陕北浅埋煤层综采工作面矿压规律构架

第１８卷第１期（总第１１０期）　２０１３年２月　煤　矿　开采　Ｃｏａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１８Ｎｏ．１（Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．１１０）　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１３　

浅埋薄基岩中厚煤层综采面矿压显现规律研究　

潘黎明　，贾光胜　（１．煤炭科学研究总院开采设计研究分院，北京１０００１３；２．天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京１０００１３；　３．山西天地王坡煤业有限责任公司，山西晋城０４８０２１）　

［摘要］　针对浅埋薄基岩中厚煤层综采工作面，采用经验公式分析了工作面覆岩三带分布情　况，通过实测分析了工作面来压基本规律及支架阻力情况，并对支架适应性做了分析。研究结果表　明，工作面覆岩只存在冒落带、导水裂缝带，不存在弯曲下沉带；工作面顶板来压明显，来压有大小　步距现象，动载系数大，持续时间短。开采过程中，未出现切顶压架事故。为提高支架适应性，建议　适量增大支护强度。　［关键词］　浅埋薄基岩；中厚煤层综采面；覆岩三带；矿压显现　［中图分类号］ＴＤ３２３　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００６—６２２５（２０１３）０１—００８９—０５　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ｆｕｌ１．－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　Ｍｉｎｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｈａｌｌｏｗ－－ｂｕｒｉｅｄ　

Ｍｅｄｉｕｍ．ｔｈｉｃｋ　Ｃｏａ１．ｓｅａｍ　Ｕｎｄｅｒ　Ｔｈｉｎ　Ｂａｓｅｍｅｎｔ　Ｒ０ｃｋ　

我国西部蕴藏有大量浅部煤田，最典型的是神　

府东胜煤田，是我国目前最大的煤田，也是世界七　大煤田之一。神东矿区开采区域大部分集中在埋深　

１００—１５０ｍ以内的浅部，煤层的典型赋存特点是埋　深浅、基岩顶板较薄、表土覆盖层较厚。此类工作　

面顶板破断通常为整体切落，易于出现顶板台阶下　沉，矿压显现剧烈…。　

目前，我国对浅埋厚煤层研究成果很多，比较　集中于大采高工作面矿压显现规律的研究　咱ｊ，此　

类工作面，由于采高较大，工作面易发生煤壁片　

第３期　张沛杨宏革李文兴浅埋单体长壁工作面矿压规律研究　５ｌ　

浅埋单体长壁工作面矿压规律研究　

张沛　，杨宏革　，李文兴　

（１．西安科技大学能源学院，陕西西安７１００５４；２．宝鸡北马坊煤业有限责任公司，陕西宝鸡７２１５００）　

摘要：通过现场矿压观测，对浅埋煤层单体工作面矿压观测数据进行分析，得出４ｌ１２工作面初次　

来压步距，周期来压步距，来压强度等矿压显现规律以及工作面过断层的矿压显现特征，并对工作　

面支护状况进行评价，分析了影响单体液压支柱初撑力的因素，为现场顶板管理提出建议和依据。　

关键词：浅埋煤层；矿压观测；顶板管理；支护状况　

中图分类号：ＴＤ３２５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—７４９Ｘ（２０１０）０３—００５１－０３　

０引言　

我国西北赋存有大量的浅埋煤层，其总储量占　

全国探明储量的１／３，浅埋煤层采动形成的顶板结　

构和来压特征与普通非浅埋煤层具有明显区别。　

宝鸡北马坊煤业有限责任公司首个高档普采面　

４１１２工作面，煤层平均埋深１２０　ｍ，根据浅埋煤层定　

义，属于浅埋煤层。４１１２工作面地表为岩层，与地　

表为厚松散沙土层的典型浅埋煤层有一定差异，在　

该面进行矿压观测研究，对于掌握工作面矿压显现　

规律，包括了解工作面的直接顶初次垮落距离，老顶　

初次来压步距，周期来压步距以及单体液压支柱受　

力情况，前方支承压力大小及超前支承压力峰值位　

置等参数有重要的意义，对科学的管理顶板，指导生　

产有重要的实践意义和经济价值，对于后续工作面　

的生产有参考价值。同时对浅埋煤层研究也有一定　

的学术意义。　

１　工作面概况及压力显现规律　

１．１　工作面地质及生产技术条件　

４１１２工作面主采２煤层，煤层均厚１．７　ｍ。煤　

层倾角１０。。工作面走向长度１５０　ｍ，倾斜长度４２０　

ｍ，日进尺１．２　Ｉｎ。工作面伪顶为一层０．２　ｍ厚的劣　

质煤和０．１　ｍ厚的炭质泥岩，直接顶板厚度为２．３　

ｍ，以泥质砂岩为主；２煤底板为０．６　ｍ炭质泥岩，中　

第７卷第２期　华北科技学院学报　２０１０年４月　

浅埋深中厚煤层采场矿压显现规律研究①　

石建军　②　丛利　王言剑　

（１．华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊１０１６０１；２．神东公司榆家梁煤矿，陕西榆林７１９３１６；　３．兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东邹城２７２１００）　

摘要：介绍了神东矿区榆家梁煤矿４４３０５浅埋深工作面回采期间的矿压观测方法，结合工作面矿压显现　特征，参照来压步距理论计算，确定了工作面周期来压步距，掌握了工作面回采过程中支架的运行状态，为该　煤层的顶板管理提供了依据。　关键词：榆家梁煤矿；浅埋深；矿压显现；初撑力　中图分类号：ＴＤ３２６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—７１６９（２０１０）０３—００３１—０４　

神东矿区目前及今后相当一段时期内，各矿　

开采区域大部分集中于埋深在１００—１５０　ｍ以内　

的浅部。埋深浅、基岩薄、上覆厚松散沙层是煤层　

典型赋存特征。…榆家梁煤矿即为典型浅埋深中　

厚煤层，有必要进行矿压显现规律研究。　

１工作面地质概况　

榆家梁矿井运输大巷南侧二盘区覆存４　、４～、　５　三个煤层，４－２煤层４４２０５，４２０６、４２０７已经开采，　

其下部的４　煤层为中厚煤层，厚度平均为１．７　ｍ，规　

划首采４４３０５工作面，其东部布置４４３０６、４３０７等工　

作面。研究工作面为４４３０５工作面。　

４　号煤层为一较稳定局部可采煤层，可采区　

内煤层结构简单，无夹矸，煤层厚度变化小，一般　

在１．３　ｍ左右。　

４　煤直接顶为泥岩与粉砂岩互层，老顶为中　

砂岩，抗压强度为４２　ＭＰａ，普氏系数为３．６；底板　

为泥岩或粉砂岩，抗压强度为３４．７　ＭＰａ，在吸水　

状态时为２８．７，普氏系数为０．７２。　

煤层及顶底板柱状图如图１所示。　

２矿压观测的方法　

在４４３０５工作面从回采期间，通过记录和统　

计安装在每台支架上的ＳＩＭ显示的支架压力读　

数，结合工作面各种矿压显现特征，并参照周期来　

浅埋煤层大采高综采面支架支护性能分析

摘要:通过对张家峁煤矿6.0m大采高综采面(15201首采面)顶板压力、支架立柱收缩量进行现场实测,揭示了浅埋煤层大采高综采面矿压规律及大型国产支架(ZY12000/28/63D)在实际支护过程中的运转特性,得出此类大型国产化液压支架适应浅埋煤层大采高综采面控制顶板要求,为类似张家峁煤矿15201首采面开采条件下的综采面支架选型提供了理论基础。

关键词:浅埋煤层 现场实测 初次来压 周期来压 支架运转特性 支护性能

采矿行业中,安全高效回采矿产资源是永恒的主题,特别是当今国际能源紧张的情况下,煤炭资源开采和利用显得更加迫切。随着陕北矿区的开发,我国许多学者研究了浅埋煤层综采面矿压显现规律与液压支架选型及围岩控制设计等方面的研究工作[1～3]。国内石平五、黄庆享等学者对大柳塔煤矿1203工作面矿压规律进行了系统的研究,系统总结了浅埋煤层矿压显现基本规律,建立了浅埋煤层顶板控制理论,奠定了浅埋煤层顶板控制的理论基础,本文通过对浅埋煤层大采高综采面来压规律、来压时支架的工作阻力及动载情况进行分析研究,得出浅埋煤层大采高综采面国产支架支护性能。

1 浅埋煤层大采高综采面概况

张家峁煤矿井田地质构造简单,属于1～3°的单斜构造,无大的断裂和褶皱,无岩浆活动痕迹。延安组为向西南微倾的简单叠置地层,每千米降深6～8m。15201首采工作面属于5-2煤一盘区的第2个综采面,切眼位于5-2煤层火烧区边界。具体布置在主、副平硐井底附近。工作面采用三条巷道布置方式(回风、辅运及胶运顺槽),顺槽与5-2煤大巷垂着布置。根据钻孔资料知道,矿区煤层由于火烧边界的存在,所以前期开采5-2煤,5-2煤埋藏深度为280m左右,基岩厚度160m左右,上覆松散层厚度120m左右,基岩厚度起伏变化较小,松散层厚度起伏较大。所以该煤层属于较厚基岩、松散层厚度较大的浅埋煤层。张家峁煤矿15201首采面采用综采长壁采煤法,全部冒落法管理项板。工作面采煤设备采用7LS7A型采煤机、ZY12000/28/63D液压支架。