近距离煤层开采围岩破坏规律分析
极近距离空间交错采场覆岩破坏规律分析与模拟
距 离交 错 采场 顶 板 灾 害发 生 的可 能 性较 大 ， 能 出现 煤 壁 突 出、 梁 失 稳 等 灾 害 ， 提 出 局部 充 填 等 解决 方案 。 可 岩 并 关 键词 中 图 分 类 号 Ｔ ８３ ８ Ｄ ２．１
山东济（ 北 矿 区某矿 ４ ０ 宁） ３０采 区部分 区域 主采 煤层 ３ 煤层 分岔 ， 变异为 ３ ３ 、 两层煤 ， 问距仅 ２ ｍ左 右， 煤层分岔线与采 区上山基本平行 。为 充分 回收资 源， 该矿在 ３ 煤层布置 １ 个仰斜工作面 ， ３ 在 煤层布 置走 向工作 面 ， 大范 围 开采。３ 煤 层 仰斜 工作 面 与 ３ 煤层部分工作面呈极 近距离空间正交 。 本文以该矿极近距离煤层交错布置工作 面为工程 背景 ， 对形成 的空间交错采场覆岩破 坏规律 进行研 究 ， 并对下部工作面靠近上部采空 区时易出现 的顶板 灾害
采空区时 ， 部采 空区侧 向支 承压力将 与下部采场支 ． 七 承压力产生叠加作用 ， 图 ｌ 如 所示。
侧 向支承压 力 超前支承压力
侧向支承压力
， 一７
超前支承压力
（） ｂ
下部工作面由开切眼推进 ， 推进距离较短时 ， 覆岩 破坏形成支承压力拱高度受 推进长度控制 。当推进距 离 大于宽度时 ， 破坏拱高度不再增加 ， 拱的前部拱脚位 于工作面前方煤体 内， 部拱脚 由煤 壁向采空 区内压 后
实 的矸 石 转 移 ， 坏 拱 随 采 场 推 进 向 前 移 动 。 当 下 部 破 工 作 面 靠 近上 部 采 空 区 时 ， 部 采 场 覆 岩 破 坏 拱 与 上 下
部采场破 坏拱拱脚叠合。上部采场形成的破坏空间及 破坏空问大结构 ， 破坏 了围岩在结构 和应力分布上 的 连续性 ， 下部覆岩破坏 结构拱不 能 同普通 采场一样 向 前连续移 动。当上下采场覆岩破坏拱叠合拱脚处煤体 受到采动 或破坏失 稳后 ， 煤体 上部及两结 构拱 之 间覆 岩重量失去承载体发 生破坏 ， 出现 两压力拱之 间的覆 岩失 去支撑而突然 下沉 。也就足说 ， 覆岩破 坏拱结 两 构将贯通 ， 形成高度跨度更大的覆岩破坏大结构 ， 这个 大结构 的形成可能表现为原结构拱之间 的覆岩突然下 沉、 破坏高度骤增和结构内老顶岩梁的失稳 。
近距离煤层采动对相邻巷道围岩应力及变形影响研究
近距离煤层采动对相邻巷道围岩应力及变形影响研究
桂 兵 曲延伦 郭现伟 杨 洋 秦 瑞 马传永
(兖州煤业股份有限公司,山东省邹城市,２７３５００)
摘 要 依据济三矿 １８３上 煤层和 １８３下 煤层赋存特点,结合 １８３上０６ 工作面、１８３上０７ 工
２
２０ m.北部区域 ３上 煤 层 与 ３下 煤 层 间 距 １３~３０
采前后下煤层巷道围岩应力分布及变形特征,研究
成果为深部矿井开采和巷道支护提供理论依据,对
指导矿井的安全生产具有重要的现实意义.
镜煤 及 丝 炭 条 带, 内 生 裂 隙 发 育. 煤 厚 ２
３０~
m,平均 ２１
５ m.煤层顶底板情况
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J] 中国煤炭,２０１９,４５ (
１):７２－７７,８２
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７２
中国煤炭第 ４５ 卷第 １ 期 ２０１９ 年 １ 月
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我国近距离煤层群分布范围广,其开采方法以
下行开采为主.随着煤层间距减小,上下煤层间开
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术探析
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术探析【摘要】成煤条件的不同造成了煤层的厚度、层间距大小的不同，而且在某些情况下可能会出现煤层分岔或合并的现象。
我国的大部分矿区在近距离煤层开放方面都有一定的困难。
本文首先介绍了及近距离煤层开采围岩的特征。
然后介绍了极近距离煤层巷道的支护形式以及评价，最后阐述并分析了极近距离煤层开采围岩控制原理及技术。
【关键词】极近距离煤层；围岩控制；巷道布置我国大部分的矿区在开采煤层时都存在着极近距离的煤层，在分层开采时经常性的出现下部煤层开采难的问题，尤其是巷道支护问题。
我国学者在此方面纷纷进行了一系列研究，本文从开采煤层过程中围岩的特征开始进行论述，对其变形规律作了详细分析，并且从支护形式和围岩控制原理和技术方面进行了探讨，希望有助于矿区开采工作的顺利开展。
1、极近距离煤层开采围岩特征在开采极近距离煤层的过程中会严重破坏其下部的煤层顶板完整性。
在开采上部煤层的过程中会破坏到下部的煤层顶板，从而造成下部煤层顶板的裂隙和节理更加的发育，进而不易控制顶板，在掘进巷道的过程中会发生漏顶的事故，甚至会有大面积冒顶事故发生，以致维护巷道顶板会有很大的难度。
下部煤层巷道的变形规律为：当开采上部的煤层后，由于下部煤层的顶板强度低、厚度薄，再加上开采上部煤层时受到破坏，则顶板的稳定性特别弱，只要有些许的变形，就能发生整体的垮落。
如果顶板的整体完整性可以保持下来，在提高其承载能力的情况下就可以维护顶板的稳定性。
2、极近距离煤层巷道支护形式及评价国内学者对极近距离煤层巷道的支护形式进行了深入的研究，得出其支护形式有架棚支护、“锚网+架棚”联合支护、锚杆桁架支护、“锚杆+注浆”混合支护四种支护形式。
2.1 架棚支护当开采了极近距离的上部煤层后，则下部煤层的顶板与采空区的距离就变得特别近，当向里掘进的时候就顶板岩层比较完整且顶板的压力较小，此时就可以采取架棚支护形式。
一般情况下都是采用工字钢或者U型钢，有支护成本适中、成巷速度较快、支护工艺简单的优点。
近距离煤层开采围岩破坏规律分析
近距离煤层开采围岩破坏规律分析本文以友众煤矿3#煤层赋存条件为工程背景，分析了近距离煤层开采时，上覆岩层未充分垮落、充分垮落两种情况下围岩应力分布规律，并采用滑移线场理论计算了底板损伤深度。
标签：近距离；滑移线场；底板损伤深度近距离煤层上部煤层回采后，因物理空间发生变化导致采空区围岩的应力平衡状态改变，伴随着围岩应力重新分布，上覆岩层产生移动、变形与破坏现象，并且从上往下发展，对下部煤层的开采产生显著影响。
山西寿阳段王集团友众矿主采3#煤层，煤厚1.20-2.65m，平均厚度为2.05m，顶板和底板均为砂质泥岩、泥岩，与下部煤层距离仅12m。
本文以此为工程背景，重点分析3#煤层采场底板损伤程度。
1 上覆岩层未充分垮落围岩应力场分布当冒落矸石未充满采空区时，采空区上覆的岩层与下部采场未贴实，部分悬空，这样未能完全垮落岩石的重量就会在工作面两侧煤柱或者煤体内形成应力集中。
（1）煤柱应力。
煤柱载荷的来源主要有两方面，一方面来自于自身上覆岩层重量（图1中的），另一方面来自于未充分垮落的悬露岩层所施加在煤柱上的重量，分为一侧（图1中的）或者两侧（图1中的）。
则有：①两侧采空煤柱载荷。
采空区上覆岩层垮落高度为，煤柱两侧采空，其上总载荷为：式中：—煤柱上的总载荷；—采深；—工作面宽度；—煤柱宽度；—上覆岩层垮落角；—上覆岩层平均容重。
由此可以得到煤柱载荷集度为：②一侧采空煤体载荷。
采空区上覆岩层垮落高度为，煤柱一侧采空，采空侧支承压力影响宽度为，其上总载荷为：则一侧采空煤体载荷集度为：（2）采空区底板应力。
当采空区上覆顶板没有充分垮落时，底板承受载荷则为冒落矸石。
因此采空区底板载荷集度为：2 上覆岩层充分垮落围岩应力场分布工作面推进过后，上覆冒落矸石充填采空区，随着老顶周期性的破断活动，远离工作面的后方采空区矸石被压实，上方未冒落的岩层找到新的支撑面，此种采空区垮落方式为充分垮落。
当采空区顶板充分冒落时，采空区周围围岩载荷集度为：（1）支承压力集度。
近距离煤层群下煤开采覆岩运动规律研究
收稿日期：２０１４?０７?０２作者简介：崔林柱（１９７６－），男，山西繁峙人，硕士，工程师，从事生产技术工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１４．１１．００３近距离煤层群下煤开采覆岩运动规律研究崔林柱，刘晓宁（西山煤电（集团）有限责任公司，山西太原 ０３００５３）摘 要：针对近距离煤层群开采条件下的某矿６２０７Ｎ工作面和５１０５Ｎ工作面进行了理论分析并结合数值模拟和现场矿压监测结果，研究此类条件下的下煤开采时的覆岩运动规律，对近距离煤层群下煤开采的矿压控制工作具有指导和借鉴意义。
关键词：近距离煤层群；下煤开采；覆岩运动规律中图分类号：ＴＤ３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５?２７９８（２０１４）１１?０００７?０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｖｅｒｂｕｒｄｅｎＳｔｒａｔａＭｏｖｅｍｅｎｔＢｅｈａｖｉｏｒｉｎＬｏｗｅｒＬａｙｅｒＭｉｎｉｎｇｏｆＮｅａｒ－ｎｅｉｇｈｂｏｒｅｄＣｏａｌＳｅａｍｓＣＵＩＬｉｎ?ｚｈｕ，ＬＩＵＸｉａｏ?ｎｉｎｇ（ＸｉｓｈａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ６２０７Ｎａｎｄ５１０５Ｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｓｏｆａｍｉｎｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒａｔａ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｔｒａｔａｍｏｖｅｍｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｗｈｅｎｔｈｅｌｏｗｅｒｌａｙｅｒｍｉｎｉｎｇａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｏｆｆｅｒｋｉｎｄｏｆｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｔｒａｔａ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｏｎｔｈｅｌｏｗｅｒｌａｙｅｒｍｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅｎｅａｒ－ｎｅｉｇｈｂｏｒｅｄｃｏａｌｓｅａｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒ－ｎｅｉｇｈｂｏｒｅｄｃｏａｌｓｅａｍｓ；ｌｏｗｅｒｌａｙｅｒｍｉｎｉｎｇ；ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｔｒａｔａｍｏｖｅｍｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒ 我国许多矿区普遍存在煤层群开采问题，如西山矿区、大同矿区等［１］。
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析我国诸多煤矿开采的过程中，尤其需要通过反复斜交开采的方法来进行全面开采。
主要可以通过合适的观测的手段来分析内部的矿压规律。
相信这样一次又一次的分析对于控制回采场的围岩有着非常重要的意义。
本文结合实际案例，主要分析近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的规律，希望能够给大家更多的参考性意见。
标签：近距离开采；煤层煤柱；综采工作面；矿压监测0 引言由于我国对于煤矿的需求量正在不断地增多，所以很多矿井内上部的煤层已经全部开采结束。
如果煤层之间的间距一直处于较小的范围内，那么上部煤层的开采工作会对下部煤层的开采状况造成一定的影响。
下部煤层的工作面也会因为遗留煤柱的影响而出现应力过于集中和矿压剧烈变化的现象。
为了更好地解决这一问题，针对近距离煤层和采空区下综采工作面内部的矿压进行分析显得尤为重要。
本文结合实际的情况进行具体的研究。
1 研究近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的意义通过数值模拟的方式来研究煤柱承受的压力和底板之间分布的规律，也就能够知道巷道的整体结构非常容易在不同状态的载荷下出现局部被破坏的现象，从而为后续回采的过程提供全面的指导。
另外，通过对上下煤层工作面周期压力矿压规律进行研究之后，大家也能够在适当的时候提出控制矿压的措施。
当煤柱下方的区域因此出现动载矿压的现象时，大家也可以通过分析相关的规律来有效地提出相应的防治措施。
总而言之，通过全面研究近距离煤层煤柱和采空区下方工作面的矿压，也就能够更好地促进整体煤矿开采工作更加顺利地进行。
2 实际案例分析2.1 某煤矿工作面概况某煤矿工作面位于2-2煤层，整个工作面的长度为1120m，倾斜的长度为255m，煤层的平均厚度为2.04m，且内部的倾斜角一直被保持在1度-3度的位置。
2-2煤层距离2-1煤层底板约有2.6-6.3m的距离，但整个2-1内部的开采工作已经全部完成。
从北到南，其工作面和煤柱之间的配合如下：311工作面将会和309的煤柱相互匹配。
探讨近距离煤层开采覆岩结构及矿压显现规律分析
探讨近距离煤层开采覆岩结构及矿压显现规律分析摘要：煤炭为国民经济发展提供了充足发展能源，煤炭占据国内一次性能源结构的67%以上，且长时期占据主导。
因成煤条件的不同，造成赋存条件也各不相同，煤层厚度的层间距离也千变万化。
赋存条件多样与复杂性，对企业经济效益有直接影响。
在我国煤炭开采中，开采的多是近距离煤层。
分层开采近距离煤层时，将会有新的岩层应力分布于回采空间，出现应力集中于煤柱之上，且分层开采造成了不规律与不明显的煤层顶板来压，对布置与维护回采巷道造成影响。
关键词：极近距离煤层；分层开采；矿压显现规律前言：近距离煤层是指井田开采范围内相邻两煤层的层间距离很近，且开采相互间能具有显著影响的煤层。
我国许多矿井处于深部近距离煤层群开采环境之中，目前近距离煤层群的多次开采覆岩运移特征的研究还相对较少，近距离煤层群煤层间距小，煤层采动相互影响大，在下向开采的过程中，上煤层开采上覆岩层的垮落必然会对下煤层的开采造成一定影响，近距离煤层群从上至下逐层回采过程中上覆岩层随着各工作面的回采而逐步发生移动。
一、极近距离煤层概念与距离判定1.1极近距离煤层概念分析1）因煤层层间距离与赋存条件存在的差异，开采煤层时也出现不同的影响程度。
在开采煤层下行时，如果煤层间间距在逐渐缩小，则煤层间就有更密切的影响关系。
在煤层层间距离足够小时，采动上部煤层时非常容易破坏下部煤层顶板，因破坏了的顶板，开采下部煤层时，顶板漏、冒情况就非常容易发生在工作面。
所以，下部煤层受到的上部煤层影响表现在自然灾害防治、巷道围岩控制与下部煤层工作面控制上。
为此，以定性分析看极近距离煤层，可以解释为煤层间有很近的距离，在开采时彼此间的影响程度非常显著。
2）从定量定义出发，因开采上部煤层，应力将在其底板再次出现分布，底板越深，应力集中程度则会衰减。
如果底板岩层与应力衰减达到值相同，那么可设为损伤深度或底板岩层深度，极近距离煤层可根据进行划分，即若，hj为煤层间距。
近距离煤层采准巷道破坏剖析
避让 Ｉ ： 层煤柱应力 。
３ 加 强 巷 道 掘 进 期 间 的支 护 施 ｌ质 量 管 理 ， 正 达 刮 ） ｒ
支 护材料所应有 的支护能 力。
３ ２２ 盘 区巷 道 的加 同措 施 ： ．．
１ 在 原 有 的 锚 杆 、锚 索 联 合 支 护 摹 础 ， 令 祁 补 史 ） ｌ １ 字 钢 棚 或 Ｕ ９拱 型 支 架 双 重 支 护 来 维 护 巷 道 顶 板 ， 防 １ ． ２ 止 盘 区 巷道 顶板 进一 步离 层 ， 。 变形 ２ 对 局 部 巷道 压 力较 大 ， 变形 严 重 的 Ⅸ域 将 棚 缩 小 ）
在 压 力 大 的 区 域 及 时进 行 补充 支护 、 ３ ２ ３ 回采 工作 面 巷道 的加 同措 施 ． ． 【 面 回 采 期 间加 强 两 巷 超 前 及 端 头 维 护 ，中包括降低巷道 围岩的应力 ， 提高 围岩 的强度 ，对巷道 进行 有效 的支护等 。箍区巷道 的
变 形 和 破 坏 的形 式 是 多 种 多 样 的 ，就 １ 盘 巷 道 变 形 和 ４层 破坏分析如 下：
根据测定及 观测 ，在 近距离煤 层 丁采 中，一作 面周 期 Ｆ ［ 来 不 明显，也无 冲击动压 ，但有时也出现瞬时增 阻现 象。 顶板下沉破碎 主要在 丁作 面巷道超前 范 嗣 内，分析 原 凶主要是 覆煤层残 留区段煤柱在其下层形 成应力集 中【 又，
煤
炭
工
程
２１ 第 １ ０ ２年 期
象 ，顶底板 同岩变形 量大 ，使 回采工作 面无法 推进 ，巷道
破坏 严 重 地 段 已维 修 ２～ ３次 ，每 米 巷 道 的维 护 成 本 高 达 ２
万多元。
能 满 足 要 求 ，但 安 全 系 数 偏 低 ，一 旦 遇 特 殊 段 应 缩 小 棚 距 ０ ５～ ． ｍ，才 能满 足 支护 强 度 要 求 ． ０８
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近距离煤层开采围岩破坏规律分析
随着煤炭资源的日益枯竭，近距离煤层开采成为了一种常见的煤炭开采方式。
对于近
距离煤层开采而言，围岩破坏问题一直备受关注。
近距离煤层开采围岩破坏规律的分析对
于确保煤矿生产安全、提高矿山经济效益具有重要意义。
本文将对近距离煤层开采围岩破
坏规律进行深入的分析，希望可以为相关研究和生产实践提供一定的参考。
一、围岩破坏形式
近距离煤层开采围岩破坏通常表现为岩体松散、离层破碎、断裂变形等现象。
在采煤
过程中，围岩会受到巨大的压力和变形作用，从而导致破坏。
围岩的破坏形式主要有以下
几种：
1. 松散破坏：围岩受力后出现松散状态，失去原有的完整结构，易发生坍塌和变
形。
2. 离层破坏：围岩内部产生断裂和异向性破碎，围岩岩体出现裂隙，影响围岩的整
体稳定性。
3. 变形破坏：围岩受到巨大的压力和拉力后，产生变形，如岩体弯曲、挤压等现象，使得围岩原有的结构发生破坏。
以上破坏形式在近距离煤层开采中都可能出现，而且它们之间通常是相互影响、相互
作用的。
1. 应力场分析
在近距离煤层开采过程中，由于采煤压力、岩层变形、矿压等因素的作用，使得煤层
周围的围岩受到了复杂的力学作用。
煤层开采的过程中，煤岩和围岩之间的相互作用会导
致围岩应力场的变化，形成不同的应力状态。
这些应力状态会直接影响到围岩的破坏和变形。
2. 煤岩和围岩的相互作用
3. 围岩内部结构特点
围岩的内部结构特点直接影响了围岩的破坏和变形。
在近距离煤层开采中，围岩的结
构通常是非均质、非连续的，因此在采煤过程中易发生断裂和破坏。
岩体的裂隙、孔隙等
结构特点也会对围岩的稳定性产生一定的影响。
1. 煤层开采对围岩的影响
2. 围岩破坏的演化规律
围岩破坏通常是一个动态演化的过程，破坏的程度会随着采煤的进行而不断加剧。
在
初期阶段，围岩主要是受到了一定程度的应力和变形作用，但随着采煤的推进，围岩的破
坏会逐渐扩大和加剧。
3. 围岩破坏的控制策略
为了减轻围岩的破坏，需要对围岩的破坏规律进行深入分析，制定合理的控制策略。
可以采取控制煤层开采速度、改变支护方式、优化控制矿压等措施来减缓围岩的破坏速度，确保煤矿生产的安全和稳定。