急倾斜特厚煤层综采放顶媒开采矿压观测
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急倾斜特厚煤层综采放顶煤过煤柱安全开采实践
急倾斜 特厚煤层综 采放 顶煤 过煤柱安 全开 采实 践 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
张 戈 陈 ， 健
（ ．神华新疆公司 大洪 沟煤矿 ，新疆 乌鲁木齐 ８０ ７ ；２ １ ３ ０ ９ ．神华新疆公 司 地测中心 ，新疆 乌鲁木齐 ８ ０ ２ ） ３ ０ ７
［ 摘
要 ］ 采用放顶煤 回采工艺 ，往往对放煤 高度进行 限制 ，放高太 大不仅 顶煤难 以 回收，而
［ 中图分类号 ］Ｔ ８ ． Ｄ ２９ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ － ２ （ ０７）０ －０ ６０ ０６６ ５ ２ ０ ２ ４０ ２ － ３
Ｓ ｆ ｔ ｉ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｉｅ ｏ ｉ ｎ ａ ｌａ ｔ ａ ｅ ｙ Ｍ ｎ ｎ ａ ｔｃ ｆＭ ｎ ｇ Ｃｏ ｌＰｉｌ ｒ ｗｉｈ Ｆｕｌ・ ｅ ｈ ｎ ｚ ｄ Ｃａ ｉ ｉ ｌｍ ｃ ａ ｉ ｅ ｖ ｎｇ Ｍ ｉ ｎ ｎ Ｓ ｅ ｐｌ ｎ ｌ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｙ Ｔｈ ｃ ａ ｅ ｍ ｉ ｎ ｇ ｉ ｔ ｅ ｙ Ｉ ｃ ｉ ｎ Ｅｘ ｒ ｍ ｌ ｉ ｋ Ｃｏ Ｓ ａ ｎｅ ｌ
２ ２ 选 用设 备 ．
前世界上最大的放高。 放高超 过 一定 限度 ，采放 比不 协调 ，上 部煤 炭 丢失严重 ，而在上 覆岩体垮落 困难 、煤层硬度较 大 、地 压破 煤不 彻底 且爆 破松 动顶煤 、强制放 顶难 以奏效的情况下顶板不能及时垮落 ，工作面后部存 在大面积的悬顶及大空间的采空区。突然垮落的顶 板可能将采空区内的有毒有害气体以冲击波的形式
综采 放 顶 煤 采 煤 法 在 我 国经 过 ２ ０多 年 发 展 ， 取得 了举 世 瞩 目的 成 绩 ，被 越 来 越 多 的矿 井 所 采
和 Ｂ 煤 层复 合 而成 ，属侏 罗 系 中统 的西 山窑组 （ ） Ｊ 。煤 层厚 度 ３ １—３ｍ，倾 角 ８ 。 ４ ２ ，硬 度 系数 ，
急-倾斜特厚易燃煤层综放开采技术研究
ｍ ｉｉ ｇ ｉ ｈ ｔｅ ｎｃｉｅ ｈｉｋ ｓ ａ ｔ ｐ ｎ ａ ｅ ｕ ｏ ｎ ｎ ｎ ｔ ｅ ｓｅ ｐ ｉ ｌｎ ｄ ｔ ｃ ｅ ｎｌｗｉｈ ｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｓ ｃ ｍｂｕ ｔｏ ｎ ｐ ｔｎｔ １ ｓｉｎ ｉ ｏｅ ｉ ． ａ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｎ ｓ —ｔ ｔｔ ｎ ｉｅ ｔ ｉ ｋ ｃ ａ ｅ ｍ ；ｆ ｌ ｃ ａ ｉｅ ｏ ｏ ｌｃ ｖ ｎ ａｔ ｙ ｉ ｏ ｏ ｅ ｓ ｃ ｏ ｌｓ ａ ｌ ｄ ｈ ｕ ｌ ｍｅ ｈ ｎ ｚ ｄ ｔｐ ｃ ａ ａ ｉ ｇ；ａ ｏ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｙ ｄ ｐ ｃ ｎｑ ｅ ｔ
１ 概
况
某煤矿 １８ ９ ２年建成 ５对斜井 投产 ，设 计生产 能力 １０ ８ 万 ｔａ ／ 。井 田东西走 向长 ８ ５ ｍ，南 北倾斜 宽 ３ ５ ｍ，面积 ．ｋ ．ｋ
２ 矿井开 采 系统 的 改革
井 田内煤层倾 角大部 分为 ３ 。 ０ ，现行的水 平分段 ０ ～５ 。
煤
炭
工
程
２０ ０ ８年第 １ Ｏ期
急 一倾 斜 特厚 易燃 煤 层 综 放 开 采
技 术 研 究
魏 映 湖
（ 靖远煤业集团有限责任公司 科研设 计院 ，甘针 对 某矿 急 一倾斜 特厚 易燃 煤层 进 行 采 煤 方 法的 改 革 实践 ，有 效 控 制 了 “ 架 一 支
ｔ ｃ ｏｏ ｙ Ｔｈ ｓ ｔ ａｅｙ ｐ ｏｅ ｔｏ ｔｃ ｎｉａ ｒ ｂ ｅ ａ ｔ ｅ ｅ ｏ ｈｅ ｅ ｈｎ ｌｇ ． ｕ ｈｅ ｓ ｔ ｒ ｔｃｉ ｎ ｅ ｈ ｃ ｌｐ ｏ ｌ ｍｓ ｓ ｈ ｋ ｙ ｆ ｔ ｍｉ ｒ ｒ ｖ ｎ ｏ ｎｄ ｃ ｎ ｏ ， ｍ ｉｅ ｇ ｓ ｆ ｎｅ ｆ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｏ ｔ ｌ ｉ ｉ ｒ ｎ ａ
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１ 概
况
某煤矿 １８ ９ ２年建成 ５对斜井 投产 ，设 计生产 能力 １０ ８ 万 ｔａ ／ 。井 田东西走 向长 ８ ５ ｍ，南 北倾斜 宽 ３ ５ ｍ，面积 ．ｋ ．ｋ
２ 矿井开 采 系统 的 改革
井 田内煤层倾 角大部 分为 ３ 。 ０ ，现行的水 平分段 ０ ～５ 。
煤
炭
工
程
２０ ０ ８年第 １ Ｏ期
急 一倾 斜 特厚 易燃 煤 层 综 放 开 采
技 术 研 究
魏 映 湖
（ 靖远煤业集团有限责任公司 科研设 计院 ，甘针 对 某矿 急 一倾斜 特厚 易燃 煤层 进 行 采 煤 方 法的 改 革 实践 ，有 效 控 制 了 “ 架 一 支
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急倾斜特厚煤层综放开采实践
急倾斜特厚煤层综放开采实践李前，魏东，杨世杰（华亭煤电股份有限公司，甘肃华亭744100）摘要：从开采技术、工作面装备标准、提高采出率的措施、技术经济指标等方面，总结了华亭煤矿急倾斜特厚煤层综采放顶煤开采的实践经验，所提供的经验体会对同类矿井的设计和生产具有一定的参考价值。
关键词：急倾斜特厚；煤层；综放开采中图分类号：TD823.213文献标识码：B文章编号：0253-2336（2002）08-0017-04LI Oian，WEI DOn g，YANG Shi-ie（，744100，）华亭煤矿采用立井、斜井联合开拓，主斜井铺设25 大倾角带式输送机提煤，副立井采用1I矿车双层四车罐笼单罐平衡锤提升，副斜井在矿井开拓接续时期继续采用串车提升。
设计生产能力300万I/a，目前有2个综放工作面水平分层（段）放顶煤开采，矿井实际生产能力达到300万I/a。
!概述矿井开采煤层为侏罗纪华亭组10煤层，属长焰煤。
煤层厚度33.86~68.72m，平均51.51m，倾角45 。
10煤层下部结构简单，上部结构复杂，夹矸一般4~5层。
顶板一侧有15m左右的亮煤，层理发育，单轴抗压强度10~20Mpa，易垮落；中部为20m左右的暗煤，单轴抗压强度20~30 Mpa；距底板15m左右有一层厚度1.01m的夹矸层，岩性以油母页岩及砂岩为主，10煤层伪顶岩性为碳质泥岩及砂岩，赋存不稳定；直接顶为砂岩或粉砂岩，厚度1.26~19.5m，易垮落，块度大，属!级顶板；老顶为粉砂岩及细砂岩；煤层底板为泥质胶结的中-细砂岩。
10煤层的视密度为1.32 I/m3，普氏系数=2~3。
10煤层属易燃煤层，自然发火期为2~3个月，最短为28c。
矿井地质构造简单，无大的褶曲和断层，10煤层全井田可采，赋存稳定，为急倾斜特厚稳定煤层，相对瓦斯涌出量0.67m3/I，煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井。
"开采技术采用水平分层（段）综采低位放顶煤采煤法。
急倾斜水平分层综放开采矿压显现规律
ｔ ｅ ｓｏ ｏ ｋ ｂ ｒ ｔａ ｅ ｒｎｇ ｌｗ ｎ ｓｅ ｐ ｓ ａ ａ ｄ ｔｅ ｓｏ ｙ ｉ ｃｉ ｅ ｅ ｍ’ ｎ ｎ ｏ ｌｆ ｃ ｈ ｔ ｐ ｒｃ ｕ ｓ ｐｐ ａ ｉ ａ ｉ ｔｅ ｅ ｍ ｎ ｈ ｌｗｌ ｎ ｌｎ ｄ ｓ ａ Ｓ ｍｉ ｉ ｇ ｃ ａ ａ ｅ． Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｒ ｅｒｓａｃ ａ—
（ ．ＭｕＣ ｅｇｉ ｎ ， ｅｉｇＨ ｏｕ ｎｒｙＲ ｓｕｃ Ｏ． Ｌ Ｄ， ｅ ｉｇ１２ ０ ，Ｃ ｉａ ４ ｈｎｊ ｎＭｉｅ Ｂ ｉｎ ａｈａＥ ｅｇ ｅｏ ｒｅＣ ， Ｔ Ｂ ｉｎ ０ ３４ ｈｎ ） ａ ｊ ｊ
（ ． ｈｎ ａ ｏ ａ Ｃ ａ Ｇ ｏ ｐ Ｃ ｒ ．Ｂ ｉｎ ０ １ ０， ｈｎ ） ５ Ｃ ｉａＮ ｔ ｎ ｌ ｏ ｌ ｒｕ ｏ ｉ ｐ ｅ ｉｇ１ ０ ２ Ｃ ｉａ ｊ
１０２ ） ０ １０
摘
要： 水平分层综 放开采技术能够 实现急倾 斜厚煤层 的安全 高效 回采 。急倾斜 开采工作 面上覆
岩 层运 动 规 律 和 采 场 矿 压 显 现规 律 与缓 倾 斜 煤 层 开 采 有 显 著 区 别 。为 了进 一 步 研 的矿压显 现规 律 ， 本文 以大台井一０水平 ３ 、＃ ｌ ＃ ５ 合并煤层放顶煤工作面 为实 验研究 内 容 ， 出一Ｏ水平石 炭纪急倾斜近距离煤层 联合开采 的方 案 ， 提 １ 应用相似试 验和数值 研究采 用联合放 顶煤开采条件 下 ， 、＃ ３ ５ 煤层 在开采过 程 中的放煤规律 、 压显现 情况 、 矿 以及 围岩 等破坏 的一般规
意义。
关键词 ： 急倾斜煤 层 ； 水平分层 ； 综放 开采 ； 矿压显现
中图分类号 ：９２ Ｘ ３ 文献标识 码 ： Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ａ ａ ｐｒ ｓ ｕｒ ｈａ ｉ ｒ ｏ ｔ ｅ ｈｏ ｉ ｏ ｔ ｌｓｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｓ ｒ ｔ — ｅ ｓ ｅ ｂｅ ｖ ｏ ｆｓ ｅ ｐ ｒ ｚ ｎ ａ ｌｃ
（ ．ＭｕＣ ｅｇｉ ｎ ， ｅｉｇＨ ｏｕ ｎｒｙＲ ｓｕｃ Ｏ． Ｌ Ｄ， ｅ ｉｇ１２ ０ ，Ｃ ｉａ ４ ｈｎｊ ｎＭｉｅ Ｂ ｉｎ ａｈａＥ ｅｇ ｅｏ ｒｅＣ ， Ｔ Ｂ ｉｎ ０ ３４ ｈｎ ） ａ ｊ ｊ
（ ． ｈｎ ａ ｏ ａ Ｃ ａ Ｇ ｏ ｐ Ｃ ｒ ．Ｂ ｉｎ ０ １ ０， ｈｎ ） ５ Ｃ ｉａＮ ｔ ｎ ｌ ｏ ｌ ｒｕ ｏ ｉ ｐ ｅ ｉｇ１ ０ ２ Ｃ ｉａ ｊ
１０２ ） ０ １０
摘
要： 水平分层综 放开采技术能够 实现急倾 斜厚煤层 的安全 高效 回采 。急倾斜 开采工作 面上覆
岩 层运 动 规 律 和 采 场 矿 压 显 现规 律 与缓 倾 斜 煤 层 开 采 有 显 著 区 别 。为 了进 一 步 研 的矿压显 现规 律 ， 本文 以大台井一０水平 ３ 、＃ ｌ ＃ ５ 合并煤层放顶煤工作面 为实 验研究 内 容 ， 出一Ｏ水平石 炭纪急倾斜近距离煤层 联合开采 的方 案 ， 提 １ 应用相似试 验和数值 研究采 用联合放 顶煤开采条件 下 ， 、＃ ３ ５ 煤层 在开采过 程 中的放煤规律 、 压显现 情况 、 矿 以及 围岩 等破坏 的一般规
意义。
关键词 ： 急倾斜煤 层 ； 水平分层 ； 综放 开采 ； 矿压显现
中图分类号 ：９２ Ｘ ３ 文献标识 码 ： Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ａ ａ ｐｒ ｓ ｕｒ ｈａ ｉ ｒ ｏ ｔ ｅ ｈｏ ｉ ｏ ｔ ｌｓｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｓ ｒ ｔ — ｅ ｓ ｅ ｂｅ ｖ ｏ ｆｓ ｅ ｐ ｒ ｚ ｎ ａ ｌｃ
砚北煤矿急倾斜特厚煤层分段综放开采矿压显现规律
１ 矿 井基 本 情 况
１ １ 地 质 情 况 ．
为 泥质胶 结 的 中一 细砂 岩 。
１２ 工 作 面 布 置 情 况 ．
矿井 为斜 井多 水平 开拓 ， 一水平 为 急倾斜 煤层 ，
砚北 煤矿 是华 亭矿 区新兴 的特 大型 安全 高产 高 效 现代化 矿井 ， 采华 亭 煤 田 的 ５ 煤层 （ 特 厚 易 开 属 燃煤 层 ） 。井 田基 本 构 造 形 态 为 复式 向斜 构 造 ， 向 斜 东翼 煤 层 倾 角 为 ２ 。～ ４ ， 急 倾 斜 煤 层 ， 翼 ５ ５。为 西 倾 角 １ 。 ５ 。煤层 厚 ４ ． ３～ ０ ２ 煤 层 下部 ０ ～１ 。 ３ ４ ６ ． ９ｍ，
作 者 简 介 ： 建 成 （９ Ｏ ）男 ， 肃 靖 远 人 ， 程 师 ，０ ５年 毕 业 于 金 １７ 一 ， 甘 工 ２０ 兰 州 资源 环 境 职业 技 术学 院 ， 现从 事 煤矿 开 采 技术 和生 产 管理 工 作 。
在下 部工 作 面掘进 中， 上部 工作 面采动 影响 ， 受 工作
监 测 主要在 １６掘 进 工作 面 进 行 ， 下 部 掘 进 ０ 在 的 １６工作 面 回风 巷及 运 输巷 各 设 １ 监 测 站 ， ０ 个 分
别位 于 上 部 回采 的 １５工 作 面 前 方 １０，２ 处 ０ ２ ２０ｍ
（ １ 。主要 监测上 采下 掘 区段煤层 中应力 变化 情 图 ） 况， 巷道表 面位 移 、 索 和锚 杆 受 力 情 况 ， 于确 定 锚 用 １５回采 工 作 开 采 过 程 中 对 １ ６掘 进 工 作 面 两 巷 ０ ０ 顶、 底板稳 定性 的影 响 和 煤 层 中应 力 重 新 分 布变 化 情况 以及 强矿 压显 现情况 。
急倾斜厚煤层综放开采覆岩运动规律研究
１ １６ ：． ，则 应 力 相 似 比为 １ ８ 。 根据 主 导 相 似 准 则 推 导 出 的 ：０ 原 型 与 模 型 之 间强 度 参 数 的 转 化 关 系 可 以求 出 煤 质 以及 不 同顶 板 岩 层 模 型 的单 轴 抗 压 强 度 及 容 重 。实 际相 似 模 拟 时 ，
２ 实验 室相似模 拟研 究 ２ １ 试验 设计 与步骤 ．
该次相似模拟试验 主要 目的是 针对 默勒二矿 首采 工作
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２—０ ９—１ ４
的长度较短 ；随着工作 面 向前 推进 ，采 到 ６ ｍ 时 ，老顶 出 ０
作者简介 ：刘朝晖 （９ ３一） １８ ，男 ，陕西韩城人 ，硕 士研 究 生 ，现在 保利 能源 控股有 限公 司从 事煤 矿 安全 生产 管理 工
煤
炭
工
程
２１ 第 １ ０ ２年 Ｏ期
急 倾 斜 厚 煤层 综放 开 采覆 岩 运 动 规律 研 究
刘朝 晖 ，李泽荃 ，唐振坤
（．保利能源控股有 限公 司，北京 １ １０ １ ； ００ ０ １￣８ ） ０ ３ ２ ．中国矿业大学 （ 北京 ）资源 与安全工程学 院 ，北京
摘
要 ：针 对默 勒二矿 主采 煤层厚 、倾 角大等 复杂条件 ，通 过相 似材料 模 拟试验 和数 值模 拟
的离 层 现 象 ，如 图 １ 示 ； 当 开 采 到 距 离 开 切 眼 ３ ． ｍ 处 所 ３８
ｌ 矿 井概况
默勒二矿含煤地层为中下侏罗统 ，产于中下侏罗统下部， 主采煤层结构简单 ，夹有矸石 １～ ４层 。煤层 自东 向西沿走 向 分布 ，煤层厚度 ４ １ １．１ ． ～ ６２ｍ，平均厚度 １ｍ，煤层倾 角 ３。 ４ ７一
２ 实验 室相似模 拟研 究 ２ １ 试验 设计 与步骤 ．
该次相似模拟试验 主要 目的是 针对 默勒二矿 首采 工作
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２—０ ９—１ ４
的长度较短 ；随着工作 面 向前 推进 ，采 到 ６ ｍ 时 ，老顶 出 ０
作者简介 ：刘朝晖 （９ ３一） １８ ，男 ，陕西韩城人 ，硕 士研 究 生 ，现在 保利 能源 控股有 限公 司从 事煤 矿 安全 生产 管理 工
煤
炭
工
程
２１ 第 １ ０ ２年 Ｏ期
急 倾 斜 厚 煤层 综放 开 采覆 岩 运 动 规律 研 究
刘朝 晖 ，李泽荃 ，唐振坤
（．保利能源控股有 限公 司，北京 １ １０ １ ； ００ ０ １￣８ ） ０ ３ ２ ．中国矿业大学 （ 北京 ）资源 与安全工程学 院 ，北京
摘
要 ：针 对默 勒二矿 主采 煤层厚 、倾 角大等 复杂条件 ，通 过相 似材料 模 拟试验 和数 值模 拟
的离 层 现 象 ，如 图 １ 示 ； 当 开 采 到 距 离 开 切 眼 ３ ． ｍ 处 所 ３８
ｌ 矿 井概况
默勒二矿含煤地层为中下侏罗统 ，产于中下侏罗统下部， 主采煤层结构简单 ，夹有矸石 １～ ４层 。煤层 自东 向西沿走 向 分布 ，煤层厚度 ４ １ １．１ ． ～ ６２ｍ，平均厚度 １ｍ，煤层倾 角 ３。 ４ ７一
【题库】一规程三细则两标准等
77 交替生产的采煤工作面不计为备用工作面
78
准备采区采用倾斜长壁布置的，大巷必须至少超前采煤工作面2个区段，并形成全风压通风系统 后，方可开掘其他巷道
79 煤矿是指直接从事煤炭生产和煤矿建设的业务单元，一定是法人单位
80 备用局部通风机电源不必采用“三专”供电，但必须取自同时带电的另一电源
81 水淹区域中的积水线、探水线和警戒线在最外边的是警戒线
16
冲击地压矿井进行采区设计时，应当避免开切眼和停采线外错布置形成应力集中，否则应当制定 防冲专项措施。
17
应当根据煤层层间距、煤层厚度、煤层及顶底板的冲击倾向性等情况综合考虑保护层开采的可行 性，具备条件的，必须开采保护层。
18
缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当预先对顶 板进行弱化处理。
62
突出矿井井下进行电焊、气焊和喷灯焊接等明火作业时，必须停止掘进、回采作业，而钻孔、支 护作业可以继续进行。
63 班组长、瓦斯检查工、矿调度员有权责令相关现场作业人员停止作业、停电撤人。
64 深度超过120m的预抽瓦斯钻孔应当每10个钻孔至少测定1个钻孔的轨迹。
65 深度60～120m的应当每10个钻孔至少测定1个钻孔的轨迹。
73 煤矿企业必须对从业人员进行安全教育和培训。培训不合格的，不得上岗作业。
74 特种作业人员必须按国家有关规定培训合格，取得操作证书，方可上岗作业。
75
采取安全技术措施后，可使用国家明令禁止使用或淘汰的危及生产安全和可能产生职业病危害的 技术、工艺、材料和设备。
76
采煤工作面作业规程必须按采区设计和采煤工作面设计的要求编制，其内容应包括安全技术措施 （包括职业病危害防治措施）。
急倾斜特厚煤层水平分段综放工作面矿压显现规律研究
３ ｔ
在工 作 面 中 ， 沿垂 直 走 向 分上 中 、 中下 布 置 两条 测 线， 采用 Ｙ ｚ —６ ｏ型 圆图 自记仪 观测 工 作 面支 架 工作 阻 力 及 顶板 的初 次 来 压 和 周 期 来 压 步距 ‘ ｌ ’ ２ Ｊ 。既 在 上 运 道 以下 ３ ｍ处 第 ３组 支架 前 上柱 、 后下柱各安一块表 ； 在下 风道 以上 ６ ｍ处第 ６组支 架前 上 柱 、 后 下柱 各 安一 块表 ， 均 为对 角 布 置 ， 用 以观测支架前 、 后 支 柱 的初 撑 力 和工 作 阻力 的变 化情 况 Ｊ 。 在 回风 巷 内设 两个 深 基 测 站 ｌ ５ Ｊ ， 两测 站 间距 为 ３ ０ ｍ， 两 个 测 站 可 以连 续 观 测 ，
急 倾 斜 特 厚 煤 层 水 平 分 段 综 放 工 作 面 矿 压 显 现 规 律 研 究
刘 兵 王 之 禾 刘 志双 张 建 华 （ 中 国矿 业 大 学 资 源 与 安 全 工 程 学 院 。 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要： 工作面矿压 显现规律的研究对 工作 面的安全高效生产 尤为重要 。基 于 ２ ６ ３ ７试验放顶 煤工作面矿 山压力规律 实测结果 ， 通过相似模拟 实验观测和数据分 析 ， 顶板周 期来 压步 距在 １ ２ ～ １ ８ ｍ之 间 ， 工作面支 架阻 力最大值 为 １ ０ ６ ７ ． ６ ｋ Ｎ ， 低于额定值 ， 表明所选 支 架可以在整个生产期 间提供 可靠的支护强度保证 。为该矿 急倾斜特厚煤层的安全 、 高效开采及工作面支架选型提供参考。 关键 词 ： 急斜 特厚煤层 ； 综放 开采 ； 矿压 显现 规律 ； 相似模拟
衰２ ２ ６ ３ ７ 工
支
３
２ ６ ３ ７放 顶煤 工作 面 地 质 条件 比较 复 杂 ， 在 工 作 面 西 上范 围 内 ， 有 西 Ⅱ、 Ｆ １ 、 Ｆ ２三条 正 断 层 。其 中东 一 面 ８ ４～１ ６ ９ ｍ 范 围位 于 Ｆ ２断层 下 盘 ， 受 断层 影 响 ， 煤层 产 状 变 化大 ， 倾 角变 小 ， 工作 面 压 力 大 ， 煤 层 顶底 板 破 碎 ， 煤 质松 软 ， 易抽 冒 ， 对 巷道 布 置 及 回采 工 作 均 造成 一 定 的影 响 。２ ６ ３ ７放 顶煤 工 作 面 直 接 充 水 因 素 为 １ ２煤 层 底板砂 岩 裂 隙弱含 水层 。２ ６ ３ ７放 顶煤 工作 面正 常 涌水 量０ ． ０ ３ ｍ ／ ｍｉ ｎ ， 最大 涌水 量 ０ ． １ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。 ２工作 面矿 压观 测 分析
在工 作 面 中 ， 沿垂 直 走 向 分上 中 、 中下 布 置 两条 测 线， 采用 Ｙ ｚ —６ ｏ型 圆图 自记仪 观测 工 作 面支 架 工作 阻 力 及 顶板 的初 次 来 压 和 周 期 来 压 步距 ‘ ｌ ’ ２ Ｊ 。既 在 上 运 道 以下 ３ ｍ处 第 ３组 支架 前 上柱 、 后下柱各安一块表 ； 在下 风道 以上 ６ ｍ处第 ６组支 架前 上 柱 、 后 下柱 各 安一 块表 ， 均 为对 角 布 置 ， 用 以观测支架前 、 后 支 柱 的初 撑 力 和工 作 阻力 的变 化情 况 Ｊ 。 在 回风 巷 内设 两个 深 基 测 站 ｌ ５ Ｊ ， 两测 站 间距 为 ３ ０ ｍ， 两 个 测 站 可 以连 续 观 测 ，
急 倾 斜 特 厚 煤 层 水 平 分 段 综 放 工 作 面 矿 压 显 现 规 律 研 究
刘 兵 王 之 禾 刘 志双 张 建 华 （ 中 国矿 业 大 学 资 源 与 安 全 工 程 学 院 。 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要： 工作面矿压 显现规律的研究对 工作 面的安全高效生产 尤为重要 。基 于 ２ ６ ３ ７试验放顶 煤工作面矿 山压力规律 实测结果 ， 通过相似模拟 实验观测和数据分 析 ， 顶板周 期来 压步 距在 １ ２ ～ １ ８ ｍ之 间 ， 工作面支 架阻 力最大值 为 １ ０ ６ ７ ． ６ ｋ Ｎ ， 低于额定值 ， 表明所选 支 架可以在整个生产期 间提供 可靠的支护强度保证 。为该矿 急倾斜特厚煤层的安全 、 高效开采及工作面支架选型提供参考。 关键 词 ： 急斜 特厚煤层 ； 综放 开采 ； 矿压 显现 规律 ； 相似模拟
衰２ ２ ６ ３ ７ 工
支
３
２ ６ ３ ７放 顶煤 工作 面 地 质 条件 比较 复 杂 ， 在 工 作 面 西 上范 围 内 ， 有 西 Ⅱ、 Ｆ １ 、 Ｆ ２三条 正 断 层 。其 中东 一 面 ８ ４～１ ６ ９ ｍ 范 围位 于 Ｆ ２断层 下 盘 ， 受 断层 影 响 ， 煤层 产 状 变 化大 ， 倾 角变 小 ， 工作 面 压 力 大 ， 煤 层 顶底 板 破 碎 ， 煤 质松 软 ， 易抽 冒 ， 对 巷道 布 置 及 回采 工 作 均 造成 一 定 的影 响 。２ ６ ３ ７放 顶煤 工 作 面 直 接 充 水 因 素 为 １ ２煤 层 底板砂 岩 裂 隙弱含 水层 。２ ６ ３ ７放 顶煤 工作 面正 常 涌水 量０ ． ０ ３ ｍ ／ ｍｉ ｎ ， 最大 涌水 量 ０ ． １ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。 ２工作 面矿 压观 测 分析
急倾斜煤层的开采及矿山压力显现规律
１ 开 采 急 倾 斜 煤 层 存 在 的 问题 及 采 煤 方 法
１ １ 急倾 斜煤 层开 采过 程 中遇 到 的难题 ．
我 国开采 急倾斜 煤层 的大 多数矿 井 的地质条 件 复杂 ， 层 厚 度 变化 大 ， 及 薄 、 煤 涉 中厚 、 及 特 厚 煤 厚 层 。煤 层倾 角存 在 ４ 。 ９ 。 种 变化 ， ５ 一 Ｏ各 就是 在 同一 矿井 ， 倾角 也往 往 变 化很 大 。急 倾 斜 煤 层在 形 成 过 程 中由于受 到构 造 运 动 的强 烈 挤 压 ， 层 及 其 顶底 煤 板 中节理、 裂隙等软弱面 比较发育 ， 易失稳跨落 ， 支 护不 当时易 发生 片帮 与 冒顶 事故 。有些 急倾 斜煤层 的地板 是遇 水膨 胀 性 软 岩 ， 往 出现 底 臌 现象 。由 往
与污染 防治［ ． Ｍ］北京 ： 中国电力出版社 ， ０ ． ２ ８ ０
［ ］ 胡文容． ４ 煤矿 矿井水 及废 水处 理利 用技术 ［ ． Ｍ］
北 京 ： 炭 工 业 出 版 社 ，９ ８ 煤 １９ ．
从事采矿工程专业 的学 习研究。
陕
西
煤
炭
２１ ０ ０正
面就很 容易 发生窜 矸 。窜矸会 直接 造成 工作 面人员 伤亡 ， 还会 冲击甚 至 冲 到支 柱 ， 其 部 分掩 埋 ， 将 工作 面又会 因支 柱支撑 能力 下降 而发生 局部 或大 面积 冒 顶 。而 且窜矸 事故 发 生 后 ， 回采工 作 面 的处理 相 当 困难 。在急倾 斜煤层 矿井 中 ， 煤层 自燃 、 尘及 瓦斯 煤 爆炸、 顶板 冒落 的威 胁 也 比较 严 重 。这 都 给采 煤 工
碎 。另 外 ， 由于浅 部 煤 层更 易 受 到 构 造 运 动变 形 破
我国急倾斜煤层开采的现状及发展趋势
我国急倾斜煤层开采的现状及发展趋势1引言急倾斜煤层开采方法一直是采矿技术中的难题。
2007年3月，国家煤矿安全监察局颁发“关于急倾斜煤层安全开采的指导意见(煤安监技装[2007]5号)”,揭开了急倾斜煤层安全、高效生产的序幕。
由于急倾斜煤层开采条件的特殊性，开采方法仍然是这类矿井改善技术经济面貌的主要障碍。
急倾斜煤层储量占我国煤炭总储量的4%，而南方地区80%的矿区赋存有急倾斜煤层。
因此，急倾斜煤层开采方法的研究对我国煤炭工业的可持续发展仍具有十分重要作用。
急倾斜煤层的开采方法与煤层埋藏的地质条件有密切关系。
选择某种采煤方法不仅受煤层倾角和厚度的影响，而且与煤层埋藏深度、煤层数目、围岩性质、地质构造，以及煤层的自然发火性质、瓦斯含量、水文条件等多方面的地质因素有关。
我国急倾斜煤层分布广泛，其地质条件大多数比较复杂，经过长期的勘探和开采，对现有生产矿井中的急倾斜煤层和将要开采的急倾斜煤层的赋存特征及开发环境已有相当的了解，但对具体矿井的具体煤层的开采技术缺乏足够的认识，为此，全面了解急倾斜煤层的的开采历史及相应的技术发展，实现安全、高效生产显得尤为必要。
2急倾斜煤层开采方法的历史沿革我国急倾斜煤层开采技术的改革，从解放初期到现在，大致经历了以下四个发展阶段[1]：第一阶段：五十年代初，进行了采煤方法的改革。
各矿区根据不同的煤层赋存条件，推行倒台阶工作面、水平分层、巷道长壁和沿俯斜推进的掩护支架等采煤方法。
部分采用风镐落煤，刮板运输机运煤和机械式回柱，用冒落法处理采空区，取得了提高工作面生产能力、减轻劳动强度、改善安全状况的效果，初步改变了急倾斜煤层矿井落后的技术经济面貌。
第二阶段：六十年代开始，急倾斜煤层开采技术的进步主要表现为改风镐落煤为电钻打眼爆破落煤。
为扩大掩护支架的使用范围，淮南、开滦、徐州等矿区先后在掩护支架采煤法中成功应用“八字”型等掩护支架，克服了平板型支架的一些缺点，取得了较好的技术经济效果；此外，一些开采急倾斜煤层的矿井还进行了矿井开拓和巷道布置方面的改革，降低了掘进率，改善了巷道的维护条件；同时也对工作面回采工艺进行了改革，开始应用金属支柱和金属铰接顶梁，在水平分层工作面中采用金属网假顶，或因地制宜地利用竹笆、荆笆等作假顶材料，均取得了较好的技术经济效果。
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急倾斜 特厚 煤层 徐 栗放 顶媒开 采矿 压观 剥
信晓东 ， 博 ， 常 李春阁
（． 疆 工 业 高 等专 科 学 校 ，新疆 乌 鲁 木 齐 １新 ８ ０ ９ ；２ 神华 新 疆 公 司 碱 沟煤 矿 ，新 疆 乌 鲁 木 齐 ３０ １ ． ８０ ０ ） ３０ １
摘
要： 通过 工作 面矿 压观 测 ， 对特 厚煤 层水 平分 段 放顶煤 开 采矿 压 显现 规律 进 行 了分 析 ， 对
支 架 的选 型适用 性进 行 了分 析 ， 并对水 平分 段放 顶煤 开采 的适用 性进行 了评 价。
关键词 ： 急倾 斜特厚 煤层 ； 压显现规 律 ； 矿 周期 来压 ； 放顶 煤 开采 中 图分 类号 ：源自 ２ Ｔ ３３ 文 献标识 码 ： Ｂ
特厚 煤层水 平分 段放 顶煤开采 为 急倾斜 特厚 煤
Ｚ Ｓ ０ ０１／８型过 渡支架 ．工作 面前 部布置 Ｓ Ｚ Ｆ ４ ０ ／８ ２ Ｇ一 ７ ｏ９ ３ ／Ｏ型 刮板 输 送机 ．后 部布 置 Ｓ Ｚ ６ ０９ Ｇ 一 ３ ／０型 刮 板输 送 机 ， 板 巷布 置 Ｌ Ｓ Ｏ 顶 Ｐ ５ ０型破 碎 机 、Ｚ 一 ３ ／ Ｓ Ｚ ７ ０
通 过观 测数据 分 析 ． 以得 到 以下 结果 ： 可 （ ）该 矿 西 一 采 区＋ ６ 综 放 面 存 在 显 著 的 １ ５ ４ｍ 周 期来压 显现 ． 周期 来 压步距 为 ２ ｌ～２ 本工 作 ６ｍ
面 在矿 压 观测 所 推进 的 １０ｍ 范 围内 ． ５ 整个 工 作 面 共 产生 了 ７次 明显 的来 压 ． 期 来压步 距 在 ２ 周 １～２ ６
３ ３ 观 测 数 据 分 析 ．
ｌ ９
程 中矿 山压 力显现 及支 架 的适 应性 ．为现场 管理 提
供完 善 、 准确 的资料 ， 以直 接指 导 生产 实 践 ， 决 实 解
际工程 问题 ． 进行 了矿压 观测 次矿乐 观测 有 以下 本 几方 面的 目的 ： （ ） 过分 析观 测 数据 ， １ 通 确定 老 顶来 压步 距 ， 并 确定老 顶来压 强度
层采煤 方法 中机 械化程 度较 高 的采 煤方 法 。 由于分 段放顶 煤工 作面 长度受煤 层厚 度 的限制 ，因此 不可
１ 开 采 技 术条 件
１ １ 地 质 条 件 ．
碱 沟煤矿 西一 采 区＋ ６ ｌ 平 开采 ５ ４ｎ 水
煤层 。
能像缓 倾斜 煤层 长壁开采 那样 可 以通过增 大工 作面 的长度 来提 高工作 面 的生产 能力 急倾斜 综放 面提 高生产 能力 的主要 途径有 两条 ：一 是提 高工作 面推 进速度 ： 二是提 高水平分 段的高度 。研究进一 步提高
９ Ｏ型转 载机 、Ｊ ８ ｓ 一 Ｏ型可伸 缩带式 输送 机 。
西 一采 区＋ ６ ５ ４ｍ水 平 采 用水 平 分 段 综采 放 顶
煤开 采工 艺 ，走 向长为 ５ ５ｎ．平 均工 作 面长度 为 ４ １ ４ ． 分段高 为 １ ． ｌ ６ ６ｍ， ９ ５ｎ。 工 作 面 采 煤 机 选 用 ＭＧ １ ０ Ｎ 型 采 煤 机 ， Ｄ ５一 Ｗ Ｚ Ｓ ８ ０１／８型 液 压 支 架 ２ Ｆ ４ ０ ／８２ ３架 ． 并 选 用 ２架
水 平分 段高度 和工作 面推 进速度 的条 件下 ， 围岩 （ 包 括顶煤 ）破坏演 化规 律及 其对 开采 和支护 结构 的影
该 煤层 属侏 罗 纪西 山窑 组 ，平均 厚度 为 ４ ． １煤 ６ ６ｎ．
层倾 角为 ８ ￣属稳定 煤层 。 煤层 伪顶为 泥岩和炭 ７，
质 泥岩 ， 累计 厚 度 ０ ４ｎ， 接顶 和老 顶 没有 明显 区 ． ｌ直
响 ， 实现安全 高效 开采 的技术基础 。而研究这些 问 是
题 ． 行现场矿压 观测是最基 本的手段 。 进
图 １ Ｂ 煤 层顶 底 板 岩 性 示 意 ¨
本 区地 质构 造 简单 ． 开采 范 围 内无 断层 等 地 质 一 造 ， 文地 质简 单 ． 内裂 隙不 发 育 ， 构 水 区 煤层 裂 隙 水 极少 ． 工作 面涌 水补给 水源 为地表 水 。 １ ２ 采煤 方法及 工作 面装 备 ．
维普资讯
煤
１ ８
炭
科
技
２０ ０ ７年第 ３期
Ｎｏ ．３ ２ ７ ００
ＣＯＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＩ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文 章 编 号 ：０ ８ ３ ３ （ ０ ７ ０ － ０ ８ ０ １０ — ７ １ ２ ０ ） ３ ０ １ — ３
２ 矿 压 观 测 方 案
２ １ 观 测 目的 ．
急倾 斜煤 层为 难采煤层 。为 了得 到急倾 斜 特厚
煤层 综放 工作 面矿压 显现 特征 ．定量 地研究 开采 过
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２０ ０ ７年第 ３期
信晓东等： 斜特厚 急倾 煤层综采放顶煤开采矿压观测
别 ， ９ ｌ 为 ０ｎ 左右 粉砂 岩 ， 度 系数 厂 ＝４～５ 硬 。Ｂ 煤
层 伪 底 为粉 砂 岩 和炭 质 页岩 ．累计 厚 度 为 １ ４ ｎ ． ｌ （． ４１ ０ 。 Ｏ ４－ ． ） 直接底 为 ４ｎ 左右 的粉砂 岩 ， － ｌ 硬度 厂 ＝ ４～５ ４ 层和 Ｂ 煤 层都有 １ｎ 以上 的伪底 ， 。Ｂ 煤 ６ ｌ 为泥 岩和 炭质页 泥岩 。Ｂ 煤层 顶底板 岩性 如图 １ 所示 。
ｍ
（ ）分 析顶 板 活 动 规律 ， 价综 放 开采 在 该 矿 ２ 评
的适 应性 ， 推断 围岩破 坏活 动过 程和影 响 范 同。 并
左 右 工 作 面来压 时各测 站 距切 眼煤 壁的距 离 及
工作 面来 压 步距如 表 ｌ所列
．
（ ） 结“ 架一 ３ 总 支 围岩” 互作 用 的特 点 ， 相 对支 架