的内因，通常煤层强度低，层理、裂隙发育，断层构造带是造成顶板岩层破碎且易冒落的重要因素。

随工作面开采，煤层与围岩相对稳定的力学结构遭到破坏，顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层，若煤层强度低、易碎，顺岩层应力无法或完全释放到底板岩层，从而导致顶板破碎；上覆岩层的层理、裂隙是决定岩体强度的重要特征，层理、裂隙越发育，岩性越弱，强度越低，顶板岩层也越容易发生漏顶事故。

从红柳煤矿已回采结束的I010201工作面和正在回采的I010202和I010203工作面来看，工作面煤质较硬，顶板易破碎，这对工作面顶板和片帮煤的控制增加了一定的难度。

放顶煤采场顶板运动规律的研究放顶煤采场的顶板是煤矿生产的重要组成部分。

顶板的运动规律是煤矿安全生产的关键，研究顶板的运动规律对于煤矿的安全和有效生产具有重要意义。

随着煤矿开采的深入，顶板的运动规律日益复杂化，从空间上、运动类型上两方面研究顶板的运动规律变得越来越重要。

从空间上来看，顶板运动可以分为水平运动和垂直运动。

水平运动又分为静态水平运动和动态水平运动，垂直运动又分为静态垂直运动和动态垂直运动。

从运动类型来看，顶板运动可以分为旋转运动、振动运动、拉伸运动和塌陷运动等。

放顶煤采场顶板运动规律的研究主要由三方面组成，即空间形态、时空特征和顶板运动的力学性质。

首先，要研究顶板在采场不同深度和宽度的空间结构及其特性，包括上下层煤床之间及其他深部结构和失稳体之间的空间结构。

其次，要研究顶板运动的时空特征，主要对顶板运动的能量、时间、位移变化规律进行研究。

最后，要探究顶板运动的力学性质，这就要考虑顶板受什么样的外力激发，力学模型是怎样的，顶板运动的力学机理是怎样的。

为了更好地研究顶板的运动规律，采矿公司在顶板运动现场安装了监控系统，以进行实时监测和分析。

这些监测系统一般由传感器、监测设备及相关软件组成，能够实时采集煤场的顶板晃动、位移和速度变化等信息，并分析传感器反馈的信息，以一定的数据统计，为控制顶板运动提供依据。

此外，也可利用煤矿开采过程中产生的数据，通过计算机软件来分析、处理和研究顶板运动规律。

计算机统计分析可以将大量煤矿数据从时间上、空间上分析归纳，为预测顶板变形和破坏的发生提供依据，从而更好地防范和控制煤矿安全事故。

本文通过分析顶板的空间形态、时空特征以及顶板运动的力学特性，以及结合采矿公司安装的监控系统和计算机统计分析，对放顶煤采场顶板运动规律进行研究，以期达到更好地防范和解决煤矿安全问题的目的。

顶板活动规律分析报告XXX综采工作面顶板活动规律分析报告生产技术科2020年3月5日综采工作面顶板活动规律分析报告一、工作面概况该工作面采用走向长臂一次采全高全部垮落后退式综合机械化采煤法。

顺槽长度为610m，切眼长度为150m（中-中）。

采用97架ZZ4800/19/42型四柱掩护式普通液压支架，两端头各采用2架ZZD5200/19/42型四柱掩护式端头液压支架支护顶板。

两巷采用DW31.5-300/110X或DW35-300/110X型单体液压支柱超前支护，运输顺槽超前50m，回风顺槽超前30m。

二、顶板日常观测顶板日常观测主要包括液压支架压力表观测、两巷超前支柱压力检测、两巷顶板离层仪观测和两巷围岩表面位移观测。

由于工作面顶板动态观测设备未到货，暂未进行观测。

三、顶板活动情况一）运输顺槽1、超前支护内巷道运输顺槽超前支护内的巷道受采动压力和侧压影响较明显，巷道支护受顶板压力和巷道侧压挤压后，出现明显变形现象，工字钢梁扭结、弯曲，工字钢柱弯曲，甚至呈“V”字形变形情况。

变形逐渐加重，工作面刮板输送机机头附近变形最严重。

2、超前支护外巷道运输顺槽超前支护外的巷道受采动压力影响不明显，大部分巷道支护未出现明显变形现象，顶板离层仪也未发生变化，但个别工字钢出现变形现象。

二）回风顺槽1、超前支护内巷道回风顺槽超前支护内的巷道受采动压力影响明显，巷道支护有轻微变形现象，变形逐渐加重，工作面刮板输送机机尾附近变形最严重，部分工字钢梁出现弯曲现象。

回风顺槽总体比运输顺槽受压小，巷道支护变形量小。

2、超前支护外巷道回风顺槽超前支护外的巷道受采动压力影响不明显，大部分巷道支护未出现明显变形现象，顶板离层仪也未发生变化，但个别工字钢出现变形现象。

三）工作面工作面直接顶垮落可见，基本顶垮落不可见。

根据现场观测，工作面拉架后，4#煤直接顶随即垮落。

根据垮落时出现的声音，以及支架和超前支柱压力变化情况，判断周期来压情况。

大采深综放工作面顶板运动规律研究邢延团（淄博矿业集团有限责任公司 许厂煤矿 山东 济宁 272173）摘要：随采深增大工作面顶板覆岩的运动规律与浅部有很大不同，本文从大采深条件下综放工作面工程实践出发，研究了工作面顶板在纵向方向的破坏范围和推进方向的运动规律，给出了该条件下顶板的垮落步距及其对放顶煤的影响。

实践表明，在研究顶煤及煤层顶板运动规律的基础上，采取合理开采技术，可提高采出率，减少资源浪费。

对实现矿井高产高效，以及指导类似条件下煤炭开采都具有重要意义。

关键词：放顶煤，覆岩移动，顶板来压规律，垮落步距1 引言淄博矿业集团许厂煤矿煤层厚度变化较大，有自然发火倾向，断层较发育，煤层含有夹矸且较稳定。

由于煤层的厚度变化较大，采用传统的采煤方法必然对矿井的技术、经济带来许多不利影响，而放顶煤开采技术对煤层厚度变化的适应性较强[1~3]，但对缺乏该条件下放顶煤开采时覆岩移动变形破坏动态变化过程及空间形态与特征的研究，若套用其他煤矿的经验势必不能很好的指导生产实践，因此，在研究顶煤及煤层顶板运动规律的基础上，实施放顶煤开采技术，实现矿井高产高效具有重要意义。

因此，本文以许厂煤矿4306工作面开采过程中，覆岩移动变形破坏动态变化过程及空间形态与特征的实测资料为基础，研究了工作面顶板在纵向方向和推进方向上的破坏与运动规律。

取得的成果对于指导今后类似条件下采用放顶煤一次采全高开采技术，以及采取相应的安全生产措施，有着重大现实意义。

不仅充分利用现有煤炭资源，提高采出率，还延长了矿井服务年限。

2 工作面地质及技术条件4306工作面所采煤层为下二迭统山西组3下煤。

黑到黑灰色，沥青、玻璃光泽，条带状结构，内生裂隙发育，充填钙质和黄铁矿薄膜；贝壳状、菱角状断口，局部见少量瘤状、椭球状黄铁矿结核，沉积较稳定，结构简单；煤层局部含有泥岩、粉砂岩夹矸,厚度0～0.02m ，平均0.01m 。

煤层硬度f =1～3，煤岩类型为半亮型，以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤条带。

大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究
张建功
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】为了解决提升厚煤层综放开采的回收率,以屯兰矿18406工作面为工程背景,采用数值模拟软件对不同采高下顶煤的应力峰值及水平位移变形量进行分析,发现随着采高的不断的增加,此时应力峰值呈现出先增大后减小的趋势,顶煤的水平位移量同样呈现先增大后减小的趋势,在采高为3 m时的应力峰值及水平位移量均为最大值,同时对不同采高下的顶煤冒落状态进行分析,发现不同采高顶煤冒落均类似于漏斗状,当采高为3 m时,此时的顶煤回收率和含矸率均为最优分别为86.1%和8.4%,所以最佳采高为3 m,为矿井厚煤层高效开采提供一定的参考。

【总页数】3页(P135-136)
【作者】张建功
【作者单位】西山煤电集团有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD82
【相关文献】
1.大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究
2.大采高综放开采特厚顶煤运移特征实测研究∗
3.含夹矸厚煤层综放开采顶煤运移规律数值模拟
4.大倾角松软厚煤层综放开采顶煤运移规律及试验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《大采高超长综采工作面采空区自然发火规律研究》篇一一、引言煤炭工业是我国能源工业的重要支柱，随着采煤机械化、自动化水平的不断提高，大型、超长、高效率的综采工作面成为主流。

然而，在大采高超长综采工作面的采空区中，煤炭的自燃现象屡见不鲜，这不仅危及了工人的生命安全，也影响了煤矿的生产效率及经济效益。

因此，研究大采高超长综采工作面采空区自然发火规律，对于预防和控制煤炭自燃、保障煤矿安全生产具有重要意义。

二、研究背景及意义随着煤炭开采的深入，采空区的形成和扩大使得煤炭自燃的风险增加。

大采高超长综采工作面的采空区具有空间大、环境复杂的特点，其煤炭自燃的规律和机理与普通工作面有所不同。

因此，对大采高超长综采工作面采空区自然发火规律的研究，有助于揭示煤炭自燃的内在机制，为预防和控制煤炭自燃提供理论依据。

三、研究内容与方法1. 研究内容本研究以大采高超长综采工作面为研究对象，重点研究采空区自然发火的规律。

具体包括：采空区的形成与演变过程、煤炭自燃的条件与影响因素、煤炭自燃的机理与过程、自然发火规律及预测模型等。

2. 研究方法（1）文献综述：通过查阅相关文献，了解国内外大采高超长综采工作面采空区自然发火的研究现状及发展趋势。

（2）现场调查：对大采高超长综采工作面进行实地调查，了解现场生产情况、采空区状况及煤炭自燃情况。

（3）实验研究：通过实验室模拟实验，研究煤炭自燃的条件、影响因素及机理。

（4）数据分析：对现场收集的数据进行整理和分析，揭示大采高超长综采工作面采空区自然发火的规律。

四、研究结果与分析1. 采空区的形成与演变过程大采高超长综采工作面的采空区形成后，随着开采的进行，采空区不断扩大和演变。

在空间上，采空区呈现出复杂的三维结构，这为煤炭自燃提供了有利条件。

2. 煤炭自燃的条件与影响因素煤炭自燃需要满足一定的条件，如氧气供应、温度积累、煤炭具有自燃倾向性等。

同时，煤炭自燃还受到多种因素的影响，如地质条件、通风状况、水分含量等。