B070301 “三软”地层防止顶板冒落支护技术实践

“三软”煤层工作面顶板管理探讨作者：姜振国来源：《中国应急管理科学》2018年第09期摘要：“三软”煤层工作面顶板如果处理不好极易发生顶板事故，所以做好综采面顶板的管理，不仅是为了保持井下作业的安全和顺利展开，更是为了煤矿的安全生产。

文章针对工作面初采前、初次放顶以及工作面开采阶段及特殊地段和时期等不同开采阶段制定了安全支护工艺，有效减少了工作面片帮冒顶的情况发生，保证了工作面的安全高效回采，提高了社会经济效益。

关键词：三软；顶板管理；技术；措施综采工作面顶板管理的基本要求是保持顶板平整完好，不漏顶、掉顶；保证工作面支架走得动、推起来，工作面两端头顶板支护安全可靠，保证足够的通风空间和行人安全；而"三软"煤层大采高综采工作面能否正常回采的关键，也就是如何加强对顶板的控制与管理。

1 “三软”工作面不同开采时期顶板管理措施1.1 初采前支护工艺1.1.1 工作面开采前，在工作面上下两巷超前支护不得少于30m。

1.1.2 调架安全技术措施使用单体辅助移架时，单体上端要打在立柱外侧，下端打在专用底座上，并用防倒绳固定在支架上，防止单体打崩伤人；在单体刚有劲后，操作单体人员必须躲进5m外支架裆内进行远距离操作，其余人员必须撤至距作业地点10m以外的支架裆内（或其它安全地点）；当顶板破碎时，在被靠支架及相邻支架的顶板间隙要用塘柴配大笆绑上挡矸帘，防止掉矸伤人。

1.2 初次放顶顶板管理措施初采前，必须提前卸掉煤壁侧的锚杆螺帽、托盘、钢带、金属网等物件及清理净所有杂物，运出工作面或放进老塘；初采时，调整好采向，防止工作面车上窜、下滑。

回采时根据现场情况合理调整超前距；工作面初采期间，工作面采取联单层金属顶网管理顶板，提高支护效果。

工作面顶板破碎单网支护难以管理时，根据现场具体情况，采取联双层金属顶网；工作面初采时，加强煤壁、顶板管理，支架接顶严实，防止片帮。

支架工必须及时伸出伸缩梁支护顶板，顶板破碎或淌漏时支架及时拉超前支护顶板；煤机割出锚杆时，要及时停煤机并闭锁工作面输送机，用支架伸缩梁、护帮板支护好顶帮且拦设好上方挡矸网后，人员方可进入煤壁侧取出锚杆；若锚杆缠绕煤机滚筒时，必须及时停煤机、闭锁工作面输送机并脱开煤机截割部离合器。

三软煤层巷道的支护技术分析黑龙江省哈尔滨市依兰县达连河镇154854摘要：在煤矿企业开采作业过程中，很难避免会遇到三软煤层，其作为一种较为典型的困难煤矿巷道，会对开采安全带来较大的影响。

三软煤层岩层较弱，构造过于复杂，裂隙发育过程中会影响煤矿的安全。

因此为了防止煤炭开采过程中出现塌陷事故，需要积极采取有效的支护措施，确保煤矿的高效开采和生产作业安全。

文中分从三软煤层巷道围岩特征入手，分析了三软煤层巷道支护原理，并进一步对三软煤层巷道支护技术进行了具体的阐述。

关键词：三软煤层；巷道；特征；支护原理；支护技术三软煤层巷道过于复杂和困难，在当前煤矿企业不断扩大开采强度和规模的情况下，迫切需要解决三软煤层巷道劫掠问题，保证开采的安全、顺利进行。

因此在实际遇到三软煤层时，需要基于巷道的实际情况来采取合理的巷道支护技术，以此来保证巷道的稳固性，预防开采过程中发生安全事故，全面提升煤矿企业开采效率和作业安全。

1三软煤层巷道围岩特征1.1顶板对于三软煤层顶板岩层，其构成中主要以黏土岩、泥岩及碳质泥岩为主。

三软煤层顶板岩层稳定性差，抗压强度低，而且不适宜暴露在外。

三软煤层顶板岩层其是借力裂隙生长，在具体挖掘作业时，会产生相应的压力拱线，易引发安全事故。

1.2煤柱体煤柱体强度和硬度都较高，其对于往上覆的拱压力具有较好的承载能力，而且三软煤层巷道不会出现片帮现象，产生的变形量较小。

但当煤柱体强度和硬度不足时，则会导致巷道两帮分离和相互移近，并导致煤柱体内部失衡，使其出现处于塑性区的情况。

目前我国三软煤层巷道两帮煤柱的形式主要包括三种，即煤柱体一边实体煤，另一边为采空；煤柱体两则都为实体煤；煤柱体近距离煤层群上方是采空。

1.3底板底板岩层具有较好的亲水性，在作业用水或是岩层水作用下，普遍存在膨胀变形的情况，当底板出现底鼓时，三软煤层巷道底板承受的变形压力较小，巷道支护难度增加。

对于三软煤层巷道底板存在非新水性岩层时，底板弹性释放或是两帮煤柱体不断移近时，底板岩石会出现底鼓情况，无力承载底板的压力。

由切眼 开始推 进 ， 当老顶 初 次垮落 及周期 性折 断时 ， 加剧 了工 作 面的煤 壁 片帮及 漏顶 。 （ ）地质 构 造方 面的原 因 。工 作 面过 断层 破碎 ２
带时 ， 由于断层破坏 了工作面顶板的完整性 ， 容易造
成架 前煤 壁片 帮 冒顶 。 （ ）水 的影 响。工 作 面 有 淋水 时 ， 岩 层 受 水 ３ 煤
维普资讯
祁
振 ： 三 软 煤 层 综 采 工 作 面 架 前 冒落 原 因分析 及 防 治
４ ７
时 ， 圆木 接 实 ， 而控 制 架 前 冒 落。 由于倾 角 大 ， 半 从
煤帮支 柱 必须垂 直 顶 底 板支 设 ， 同时必 须 在 支柱 上
１２ 人为 因素 ．
直， 移车后要将架档煤清理干净 ， 充分发挥液压支架
支撑 作用 。
２ ２ 处 理方法 ．
一
旦 发 生架 前 冒落 ， 可及 时 采用 超 前 扶棚 接 顶
（ ）采高的影响。由于综采 面煤层软、 １ 采高过
将直径不小 于 １０ ８
相 互挤 压 。
翼一阶段 ， 该工作面走向长 ５ ０ 倾斜长 １０ｍ， ６ ｍ， ３ 煤
厚 ２５～ ． 平 均 ３０ 煤 层倾 角 平 均 ２ 。直 ． ４ ２ｍ， ．５ｍ， ５，
接顶 为泥岩 和 中粒砂 岩 ， ６ ５ｍ， ０ ８～１０ 直 厚 ． ｆ＝ ． ．； 接底为 泥岩 ， ５ ４ 老 顶 为 细砂 岩 ， ８ ５ ｍ。 厚 ．４ ｍ； 厚 ．
冒落的原 因， 掌握了一些预防措施及处理方法。实
践证 明是 行 之有 效 的 ， ２ ０ 从 ０ ４年 ｌ 至 ２０ ２月 ０ ５年 ８
拴好放 倒 绳 ， 防止支 柱倒人 链板 机 ， 损坏设 备或 造成 其他 事故 。另 外 ， 在处理 架 前 冒落 时 ， 量避免 开运 尽 输机 ， 确保 作业 人员 的安 全 。

８ ０ ０ ｍｍ； 采 用２ 卷 ＭＳ Ｋ ２ ３ ３ ５ 型树 脂锚 固 剂锚 固。 为 实现 主动让 压 支护 ， 帮锚 杆 采 用复 合托 盘 ： 内为木 托盘 ， 规 格 为３ ５ ０ ｍｍ × ２ ４ ０ ｍｍ ×５ ０ ａｍ汐 ｒ 层 为 金属 托盘 ， 规格 为 １ ２ ０ ｍｍ ×１ ２ ０ ｍｍ ×ｌ Ｏ ｍｍ。 为防 止巷 道底 鼓 ， 巷帮 最 下方 的底 角锚 杆 与 巷道 底板 成３ Ｏ 。 角布置 。 为 了 防止巷 帮严 重变 形 ， 增加 沿 空侧 巷帮 支护强 度 ， 沿 空侧 布置 ｌ 排帮锚 索 。 帮锚索 采用 １ ５ ． ２ ４ ａｍ × ｒ ６ ． Ｏ ｍ的高 强度 低松弛 预应 力钢 绞 线 制成 ， 采 用３ 卷ＭＳ Ｋ ２ ３ ５ Ｏ 型树 脂锚 固剂锚 固 ， 锚 固力 不低 于２ ０ ０ ｋ Ｎ。 在 巷帮 距 底板 １ ０ ０ ０ ａｍ处布 置 １ ｒ 排帮 锚索 ， 排 距３ ０ ０ ０ ｍｍ， 紧贴煤 帮安 设 。 锚索 托 梁用废 旧 １ ｌ ＃矿用 工字 钢 加工 而成 ， 长ｌ ０ ０ ０ ａｍ， ｒ 孔 径１ ６ ｍｍ。 巷道 支 护如 图２ 所示 。 ２ ． 存 在问题 及 对策 ２ ． １合理 层位 的确 定 巷道 跟底掘 进存 在问题 ： ①由于 巷道 直接顶 为软 弱复合 顶 板 ， 富含节 理 及 弱结 构面 ， 一旦破 顶顶板 很难 留住 ， 不利于 两巷 的超前 支护管 理 ； ⑦由于 巷道两 帮高 度太 高 ， 稳 定性较 差 ， 片帮 严重 ， 巷道 成 型困难 ； ③破碎 的矸 石造 成 噪炭 夹 矸过 大 ， 煤 质下 降。 巷道跟 顶掘 进时 不破坏 复合 顶 板， 但也存 在一 些 问题 ： ① 复 合顶 板从综 掘机开 始切割 到永久 支护 未完成前这 段 时间里局 部易 冒落 ， 作业过 程 中安 全系数 较低 ， ②若锚 杆长 度与复 合顶 板的 厚度 相当 ， 日顶板 经揉搓 破坏 后 容易在 锚 固区 外形成 离层 ， 需 要加大 锚杆 长度 及锚 固长度 ； ③现 有煤巷 综掘 机 破底 施工 较慢 ， 且 影响 综掘 机 正常 的使 用寿命 。 复合 顶板结 构一般 为软 硬岩互 层 ， 或有 煤 线及软 弱夹层 存在 ， 层间粘 结 力 极低 ， 弱 面发育 ， 很 容易出 现顶板 离层 ， 发生 冒顶事 故。 在开掘 巷道之 后 ， 使 巷道 稳定性 大大 降低 。 由于 矿井 复合 顶板厚 度大 ， 锚 杆 长度 不能将 其锚 固在上 部 稳 定 的岩层 上 ， 加 之矿井 巷道 顶板 ５ ｌ 煤层 和其 软弱岩 层 界面上 极易 产生 离层 。 因此必 须 采用锚 索 加强支 护 才可 以发挥 锚 网索 支护的 悬 吊作用 。 ２ ． ２提 升延 伸率 由于 锚索和 全螺 纹锚 杆的延 伸率 不同 ， 致使 迎 头在施 工完 锚杆 后 ， 补强 锚 索 支护时 ， 造成 局部锚 杆被 压出 ， 托盘松 动 ， 预紧 力丧失 ， 锚杆 支护效 果较 差 ， 锚 索 成为 主要 支护 ， 造 成 锚索 的破 坏 。 针对 两种 支护材 料延 伸率的 不 同 ， 采取在锚 索 托梁的 上方 铺垫 木鞋 等 ， 以 增 加锚 索的 延伸 吸收变 形量 ， 使 其缩小 和锚 杆之 间 延伸率 的差 距 ， 尽量保 持 同 步； 如 果出现上 述锚杆 “ 压 出” 现象后 ， 应及 时将 此类锚 杆进行 二次预 紧 。 在现 有 的地 质条 件下 ， 将托 梁衬垫 为水平状 态 ， 衬垫物 可 以采用硬质 木块 或钢铁 制品 、 以减少 客观上 的 承载力 分解 损失 当托梁 两端接 顶 ， 中部 不 实时造 成托 梁的 端 头接 触 ， 托梁 的里部 悬空 时， 应将 内部悬 空部分 用木批 等进 行铺垫接 实 ， 不仅 可 以增强托 粱的 面接触 ， 减轻锚 索的 剪切破 坏 ， 同时 又可以增 加其 吸收变 形 ， 缓 解 锚索 延伸 率低 的缺 陷 ， 从而 提 高其承 载 强度 。 ２ ３ 锚 固力预 紧力 不足 “ 三 径 匹配” 中， 使用 的药卷 为Ｋ ２ ３ ３ ５ ， 锚索 钢绞 线直径 为 １ ５ ． ２ ４ ｍｍ， 采用 与

极松散“三软”煤层采场顶板控制技术研究的开题报告一、选题背景和研究意义煤炭是世界上最重要的化石能源，其对经济的支撑作用不可替代。

随着社会经济的发展，煤炭的需求量不断增加，使得煤炭采掘面临诸多挑战。

其中，极松散“三软”煤层采场顶板破坏严重，安全生产问题日益凸显，常常给矿山生产和管理带来极大的压力。

煤层顶板是采掘过程中最容易发生破坏的地层之一，其破坏可能导致煤矿采掘面垮塌、煤炭资源浪费和生产事故等一系列问题。

对于极松散“三软”煤层采场顶板的控制，研究其稳定性和控制技术，对加强煤炭生产安全、提高采煤效率、降低生产成本等具有重要的意义。

二、研究内容和研究方法本研究旨在探究极松散“三软”煤层采场顶板控制技术，具体内容包括以下几个方面：1. 参考国内外相关研究成果，分析极松散“三软”煤层采场顶板的特点、破坏机理及控制难点。

2. 结合某煤矿采区实际情况，采用现场试验和数值模拟方法，研究采场顶板的稳定性和控制技术。

3. 利用FLAC3D有限单元软件建立采场模型，分析采场稳定性，研究采区顶板控制技术，包括支护方式、支架参数、预应力控制等。

4. 对于不同控制技术的比较，进行实验验证和实际工程应用，提出可行的控制技术方案，为矿山生产提供科学依据。

三、预期成果和研究意义本研究将研究极松散“三软”煤层采场顶板控制技术，旨在为矿山生产提供有效的控制方案和技术支撑。

预期取得如下成果：1. 揭示极松散“三软”煤层采场顶板破坏机理和控制难点，对煤炭采矿的稳定性和安全性提出有效控制方案。

2. 探究支护方式、支架参数和预应力控制等控制技术，为矿山开采提供理论基础和实践经验。

3. 提出可行的技术方案，为采掘过程的规范化、自动化和信息化提供科学支持，推进煤炭生产的可持续发展。

综上所述，本研究具有较高的科学研究价值和实际应用价值。

关于“三软”煤层掘进锚喷支护措施的探讨摘要：“三软”煤层条件下，顶板安全是制约掘进的主要因素。

郑州矿区所采煤层是典型豫西“三软”煤层，告成煤矿属于豫西强变形“三软”煤层，煤层呈粉末状，疏松易碎。

我矿通过优化生产组织和加强施工质量管理，提高锚喷支护水平和掘进水平，进一步提高支护系统的支护质量，以有效控制掉顶、片帮等事故的发生，实现了快速掘进，确保了安全生产。

关键词：“三软”煤层掘进锚喷支护安全管理“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。

煤层裂隙发育，构造复杂。

“三软”煤层容易导致支护系统抵抗弹性变形的能力降低，当支护系统周围煤层的压力达到支护系统的强度极限时，将导致顶板弯曲下沉，造成煤层上覆顶板破碎，使掘进、回采及顶板管理的难度进一步加大。

如果遇到复合顶板，因为复合顶板易与上部岩层发生离层，所以复合顶板易发生大面积的推垮型冒顶，给快速掘进、安全生产造成较大的威胁。

在“三软”煤层中采用综采、综掘工艺是一个比较难的课题，但是在“三软”煤层中使用综采工艺也可以达到快速掘进，关键在于措施得力，现场执行到位。

一、问题及分析（一）生产组织方面“三软”煤层揭露后极易风化，造成喷浆前巷道的煤壁风化脱落，使部分锚杆失效，导致片帮、掉顶，影响支护效果，甚至可能发生冒顶事故。

（二）施工质量管理方面在煤矿生产施工过程中由于生产施工不到位，造成质量原因导致支护体受到扰动、破坏，影响安全的因素如下：1.在掘进施工过程中没有严格按照设计图纸施工，炮眼位置不规范，周边眼没有紧贴岩面且没有垂直于掘进面，巷道成形比较差，超挖、欠挖严重，导致煤壁应力集中使巷道变形、破坏。

2.在掘进施工过程中打设锚杆时，由于煤岩松软和部分巷道高度的制约，且掘进后敲帮问顶时没有除尽悬岩、危矸，产生较大的裂隙，使部分顶部锚杆打设质量差，支护系统的初撑力不足，使围岩脱落，导致煤壁应力集中，锚杆失效，从而巷道变形、破坏。

“三软”条件下的综掘巷道支护刘长竹万富明赵世进【龙口矿业（集团）公司梁家煤矿，山东龙口，265700】摘要分析“三软”条件下影响综掘单进的主要因素，介绍综掘机临时支架、液压转换器、水压式注浆的配套设备，提出在“三软”条件下综掘巷道的二次支护设计方案。

关键词“三软”地层综掘巷道支护方案龙口矿区成煤地层是老第三系褐煤与油母页岩混生，可采煤层为煤2和煤4。

煤2的顶、底板主要为泥岩和粘土岩，单向抗压强度尚不足10MPa。

煤4可采厚度6～8m，巷道布置在煤层中，煤的坚固性系数f值只有1.05，是比较典型的“三软”地层。

随着采场的不断延伸和综掘迎头的快速掘进，软岩支护面临着更大的困难,综掘机的功效很难得到充分发挥,巷道返修率居高不下。

1 软岩巷道的矿压显现特点龙口矿区软岩地层巷道的矿压显现呈现下列特点：①围岩压力显现快，且围岩自稳期短；②巷道掘出后，顶板、底板和工作面迎头等都有明显的变形，断面收缩显著；③围岩塑性变形大，活动性强，变形时间长；④围岩遇水膨胀，底臌严重。

2 “三软”条件下使用综掘机面临的困难在“三软”地层中使用综掘机掘进巷道面临着很大困难。

综掘机的功效不到充分发挥，支护困难，巷道返修率居高不下。

综掘机循环进尺少，巷道成形难以控制。

巷道变形没有得到及时控制，被迫使用U型棚支护，不仅大大增加了巷道的支护费用，而且严重限制了综掘机的掘进速度。

巷道发生不可控制的大变形后导致综掘迎头后方的运输困难，掘进机不能及时撤出，巷道需要经过多次返修才能投入使用，返修率持高不下，采掘严重失调。

之所以造成上述困难，有临时支护、施工工艺和支护强度这三方面原因。

综掘机施工迎头缺少有效的支护。

虽然坚持使用前探梁，但是目前使用的前探梁对顶板无支撑能力，使用后并无多大的安全保障。

软岩层自稳期短，尤其在遇到地质条件复杂时，综掘机循环进尺减少到一排网以下。

支护工艺复杂，支护速度慢，难以与综掘机的快速掘进相匹配；作用地点相对比较集中，很难实行平行作业。

“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析发布时间：2023-02-15T06:17:16.073Z 来源：《科技新时代》2022年9月18期作者：甄龙洋[导读] 由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。

甄龙洋徐矿集团哈密能源有限公司新疆哈密 839000摘要：由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。

煤的 "三软 "的流变、膨胀和塑性特性影响着采煤的支持系统。

屋顶事故的风险和严重性都会增加，因为屋顶和地板会因采矿作业而严重变形和损坏。

因此，对于软顶接缝，有必要分析影响各级顶棚的因素，并提出合理的管理措施，以避免事故发生。

本文分析了软顶地雷爆炸事故的原因，回顾了软顶地雷爆炸管理技术，并提出了软顶地雷爆炸管理措施。

煤矿软三顶管理的技术措施。

关键词：三软；开发面；顶板管理方法引言：三软煤层是指在采煤作业中，地表覆盖层、基岩和原矿床相对较软的煤层。

"由于软煤层的结构复杂，在其形成过程中很容易出现断裂。

此外，煤层的顶部和底部是软弱的岩石，导致顶部和煤层相互分离，导致各种事故，严重影响采矿过程的安全。

一、"三软 "煤层的顶板事故原因分析三个软煤层的发展对支撑系统本身的弹性和变形能力有负面影响，容易降低其承重能力。

如果在达到支撑系统的强度后，周围各层的压力继续增加，底部顶板就会变形和坍塌，煤层上方的顶板也会受到严重破坏，给掘进队带来很大困难，总的破坏程度会逐渐增加。

同时，煤湖的坍塌将直接导致生命和财产的损失，并最终导致重大经济损失。

煤湖崩溃的主要原因是 "自然 "和 "人为 "灾害。

"自然灾害" - 是指由煤矿区的地质和地貌条件引起的自然灾害。

环境和大气条件很容易影响 "三软 "煤砂的暴露，以及不同程度的煤墙和锚杆的效率，从而导致煤墙开裂和淹没。

ห้องสมุดไป่ตู้
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本文研究成 果对 “ 三软 ”煤层开采和破碎 顶板管理具有指 导意义和参考价值 。
图：［ ４ ３ １表 ：［ １参 ：［０ ７ ８１
关键词：极松散 “ 三软”煤层： 采场： 顶板控制； 微差毫秒爆破；围岩应力：
支承压 力
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中图分 类号 ： Ｆ ４ ０ ６ ． ３ ； Ｔ Ｄ ３ ５ ３ ． ６
文献 标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ ｌ ５） １ ０－ ０ １ ６ ５— ０ ２
三软煤层指煤矿开采 中遇到的： 软的顶板岩层 、 软 的主采煤层和软的煤层底板岩层 ， 一般 情况下 ， 具有三 软特征的煤矿煤层和顶底 板均为软弱岩层。煤层裂隙 发育， 构造复杂 ， 而复合 顶板一 般为软硬岩互层 ， 或有 煤线及软弱夹层存在 ， 弱面比较发育 ， 各分层厚度较小 的岩层结构 ， 三软煤层复合顶板极易失稳 冒落 ， 其支护 问题一直是煤矿的难题。三软煤层复合顶板支护从棚 式到锚杆 ＋ 套棚复合支护， 但效果不理 想， 巷道变形严 重， 二次维护成本明显增加。本文采用数值模拟分析 、 设 计支 护和 工 业 试 验 相 结 合 的 综 合 方 法 ， 结合 新 龙 矿 １ ６中 ０ ３工 作面运 巷 具体 生产 地质 条件 ， 开 展 了复 合 顶 板煤巷锚杆支护技术的研究和实践 ， 取得成功 。 １试验 巷道 概况 该矿主采煤层为 １ ６煤。１ ６煤顶板以泥岩及粉砂 质泥岩为主 ， 次为粉砂岩 ， 个别孔见有细砂岩 ， 偶见泥 岩、 炭质泥岩伪顶。从矿井实际揭露资料来看， 顶板稳 定性 极 差 。底 板 以 泥 岩 、 砂质泥岩 为主 ， 次为粉 砂岩 ， 个别孔见细砂岩和泥岩 、 炭质泥岩伪底。底板稳 定性 差， 特别是泥岩 、 砂质泥岩底 ， 极易 出现底鼓。围岩整 体强度小 ， 顺槽断面尺寸宽为 ４ ． ５ ｍ， 高２ ． ７ ｍ， 运输巷掘 进后 ， 复合顶板早期离层 、 下沉量大 ， 两帮剧烈移近 ， 底 鼓量大 ， 巷道维护成本明显增加。 ２数值 模 型的 建立
２ ． １数 值 模 型

（ 接 第 １ ８页 ） 上 ９
爆 炸和 煤 与 瓦斯 突 出 灾害 的 重要 措 施 ，而且 可 以 变害 为 必缓 解 了 电力 及煤 炭 的紧张 形 势 。 对提 高 瓦 斯 抽放 的积
利 ， 为煤炭 的伴 生 资源 加 以开 发 利 用 ， 作 并且 可 以避 免 对 极性 有 重 要 意义 ，更 对企 业 的可 持 续 发展 具 有 长远 的 意 大气 臭氧层 的破 坏 ， 少对大气 环境 的污 染。因此 ， 矿 井 义 。 减 从 安全 生 产、 动 保障 、 源利 用及 环境 保护 方面 ， 立 瓦斯 劳 资 建 ６２ 资源条件 好 ． 抽 放 系统 是 十 分 必 要 的 。 平宝 首 山一矿 为煤 与 瓦斯 突 出矿 区 ，煤 层 气 储 量丰 ４ 发 电项 目 富， 生产 能力 大 ， 电站提 供 了可靠 的动力 支持 。 为
种 不 同支护 方式下 围 岩应变一 压力 系数 曲线 。 在相 同 的加 载条 件 下 ， 比顶板 下 沉量 ， 对 得到 的顶 板 下沉 量一 压 力 系 三软 煤 巷 支护 是 煤矿 巷道 支 护 向深部 延 伸 和 回采 时 数 曲线。 论哪 一种 支护 方式 ， 果加 载 的条件确 定 ， 不 如 其应 经 常遇 到 的 问题 ， 由于 大部 分软 岩 使煤 层 围岩 的重 要组 成 变： 顶板 ＞上 帮 ＞下 帮。表 明巷 道 囤岩 的活动规 律是 一定 部 分 ， 岩 的种 类 性质 根 据软 弱程 度 的 不 同 ， 软 也存 在 着 很 的 ， 受 支护 方 式 改 变的 影 响 ， 时也 说 明模 拟 的 三软 巷 不 同 大的 不 同 ， 些使得 巷 道所 处 的地应 力和 构造 比较低 的情 况下 ， 字钢 支护 能 工 同的差 别 。 目前在软 岩 的研 究 分类 方面 ， 有一个 统～ 的 较好 地抑 制 巷道 围岩 的松 动膨 胀 变形 ， 没 也反 映 了工 字钢 支 定 论。在软 岩巷 道支护 中， 主要根 据具体 的要求 ， 对支护 的 护相 对锚 网和 锚梁 网支 护 的“ 刚性 ” 阻抗作 用。应变 与荷载 方式 以及 方 法来进 行确 定 ， 这种 方式 在 很大程 度 上不 利于 成正 比 ， 随着 荷载增 大 ， 压力 系数 也会不 断 的上升 。 先是 首 软 岩 巷道锚 杆 支护 的应用 以及推 广。 工 字 钢 巷道 应 变达 到 最 大 ， 网支 护 巷道 次 之 ， 后 再 是 锚 然 山 西华 晋 明珠 煤 业 有 限责 任 公 司 明珠 矿 位 于 山 西省 锚 梁 网支护巷 道。这种 情况 充分说 明 了工字 钢支护 的巷 道 吉县 东部 ，巷道 布 置在位 于 山西 组下 部 的 ２号 煤 层 中 ， 如 果 压 力 不 足 ， 容 易 发生 塌 落 现 象 ， 巷 很 因此 ， 三 软 煤 巷 在 道 顶板 多为 泥岩 、 细粒 砂 岩 ， 局部 为粉 砂 岩 、 碳泥 岩 ， 含 顶 中 ， 建议 使用 单一 的工 字钢 支护 。 不 板 随采 随落 ， 好管理 。 底板 多 为粉砂 岩 、 岩 ， 较 泥 局部 为砂 在模 拟 的三软 煤 巷支 护 中 ， 三种 支护 的顶板下 沉 量 的 质 泥岩 、 碳泥 岩。 强度 低 ， 含 有一 定 的水 胀性 ， 水 可产 生 变化 趋 势 明显不 同。 工字 钢 支护巷 道 ， 围岩 变形速 率 比 遇 其 底 鼓现 象。 层结 构 为粉 状 、 状 ， 煤 块 局部 有火 成岩侵 蚀成 天 锚 网、 梁 网支护 大得 多 ， 锚 表现 为 曲线 的斜率 增 大更 快 ， 随 然 焦。 属于 典型 的“ 三软 ” 煤层 ， 即煤软 、 顶软 、 底软 。 巷道 着 外界加 载 的不 断增 加 ， 字钢 支护 巷道 顶板 下沉 量很 快 给 工 维 护 带来 诸 多 问题 ，巷道 掘后 不久便 发 生严 重 变形破 坏 ， 就 成 倍地 增 加 ，很 快 超 过锚 网和锚 梁 网支 护 的顶 板 下 沉 有 时巷 道 侧压 比顶压 大 ， 要经 常拉 底 扩 邦维 修 ， 需 工作 量 量 ， 且最 大下 沉 量 分 别 是锚 网支 护 的 １６倍 、 梁 网支 护 ． 锚 大， 不利于 矿 井开 展 正常 的工作 。 的 ２ １倍。 当载 荷还 不 大时 ， 字钢 支 护 的巷 道顶 板下 沉 ． 工 １ 三软巷 道 的不 同支护方 式相似 模 拟试验 量就 达 到最 大值 ， 此时 工 字钢 支 架 变形 加 剧 ， 支 架 的力 使 为了对 巷道 的 支护 方式进 行 明确 合理 的确定 ， 采 区 学性 能受 到破 坏 ， 过 来 会加 剧 巷 道 的变 形 ， 些都 表 明 从 反 这 煤 层 巷道 的实 际情 况 出发 ， 结 合下 山机 巷 的围岩 地质 条 应力 已接近并 超 过 支架 的极 限载荷 ， 并 支架 变形严 重。 在巷 件 展 开模 拟 ， 行 工 字钢 、 网和 锚 梁 网支 护 实验 室 试 验 道垮 落 的瞬 间 ， 进 锚 受力 顶板 围岩 突然 向巷 道 内释放 因变形积 研 究 ， 拟 煤 巷 顶 底板 岩 层 共 ７层 ， 模 总厚 度 １ ｍ， 中 ２ 蓄的能 量 ， ８ 其 因而 产生 一个缓 冲 ， 使得 应力 突 然减 小 ， 然后 随

“三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术研究实施方案”嘿，朋友们，今天咱们要聊的可是个技术活儿，那就是三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术。

这可是个大工程，涉及到煤矿安全生产，咱们可得细细研究。

下面，我就用意识流的方式，给大家捋一捋这个实施方案。

咱们得了解三软煤层的特点。

这玩意儿软得跟豆腐似的，一挖就塌，所以支护技术就显得尤为重要。

咱们这个方案，就是要在软煤层中实现强力支护，确保安全生产。

一、项目背景及目标1.背景分析近年来，随着煤矿生产技术的不断发展，三软煤层资源得到了广泛关注。

然而，由于其特殊的地质条件，导致回采巷道支护难度较大，事故频发。

为了提高三软煤层回采巷道的安全生产水平，降低事故风险，我们提出了这个刚柔结合强力支护技术研究实施方案。

2.项目目标本项目旨在研究一种适用于三软煤层回采巷道的刚柔结合强力支护技术，通过技术创新，提高巷道支护效果，降低事故风险，实现安全生产。

二、技术路线1.刚柔结合支护技术采用高强度钢材、高性能混凝土等材料，构建一种刚柔结合的支护体系。

其中，刚性部分主要负责承受巷道顶板压力，柔性部分则用于缓解应力集中，降低巷道变形。

2.支撑体系优化对现有巷道支撑体系进行优化，提高支撑力，降低巷道变形。

具体方法包括：增加支撑点，提高支撑密度；采用高强度钢材，提高支撑强度；优化支撑结构，降低支撑力损失。

3.监测技术利用现代监测技术，实时监测巷道变形、应力变化等情况，为调整支护方案提供依据。

三、实施方案1.准备阶段（1）收集相关资料，了解三软煤层地质条件、巷道结构、现有支护技术等；（2）组织专家论证，确定项目实施方案；（3）成立项目组，明确分工，制定工作计划。

2.实施阶段（1）根据地质条件，选择合适的巷道支护材料；（2）优化巷道支撑体系，提高支撑力；（3）采用现代监测技术，实时监测巷道变形、应力变化；（4）根据监测数据，调整支护方案；（5）加强现场管理，确保施工质量。

3.验收阶段（1）对巷道支护效果进行评估，验证方案的有效性；（3）推广应用于其他类似工程。

三软煤层的支护摘要：三软煤层的岩层软弱，构造复杂，裂隙发育容易造成煤矿的安全隐患。

因此在煤炭开采过程中需要加强对三软煤层的地质勘查，进行有效的控制，保证顶板的安全生产和地板安全，防止开采过程中的塌陷事故发生。

最行之有效的方式是在煤层中进行支护技术创新，在松软的三软煤层中，地压太大，巷道维护具有一定的困难。

关键词：三软煤层；支护；巷道维护；安全1三软煤层采用支护技术的必要性三软煤层是指顶板、地板及开采曾都比较松软的复杂的煤层地质结构，在开采中具有很大的难度，对开采技术是一个非常大的挑战。

特别是在煤岩层中进行巷道挖掘和开采，使得围岩的原始力受到破坏，岩体的经应力受到威胁，容易产生岩石断裂或者坍塌的现象。

煤层的经应力主要取决于岩石的强度和其弹塑性的分布。

而三软煤层的强度比较低，开挖后又破坏了原来岩层的结构，使得二次应力受到了威胁，岩体进入塑性变形，因此需要加强其支护的力度，保证原来的岩层结构，才能较好的驰骋煤层，完成开采过程。

否则，挖掘巷道后会破坏原有的煤层结构，煤层的支持力度不够，应力集中，在巷道两帮的岩梁支撑点发生断裂。

而对于相对较硬的煤层，如果使用进入塑性状态的支付将会丧失其原有的承载力，进行巷道开挖之后，塑性能将以各种形式释放出来。

这时候采用支护的技术进行煤层支持，取代原有的承载力，虽然开挖后引起的向临空区运动的合力不仅仅是靠支护力承担，但是塑性状态的不可避免使得支护力变得非常必要。

考虑到要将其岩层巨大的塑性能以某种方式释放出来，在软煤层设置支付的过程中势必要有足够的变形空间和释放空间。

三软煤层的挖掘比较容易，但要保障其安全和稳固却有一定的困难，特别是其维护需要相当先进的支护形式和支护技术作为保障。

当前面的三软煤层，及各个结构和性质差异较大的岩石层结构，缺乏一种能够普遍适应的支护方法。

但是对于三软煤层，进行有效的支护必须要根据其性质和地压的特点进行合理的选择和必要的勘测。

在正确勘测其岩层的结构和特性之后，选择相应的巷道位置和断面技术，使其处于稳定的状态。

“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析发布时间：2021-10-22T02:42:39.401Z 来源：《工程建设标准化》2021年16期作者：王涛[导读] 对于“三软”煤层而言，科学、有效的顶板控制与管理就是确保其工作面能够正常回采的王涛淮河能源控股集团煤业公司朱集东煤矿综采二队，安徽淮南 232001摘要：对于“三软”煤层而言，科学、有效的顶板控制与管理就是确保其工作面能够正常回采的关键。

文章以某工作面为例，探究三软综采工作面顶板的特点及其管理措施，希望对相关工作有所帮助。

关键词：三软；大采高；综采；顶板管理综采技术加快了煤矿开采速度，进而提高了企业自身经济效益。

但是，当前我国顶板事故多制约了综采技术的发展和煤炭开采效率，因此，从问题入手，首先剖析与归纳通常造成顶板事故的诱因及引发因素存在的问题，并且根据这些问题提出了三软煤层综采工作面顶板管理的相应的策略，旨在为综采顶板管理提供技术支持，改善顶板事故多发的现状，提高煤炭产业的经济效益。

1 综采工作顶板冒顶的原因综采工作面多发生冒顶，是因为冒顶之前，煤壁会发生片帮，深度是1～2m。

冒顶现象多发生在工作面的内壁位置或者是两端头三角煤附近。

发生冒顶的原因有：①原来的顶施加的压力过大，顶板会存在下沉的现象，直接顶板会出现破碎，就会出现冒顶的情况;②液支架不能承受基本的压力，达不到支撑的要求，造成顶板的下沉，会出现冒顶的现象;工作面的两个端头处于工作面与顺槽的连接部位，压力就会很集中，如果支护工作没有做到位，很容易出现破碎情况，也就会存在冒顶的现象。

2 综采工作面常见顶板事故类型2.1 直接顶推垮型冒顶此等情况一般在顶板出开始崩塌，同时循环性崩坏以及层级滑塌经常发生，这主要是由于顶层的随机位移以及变换使得一些柱子倾斜所造成。

如果顶板不够牢固的状态下肢体通常向采空区一面倒下，如果顶板过大时一般向煤壁位置坍塌。

2.2 老顶推垮型冒顶在采煤过程顶板经过长期使用后，由于材料质量和受到多种因素的影响，导致顶板出现陈旧顶推现象，并逐渐破坏顶板具有的稳定支撑性能。

“三软”复杂煤层顶板支护实践与顶板控制技术新矿集团汶南煤矿　王孝勇　王发达关键词　复杂煤层　顶板支护　控制技术 汶面煤矿11层煤地质构造复杂,大小断层纵横交错,煤厚变化极大,从0.5m至2.8m,最厚达到5.2m,煤层赋存非常不稳定。

工作面搬家频繁,极大影响了矿井安全生产。

1　工作面概况11层煤直接顶为粉砂岩,厚度17.12m,单向抗压强度36.7MPa,顶板裂隙非常发育,普遍受滑移构造影响,伪顶为泥砂岩,厚度0～0.4m,直接底为泥岩,0.1～0.25m,个别地方厚度0.6～0.8m,遇水变软,老底为细砂岩,厚度6.81m。

工作面采用走向长壁后退式采煤法,采用DY-150W无链牵引单滚筒采煤机械落煤,单向割煤,循环进度0.8m,上下缺口人工打眼爆破落煤,人工攉煤。

采用单体支柱配H D2 JB-800顶梁支护,排距0.8m,柱距0.7m,见四回一,无密集切顶,双抗网护顶,垮落法管理顶板。

本工作面直接顶初次垮落步距7.2m,基本顶初次来压步距27m,周期来压步距10m。

2　顶板事故模型2.1　顶板事故模型2.2　顶板事故模型的启示(1)顶板系统行为:从客观上讲,只有顶板的垮落或冒落才引起顶板事故。

顶板运动不仅与力学状态有关,还与时间有关。

影响顶板运动的直接因素有:顶板的岩性、结构、分层厚度、节理裂隙等地质构造,还有开采深度、技术因素等。

(2)支护系统及人的行为:支护行为包括支护系统的强度、刚度、稳定性等力学性能、支架顶底板、煤层关系和人的支护工作三方面的行为。

顶板系统越不稳定,地质构造愈复杂,顶板系统对支护系统施加的力和变形愈大,支护行为愈图1　顶板事故模型强烈。

人的行为特性主要是指支护行为的架设速度、空顶、空帮时间、支护质量以及对顶板煤层冒落性、稳定性的判断及处于危险地段处理顶板水平、顶板冒落前征兆捕捉、迅速脱离危险区的技能等。

(3)管理及环境的因素:管理及作业环境影响支护行为、人的行为。

管理失误及环境恶劣是造成顶板事故的间接原因,是发生顶板事故潜在的重要原因。

“三软”煤层综采防片帮冒顶有效控制探索文章主要围绕重庆松藻矿区三软中厚倾斜煤层的主要特点进行了分析，在此基础上提出了三软中厚倾斜煤层综合机械采煤破碎顶板控制原则，最后对三软倾斜煤层采场顶板控制主要技术措施进行研究。

通过这些有效措施的应用，对减少顶板事故，实现安全回采，增加矿井产量，提高矿井的经济效益。

标签：三软煤层；片帮冒顶；控制探索引言长期以来，我国对难采煤层的综合机械采煤顶板控制技术的研究已经取得许多的成果，但大多数采场顶板控制设计还是依靠经验来进行，这存在着一定的盲目性，很难做到安全控制顶板，且支护效率低。

通过对“三软”煤层综合机械采煤顶板控制的探索，掌握顶板事故发生的规律，及时采取针对性的控制措施，防止工作面顶板事故，这无疑对“三软”煤层机械开采具有现实指导意义。

1 煤层概况1.1 “三软”煤层的总体特点目前，难采煤层基本上有两种类型：一是在当前开采技术条件下，实现正常安全生产有一定难度的煤层，需要一些特殊的、附加的技术安全措施方能顺利开采。

二是由于地质构造条件复杂，赋存条件差，难以实现机械化开采的煤层。

而“三软”煤层属于第二类难采煤层，这类煤层地质构造比较复杂，赋存条件差。

“三软”煤层的直接顶通常由碳质泥岩、泥岩等强度较低的岩层组成，厚度不是很大，顶板岩体强度指数D≤3MPa，允许暴露面积和时间分别在20m2和0.5h 以下。

在煤层采出后，直接顶岩层一般直接垮落，而直接顶之上的老顶，由于厚度较大，并且由强度较高的砂岩、石灰岩等组成，一般并不随直接顶的垮落而及时垮落，而有可能发生规则的垮落，岩块互相铰接，或者只弯曲下沉，由于顶板赋存状态和垮落特点的特殊性，随着工作面向前推进，暴露出来的顶板极易冒落，在大的构造应力作用下发生流变，因此控制好采场的顶板十分必要。

1.2 探索工作面概况松藻矿区同华煤矿井田煤岩层为上二叠系龙潭组，位于龙骨溪背斜本翼，属单斜构造。

井田含煤11层，其中可采煤层2层，即K1煤层和K3b煤层，其余煤层均为局部可采或不可采。

２１ 软 底 板 的 影 响 ．． ４
ห้องสมุดไป่ตู้
１ “ 三软 ”煤 层矿压 显现 规律
通过长期对矿压观测资料分析及实践表明 ，在 “ 三软”煤 层 中工作面端面顶板破碎度 的大小反映 了直接顶板稳定性和支 架对直接顶的控 制效果 。矿压显现规律 ： （） １ 端面顶板破碎度 随着时 间的推移而变化 ， 有时支架端 面顶板破碎度由平 时的 ９ ． ５％增大到 ２ ４％。 工作面初次来压 时 ， “ 三软”煤层的顶板变得极为破碎 ， 使煤壁内部承受压力较 大 ， 顶板下沉量加大 ，有时煤 壁顶板的台阶下沉 量达 到 ２ ０ ｍ ｌ～ ０ ｉ ｌ ４ ０ ｌｌ 直接顶板被挤压破坏 ， ０ ｎ。 ｎ 使液压支架前移变得 十分 困难 ， 只有降架前移 ，到位后升架 ，反复支撑 已破碎离层的顶板 。 （） ２ 工作 面顶板来压时煤壁片帮严重 ， 煤壁的片帮深度能 由原来 的 ３ ０ ３ ｍｍ增大到 ９０ｍｍ； ５ 片帮长度 由占工作面长度的 ７９ ．％增大到 １ ９％。有 时可达 ６ ０％～７ ０％，工作面上半部的煤 不需要截割即 自行垮落。液压支架 立柱的压力明显的增加 ，多 数支架呈现 急增阻 ，工作 面 中部支架立 柱下腔 的压 力达到 ２ ０ ＭＰ ～ ７ ａ 立柱 的加权工作阻力为 ６ ０ Ｎ 根 ～８ ０ｋ 根 。 ａ ２ ， ＭＰ ３ ／ ｋ ５ Ｎ／ （ ）割煤和移架 ２ 道主要生产工序对 顶板 下沉 量有较大 ３ 影响 ：①采煤机在过测点 ５ｍ～１ ０ｍ，移架在距测点 ３ｍ～５ｍ 位移段 内影 响较 大 ，顶板 下沉 量和下沉 速度 急剧增加 ；②采煤 机过测点 ８ｍ～１ ０ｍ，移架至测点附近时 ，顶板下沉量和顶板 下沉速度达 到最 大值 ，之后顶板下沉量 和顶板 下沉速度趋 缓 ； ③采煤机接近测点时的顶板下沉量是移架接 近测点时 的 １９ 移 ／， 架接近测点时顶板下沉量的影响峰值约是平 时的 ｌ 倍 。 ３