30101工作面周期来压分析

30101工作面地质说明书一、30101工作面是3#煤层工作面一个工作面，是继基建矿井进入生产面。

地形与地貌：本区处于山西黄土高原的东南部，地面地势，西高东低、北高南低、山高坡陡、冲沟发育，形成中高山地貌，地面标高为1095——1270，相对高差较大，地面内沟众多，基本裸露，树林植被茂盛。

二、工作面位置：1、30101工作面地面位于工业广场西南300米，西部是长青村居住区，井下位于皮带运输巷以南，30101工作面东部为采空区，西部为实体，南边也是采空区。

2、工作面走向长740米，倾斜长160米，总面积118400m²。

3、回采对地面设施的影响：回采对地面无影响。

三、煤层赋存情况：该面所采煤层为3#煤赋存于二迭率三西组地层中下部，为陆相湖泊型沉积，煤层厚度稳定，工作面煤层厚度在4.8米左右，可采指数Km=1。

地质构造：该面整体是一个向西倾斜的单斜构造，煤层倾角为2—8度，平均6度，但是工作面局部风、运两巷个别地方坡度起伏较大。

五、水文地质情况：该面是第一个综采面，在掘进过程中，局部淋水较大，30101再回采时有较大的涌水，预计一般涌水量在20—40m³/h，最大涌水量为30 m³/h。

六、开采技术条件：1、3#煤层顶板为:伪顶、直接顶、老顶。

伪顶：直接位于煤层之上，为一层相易跨落得薄层岩石，常随采随落，厚度不大仅几厘米到数十厘米，岩性多为炭质泥岩、泥岩。

直接顶：位于伪顶之上，较易垮落的一层或几层岩石组成，经常是采出煤后自行跨落，厚度一般为数米，岩性长为砂岩、泥岩、碳岩等。

基本顶：一半是直接顶之上，为不易跨落的坚硬岩层，通常在煤采出较长时间内不跨落，往往是发生大面积的缓慢沉降，厚度较大，岩性多为砂岩等。

地板：地板可分为直接底、基本地两种。

直接底：直接地位于煤层之下，通常是当初的沼泽地生长的土壤，其中往往会有植物被石化，所以又称为根土岩，厚度一般不大，仅数十厘米，多为泥层。

YF-ED-J7226可按资料类型定义编号工作面初次来压和周期来压的安全技术措施实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日工作面初次来压和周期来压的安全技术措施实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。

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1、工作面回采期间，日常进行顶板观测，摸清工作面初次来压、周期来压步距，在来压前加大支护密度，提高工作面支柱的总支撑力。

2、来压前，沿放顶线增设1—2排密集支柱或丛柱，增加支撑力隔离老塘。

沿放顶线每隔5—8米增设一个木垛；也可打双排交叉布置的木垛；或增设一梁三柱的戗棚或抬棚增加采面支架的稳定性。

3、初次来压期间，适当加大工作面控顶距，以便架设特殊支架。

周期来压期间则适当缩小控顶距，适当缩小一次放顶距，减轻老顶对采面的影响。

4、采取小进度循环方式，加快工作面推进速度，保持煤壁完整，使其有良好支撑作用。

5、保证采面内支护的质量符合要求，落煤后及时支护有片帮危险要支设贴帮柱。

6、在工作面和采空区内设木信号点柱，以便顶板来太时能及时报警。

7、对大面积悬露的坚硬老顶，必须提前采取人工强制放顶，以减轻老顶来压对工作面的压力。

8、采空区的支柱要回收干净，使直接顶充分垮落，以缓冲老顶垮落对工作面支柱的冲击。

在大面积顶板压力下，最后回撤某一孤独承压支柱，锤击打不开摩擦支柱插销时，要停止回柱，在该柱周围补打支柱，再用回柱绞车回柱，回柱时，所有人员均须撤到危险范围以外。

1 相似模型实验设计1.1模型相似比为了很好的模拟30101工作面开采过程中上覆岩层的移动变形过程及地表移动变形过程，确定合理的几何相似比是实验的首要问题。

本相似模拟实验模拟的岩层厚度为240~260m，选择1:200 几何相似比，模型高度为120~130cm，这样既可以很好的模拟上覆岩层的移动变形过程，还可以对地表移动变形过程进行模拟。

根据实验要求和相似原理，确定了模型的相似常数，具体如下（参数下标p 表示原型，下标m 表示模型）：1.2模型制作以砂、石膏、碳酸钙为相似材料制作相似岩组，主要参考实际岩组内岩石的单轴抗压强度，通过配比试验确定各相似岩组的材料配比。

相似岩组的参数及材料配比如表1所示。

另外，用可塑含砂粘土模拟第四系底部粘土，用松散的干砂铺设底部粘土以上土层。

表1 相似岩组的参数及材料配比注：加水量为占总料量的百分比具体的制作方法如下：（1）每铺设一层相似岩组时，先根据相似岩组的尺寸和材料配比，确定各相似材料的用量，并加水搅拌均匀。

（2）底板整体铺设，顶板采用分层铺设，除煤层外每层厚度不超过2cm，必要时在挡板上画出标记线，以保证厚度均匀；（3）每层需压实，层面和断层面需刮平整，并均匀地撒入云母片，以模拟结构面并保证有较好的分层（界）效果。

（4）相似岩组铺设好后，及时拆下挡板，在通风的条件下干燥完全。

（5）用可塑含砂粘土铺设第四纪底部粘土，用松散的干砂铺设底部粘土以上土层。

（6）装图像检测点。

在煤层顶板以15cm的横向间隔，5cm或10cm竖向间隔布置监测点。

测点用φ0.5mm、长为20mm的大头针将黑白相间长10mm的矩形硬纸片锚固在模型表面。

1.3模型的构建模型实验选取3m 平面应力模型架模型的设计高度为1300mm，设计模型尺寸3000×1300×200mm，基岩厚度905mm，松散层厚度370mm。

根据地质资料和岩石的力学参数，设计模型的层位分布。

实验现象和数据采用拍照、素描、测量、记录等多种方式进行采集，实验测试方法如图2所示。

采煤工作面来压支护管理安全技术措施一、概述（一）采煤工作面的初次来压初次来压就是老顶的第一次断裂。

由于直接顶的垮落以及面积不断扩大，老顶岩梁加宽，其自身强度小于自重和上覆岩层产生的作用力时，出现第一次断裂。

通常把老顶第一次大面积垮落而造成工作面采煤工作面初次来压时有以下特点：1、由于老顶的剧烈活动，致使工作面顶板下沉量和下沉速度急剧增加。

2、老顶的活动和顶板下沉的急剧增加，使支架受力猛增，顶板破碎，并出现平行煤壁的裂缝，甚至出现工作面顶板台阶下沉。

3、因老顶悬露跨度增大，煤壁内的压力过于集中，在煤帮出现严重的大范围、大深度片帮。

4、支柱下缩、插底、批子压断。

5、老顶折断垮落时，在采空区深处发出闷雷声，来压剧烈的还伴有暴风并扬起大量煤尘。

（二）采煤工作面的周期来压老顶初次垮落后，由双支承梁状态变为悬臂梁状态。

当工作面推进一定距离后，老顶悬臂梁在自重和上覆岩层的作用下，又会发生断裂与垮落，且同样会给工作面带来压力增大的现象。

由于这种垮落与来压是随工作面不断推进而周期性出现的，所以就叫周期来压。

周期来压时，工作面的顶板压力和顶板下沉量比平时要大30%到40%，如果不掌握周期来压的规律，预先采取有效措施，加强工作面支护，就会发生大冒顶。

为了防止在初次来压和周期来压期间由于支护不良造成垮顶和捂面事故，特编制此安全技术措施，请有关部门审批，施工连队严格按审批、贯彻后的本措施进行施工。

二、安全技术措施（一）、初次来压时，单体支护工作面应采取下列措施：1、加强支护，沿放顶线增设1到2排密集支柱；2、为提高支架的稳定性，沿放顶线每隔5到8米增设一个木垛，增设一梁三柱的戗棚或一梁三柱的抬棚；3、可适当加大工作面控顶距，以便于增加特种支架，有利于顶板垮落；4、采取小进度多循环作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁的完整性，使之具有良好的支撑作用；5、落煤后及时支架，并增大支护密度，提高支护质量；6、指派专人严密观察顶板变化，同时在工作面和采空区内设木信号点柱，如果劈断折断，便是报警信号。

高瓦斯综放工作面回风巷沿空留巷李计祥（长治市驻矿安检员管理中心，山西长治 046000）摘要：30101综放工作面瓦斯涌出量大，上隅角成为瓦斯管理的重点部位，采用回风巷沿空留巷，保证了上隅角通风畅通，杜绝了上隅角瓦斯超限。

关键词：上隅角；回风巷；沿空留巷东庄煤矿位于武乡县境内，属于高瓦斯基建矿井，开采3#、15#煤，3#煤层属于不易自燃煤层，开采面积17.1km2，资源储量2亿吨，设计生产能力120万吨/年。

1 30101综放工作面概况30101综放工作面于2008年5月掘成，工作面地质构造简单，煤层倾角为7—18°，煤厚3.2—3.6 m，运输顺槽710m，回风顺槽727m，工作面135m，采用一次采全高的长壁综放工艺回采。

30101综放工作面采用上行通风方式，巷道布置方式为“两进两回”，外错式专用尾巷排放瓦斯，配本煤层和邻近层地面固定抽放系统抽放瓦斯。

工作面专用尾巷与回风巷每50m布置一个联络巷。

工作面通过风排和抽放相结合解决工作面瓦斯问题。

工作面瓦斯绝对涌出量为15—30m3/min，风排瓦斯量在11m3/min左右，本煤层和邻近层抽放量在20m3/min左右。

30101工作面掘进时，采用超前打孔释放瓦斯，随后分别在工作面上下顺槽打顺层平行交叉钻孔抽放瓦斯，在回风巷每50m打一抽放钻场，对邻近层2#煤瓦斯进行预抽。

经过22个月瓦斯抽放，30101工作面共抽放瓦斯217万m3 。

2009年9—11月，中国煤科院、沈阳研究院对30101工作面瓦斯抽放效果进行了实地评价，工作面瓦斯原始含量为16.43m3/t，经抽排测定残余瓦斯含量为3.78—7.7 m3/t，平均5.29 m3/t。

2 30101综放工作面上隅角瓦斯超限现象及原因分析2.1、30101综放工作面上隅角瓦斯超限现象30101综放工作面推进到80m处，工作面老顶首次跨落，工作面每推进20—25m周期来压一次，来压期间工作面采空区侧瓦斯涌出量急剧不均衡增大，上隅角瓦斯常常瞬间超限报警，报警浓度达2.5%。

工作面周期来压预报背景在矿山生产中，对工作面进行周期压力预报是保障生产安全的重要手段。

工作面周期压力预报可以帮助矿山从早期发现并控制矿山压力，保障矿山稳定可持续生产。

然而，在实际操作中，工作面周期压力预报存在许多不同的问题和挑战。

本文将对工作面周期压力预报的定义、步骤、方法以及各种问题进行深入分析和探讨，旨在提高矿山从业人员对该领域的认识和水平，为矿山生产提供有益的参考和指导。

定义工作面周期压力预报是在矿山开采过程中输出预测工作面下方或邻近地表压力的一种预测方法。

该方法通常在采空区的上部和中部进行，并通过估计矿山开采工程引起的岩石应力分布，来预测压力的传输和累积情况。

步骤工作面周期压力预报的步骤包括：1.收集矿山数据：收集矿山数据，包括矿床类型、地质构造、开采方式、矿体形态和尺寸等。

2.提取关键信息：根据收集到的矿山数据，提取关键信息，如矿山地质特征、开采工况、支护方式等。

3.建立模型：根据矿山数据和关键信息，建立适当的理论模型，如有限元模型、解析模型和经验模型等。

4.参数拟合：对模型中的参数，如岩石力学参数、支护参数和地质参数等进行拟合，得出最优参数。

5.模型验证：将最优参数应用于模型中，进行模型验证，比较模型预测值和实际采矿场地观测值，评估模型的预测精度。

6.预测压力：根据拟合出来的模型和最优参数，预测工作面下方或邻近地表的压力分布和变化趋势。

方法目前，工作面周期压力预报主要有以下几种方法：物理模型方法物理模型方法是工作面周期压力预报的最常用方法之一。

该方法是基于物理模型来计算和预测地下压力分布和变化趋势。

物理模型方法需要复杂的实验设备和大量的实验数据支持，但是预测精度高，并且能够对复杂的地质场景进行建模。

统计模型方法统计模型方法是利用统计学方法，对历史采矿资料进行分析和模拟，预测未来的开采情况。

该方法通常适用于矿产资源充足，采矿历史较长的矿山，其主要优点是数据来源广泛，成本低廉，但是预测精度比物理模型方法稍低。

摘要：文章针对不同顶板条件对矿山压力显现规律及过程进行了分析。

关键词：直接顶；老顶；周期来压；采煤工艺中图分类号：TD82 文献标识码：A文章编号：1007—6921(2010)16—0069—02 长壁采煤工艺包括采煤、装煤、运煤、支护和采空区处理5大工序，为确保5大工序的合理完成，就应对长壁工作面矿压显现的主要因素加强了解和掌握。

在长壁工作面采出煤炭后，由于应力重新分布，必然会引起各种矿山压力显现，而矿山压力显现的程度又与组成工作面围岩的性质、工作面对上述情况采取恰当的技术与有效地安全措施，借助力学、实验、经验和理论方法，掌握不同时期、不同条件下的矿山压力显现规律，就能对矿山压力的显现实现适时有效地控制，进而对遏制长壁工作面顶板事故的发生具有十分重要的意义。

1 工作面围岩类别采煤工作面围岩主要是顶板和底板，围岩对工作面的回采起决定性作用，而顶板岩性对工作面的周期来压起着决定性作用。

顶板由下到上可分为伪顶、直接顶、老顶及松散层。

伪顶一般为泥岩，随采随冒，伪顶并不是每个煤层顶板都有的，有的煤层顶板没有伪顶，对顶板压力影响不大。

松散层位于老顶上部，松散层之间可视为没有黏结力，其产生的重力均匀向下，对综采工作面周期来压大小有一定影响，对周期来压的周期性影响不大。

直接顶和老顶是综采工作面周期来压的主要原因。

2 综采工作面初次来压压力显现过程分析工作面开始回采时，顶板第一次来压称为初次来压。

一般初次来压都产生飓风，对工作面人员的人身安全产生巨大威胁，控制顶板初次来压对煤矿的安全生产具有十分重大的意义。

控制顶板的初次来压就要了解顶板初次来压产生的机理，下面就顶板初次来压的机理进行简要分析。

如图1所示：在综采工作面开始回采前，切眼由锚杆锚索加强支护，直接顶和老顶发生的变形可忽略不计，随着工作面的推进，支架后方悬顶面积越来越大，直接顶和老顶此时类似是一个梁支撑在前后煤壁上，正因为前后的支撑，直接顶和老顶很难在短跨度内垮落，工作面继续推进，当直接顶变形达到极限开始断裂，垮落，此时老顶尚未达到断裂极限，工作面继续推进，老顶达到断裂极限时，因为此时悬顶面积过大，同时垮落，造成初次来压，产生飓风，易造成事故。

1.什么是老顶？什么是老顶的初次来压和周期来压？老顶是指位于直接顶或直接位于煤层上部的坚硬岩层，能维持很大悬露面积，一般不垮落。

老顶断裂时，对工作面有明显影响，如直接顶板急剧下沉，支架载荷急剧增高。

液压支架（柱）安全阀频繁卸载，以至支架折损，工作面冒顶或顶板沿煤壁切落，因此，对于工作面的支护，老顶来压是应特别注意的关键问题。

老顶的初次来压是指工作面直接顶垮落后，老顶第一次断裂并发生回转，从而导至工作面顶板急剧下沉，工作面顶板普遍出现来压现象，即为老顶的初次来压。

从开切眼到老顶初次来压时距工作面的距离称为老顶初次来压步距，它是反映老顶岩层稳定性的主要指标。

老顶周期来压是指老顶的初次来压后，随工作面继续推进，老顶每悬露一定距离后就会发生一次来压现象，一般情况下，它呈现一定的周期性。

我们称初次来压后回采工作面出现的周期性矿山压力显现为老顶的周期来压。

2.采煤工作面初次来压和周期来压及防片帮安全措施采煤工作面初次来压和周期来压及防片帮安全措施采煤工作面在初次来压和周期来压期间容易发生顶板和片帮事故，为有效预防和避免事故发生，应采取以下安全措施：1、加强支护：沿放顶线增设1-2排密集柱；2、提高支架的稳定性：沿放顶线每隔5-8m增设一个木垛，增设一梁三柱的抬棚；3、采取多循环的作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁完整性，使之具有良好的支撑作用；4、落煤后及时支护，并保持支架数量和质量符合规定要求；5、在工作面采空区设置信号点柱；6、周期来压时除同初次来压措施相同外，要尽量缩小控顶距，以减少工作面压力；7、三班要设有经验人员现场把关，观察顶板；8、落煤后工作面煤壁应采直、采齐，及时打好贴帮支柱，减少对煤壁的压力；9、在片帮严重地点，应在帮柱上加托梁或及时超前挂梁；10、煤质松时，除打贴帮柱外，还应在煤壁与贴帮柱间加横撑；11、炮采工作面合理布置炮眼，适当减少装药量，松软的煤帮要以放震动炮为主；12、底软的要穿鞋，防止顶压传递到煤帮；13、落煤后及时找掉伞檐和松软煤帮；14、减少控顶时间，随时支护，以减小对煤壁的压力。

采煤工作面初次来压和周期来压及防片帮安全措施前言煤矿采煤作业是一项极其危险的工作，其中工作面来压是一项重要的安全风险。

本文将介绍采煤工作面初次来压和周期来压的概念以及采取的安全措施。

工作面初次来压定义初次来压指的是煤矿采煤工作面第一次遇到顶板上空的岩层下沉而导致煤层顶板发生破坏、失稳、突水及煤壁泥石流的地质现象。

初次来压的发生往往较为突然，一旦发生，往往会对采煤生产造成较为严重的影响。

预防为预防工作面初次来压的发生，应该对采煤区域进行详细的地质勘察和预测，确定煤层的结构、构造、稳定性等因素，制定详细的采煤技术措施，合理规划采区的布置和开采顺序。

此外，在采煤过程中，还应根据煤层顶板的变化，及时进行支护，如使用钢架支撑、强化煤层，以保障工作面的稳定性。

应对一旦发生初次来压，应立即停止工作面采掘工作，并将现场人员紧急撤离，及时启动应急预案，做好现场治理工作，尽快排除安全隐患，恢复生产秩序。

周期来压定义周期来压是指在采煤工作过程中，煤层顶板因受到采场开采所形成的荷载压力而发生的破坏、下沉的地质现象。

周期来压一般发生在采煤开采的后期，其发生时间间隔一般为数天到数月。

预防周期来压的预防需要采用多种方法。

首先，应制定科学的采煤方案，按照一定的顺序进行开采，减小顶板的载荷。

其次，应采取加强支护，如增加支架托板、使用钢桁架或其他钢制支架，以加强工作面的稳定性。

应对一旦发生周期来压，应通过紧急处理，限制顶板下沉的范围，减少对采煤面的影响。

同时，应对现场进行综合治理，多采用逐层支护、重离子防诱法、白色粘土控制法，维护采掘安全，对于严重的地质灾害，应立即启动应急预案，排除安全隐患。

防片帮安全措施定义防片帮是一种常见的挂钻分类加工方式，在采煤过程中，防片帮往往用于割细煤。

但在实际生产中，由于煤层强度低、支护不力等原因，往往存在严重的安全隐患。

预防为预防防片帮的安全隐患，首先应加强煤层的支护，提升采煤作业的质量和效率。

其次，应加强技术管理，对人员进行培训和考核，确保人员熟练掌握操作技术。