近浅埋煤层覆岩破坏规律

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浅埋采空区大采高条件下覆岩破坏规律

浅埋采空区大采高条件下覆岩破坏规律
@ qq. com 通讯作者: 师修昌( 1989-) ,男,河南周口人,讲师,博士研究生,主要从事矿山水文地质工程地质方面的研究。E-mail: sxccumtb@
126. com
第5 期
中国地质灾害与防治学报
·93 ·
Keywords: shallow buried goaf; long distance; large mining height; overburden rock failure; fracture evolution
浅埋采空区大采高条件下覆江苏省地质调查研究院,江苏 南京 210018; 2. 河南财经政法大学 BIM 技术与
智慧建造河南省工程实验室,河南 郑州 450046)
摘要: 浅埋采空区下远距离煤层开采覆岩破坏直接影响本煤层工作面安全开采和上覆采空区稳定性。针对神东矿区大 柳塔煤矿开采实际,采用相似模拟试验、数值计算和现场实测方法研究了 2 - 2 煤采空区下伏的 5 - 2 煤层开采覆岩运动及 裂隙发育规律。研究结果表明,大柳塔煤矿 5 - 2 煤层一次采全高开采,覆岩裂隙带贯穿层间岩层导通 2 - 2 煤采空区,层间
strata will induce the large-scale collapse of the overburden strata,and the strong strata pressure appearing in the working face will aggravate the structural instability of the surrounding rock and surface subsidence of the
overburden goaf. Field measurements also show that the failure height of overburden is 137. 32 m and the fracturing-mining ratio is 20. 2 in 5 -2 seam of Daliuta coal mine,which is consistent with the simulation results. These results can provide theoretical basis for safe mining of No. 5 -2 coal seam at Daliuta coal mine.

浅埋近距离双厚煤层开采覆岩裂隙发育规律

浅埋近距离双厚煤层开采覆岩裂隙发育规律

浅埋近距离双厚煤层开采覆岩裂隙发育规律潘瑞凯;曹树刚;李勇;李国栋【摘要】针对中国神东矿区浅埋近距离双厚煤层开采的工程实际,建立三维物理相似模型、PFC2D数值模型和理论模型,对双厚煤层开采后的覆岩裂隙发育规律进行研究.综合研究表明:上煤层开采后,裂隙带发育高度约为55.5 ~60.3 m,而下煤层推进约60 m,层间关键层初次断裂,引起上、下采空区连通,并在主关键层断裂以后形成的裂隙直达地表,高度约为146.5~153 m;采动空隙场呈“双拱”形态,并结合关键层理论,将覆岩划分为不规则空隙带和周期性空隙带,以及拱间优势空隙带和拱下微空隙带;提出了近距离双煤层开采综合采厚的计算方法,结合修正的综放开采裂隙带发育高度预计公式,可进行近距离双厚煤层裂隙带发育高度计算.研究成果揭示了浅埋双厚煤层开采后地表-上采区-下采区的漏风机制,并根据采动空隙场分布特点提出了堵风治燃的工程对策,可为类似矿井的防灭火提供借鉴.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2018(043)008【总页数】8页(P2261-2268)【关键词】浅埋煤层;地表漏风;裂隙带高度;采空区自燃【作者】潘瑞凯;曹树刚;李勇;李国栋【作者单位】重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学资源及环境科学学院,重庆400030;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学资源及环境科学学院,重庆400030;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学资源及环境科学学院,重庆400030;河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北邯郸056038【正文语种】中文【中图分类】TD752;TD325我国神东矿区煤层埋深约100~300 m,属于浅埋煤层,且煤层层数多,厚度大,层间距离近[1]。

当前,部分煤矿的上煤层已经采完,正进行下煤层回采,属于浅埋近距离双厚煤层开采。

上、下煤层开采后,两层煤开采形成的采动应力场及覆岩裂隙场相互叠加,增加了采空区煤炭自燃等灾害的治理难度。

近距离煤层开采顶板裂隙发育规律

近距离煤层开采顶板裂隙发育规律

近距离煤层开采顶板裂隙发育规律赵鑫(神木汇森凉水井矿业有限责任公司,陕西神木719300)摘要:针对陕北榆神矿区浅埋煤层群重复采动诱发顶板岩层裂隙孕育,致使下位煤层工作面裂隙发育贯通上位煤层采空区,从而导致工作面突水致灾的问题。

采用数值模拟的方法,以431303回采工作面为背景,研究近距离煤层开采顶板裂隙发育规律。

研究表明:随着煤层开采,采空区中部上方岩层裂隙经历了从无到有再到无的孕育过程,且总存在顶板横向裂隙较纵向裂隙更为发育;在下位煤层开采过程中,岩层裂隙整体上呈现出不断扩张的趋势,在采空区中部上方顶板处,裂隙随着采动不断经历着“张开-闭合-张开”的演变过程,而且裂隙发育的位置也在不断地发生转移。

关键词:榆神矿区;近距离煤层群;裂隙发育;数值模拟作者简介:赵鑫(1991-),男,陕西西安人,研究方向:中厚煤层开采。

近距离煤层群在我国各个矿区普遍存在,而对该类煤层开采,采动裂隙不仅是作为矿井涌水的主要通道而且也是瓦斯运移、聚集的主要场所。

对于近距离煤层而言,上位煤层开采后的采空区极有可能产生老空水,当下位煤层开采时,如若裂隙与上位采空区贯通,便会给下位煤层工作面开采带来严重的突水灾害;同样,矿井瓦斯会在采空区聚集,随着采动裂隙的发育会使工作面瓦斯超标,甚至出现瓦斯事故。

因此,对覆岩采动裂隙发育的研究具有重要意义。

学者们在此方面也做出了众多的研究成果,钱鸣高院士等经过多年的研究,建立了“三区”“三带”的理论体系,其中就对覆岩破坏运动规律、裂隙发育规律给出了大量系统性成果。

针对陕北矿区浅埋煤层群开采覆岩破坏和裂隙发育的研究,李淑军等综合运用数值模拟(FLAC3D )、理论分析与模拟实验相互对比验证的手段,对浅埋近距离煤层群开采“两带”高度进行预计;潘瑞凯也对神东矿区浅埋近距离煤层开采利用三维相似模拟、数值模拟(PFC)和理论分析的方法研究覆岩裂隙发育规律;余明高等通过对浅埋近距离煤层群重复采动覆岩裂隙发育的研究,深入探究重复采动地表漏风对采空区煤层自燃的影响。

浅埋综采工作面覆岩裂隙发育及漏风规律研究

浅埋综采工作面覆岩裂隙发育及漏风规律研究

第53卷第3期煤炭工程COAL ENGINEERING Vol.53 ,No.3doi:10.11799/ce202103024浅埋综采工作面覆岩裂隙发育及漏风规律研究张杰、张建辰、刘清洲h2,周府伟3,陈诚1(1.西安科技大学能源学院,陕西西安71_;2.陕西郭家河煤业有限公司,陕西宝鸡721500;3.中煤西安设计工程有限责任公司,陕西西安71_)摘要:浅埋煤层煤炭开采过程中,上覆岩层发生全厚切落产生垂直裂隙,使工作面、采空区 出现漏风现象,威胁矿井的生产安全。

为了分析该类地质条件煤层开采上覆岩层裂隙发育及漏风特 征,基于南梁煤矿30100工作面实际地质条件,对30100工作面开采过程中的裂隙发展进行还原,通过物理相似模拟实验对采空区裂隙进行模拟演化,揭示了该类煤层开采过程中覆岩导气裂隙的发 育规律过程,同时进一步采取数值模拟验证,提出了采取封堵防治措施可有效减少工作面漏风,并 确定了封堵的粘滞阻力、距离、施工周期等参数,具有较高的可行性。

关键词:浅埋煤层;覆岩移动;全厚切落;裂隙发育;漏风规律中图分类号:TD325 文献标识码:A文章编号:1671-0959(2021)03-0118-06Crack development and air leakage law of overburdenrock in shallow fully mechanized faceZHANG Jie' , ZHANG Jian-chen', LIU Qing-zhou1'2, ZHOU Fu-wei3, CHEN Cheng1(1. School of Energy Engineering, Xi* an University of Science and Technology, Xi * an 710054, China;2. Shaanxi Guojiahe Coal Industry Corporation,Baoji 721500, China;3. China Coal Xi’an Design Engineering C o.,L td.,Xi’an 710000,China)Abstract:During the mining of shallow coal seams, full-stratum cutting of the overburden produces vertical fissures, and causes air leakage in the working face and goaf, which threatens the mine production. In order to analyze the fracture development and air leakage characteristics of overburden strata in this type of geological conditions, based on the geological conditions of the 30100 working face of Nanliang Coal Mine,the cracks development during the working face mining was restored, and the cracks evolution in the goaf was simulated through physical similar simulation, and the development law and process of gas conduction cracks during mining is revealed, which is verified by numerical simulation. It is pointed out that the sealing measures can effectively reduce the air leakage of the working face, and the parameters such as the viscosity resistance, distance and period of the sealing construction are determined.Keywords:shallow coal seam;movement of overlying strata;full-stratum cut;crack development;air-leakage law我国煤炭储量丰富,埋深不超过150m的煤层称 为浅埋煤层,其中位于陕北神府侏罗纪煤田浅交界 处南梁煤矿是典型的浅埋煤层。

煤层覆岩开采变形破坏规律及防砂煤

煤层覆岩开采变形破坏规律及防砂煤

科学研究创煤层覆岩开采变形破坏规律及防砂煤柱留设综合分析李文慧(河北工程大学河北邯郸056038)摘要:为解放某煤矿浅层压煤,科学留装煤层安全防护煤桩,通过理论计量与相似材料仿真测试,对厚疏松层超薄基岩浅层采动造成覆岩破坏规律和特点展开研究。

结果显示,覆岩活动和裂缝发育一般受到基本顶核心层把控,开采裂缝表现为“马鞍形”布局,垮落带高程维持在9m左右,防砂煤柱高程要大于13.6m。

现场经过窥视孔测试获得基本顶处在8~13m煤段,冒落带高程大概是6~8m,防砂煤柱高程要大于14m。

结合研究与测试内容,最后把40~60m的安全煤柱换成15m的防砂煤柱,能解放约9.5Mt数量的压煤量,增加矿井服务时间8~10a。

关键词:煤层覆岩破坏规律防砂煤柱仿真模拟中图分类号:TD325文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)07(a)-0013-03某煤矿覆岩勘探与设计采矿时,为保证安全,在全部留下了40~60m防砂煤柱后,出现了14Mt呆滞煤矿,长时间没有得到及时开发使用,极大限制着矿井开采。

伴随矿井进到后续开采,处理煤层开采遇到的溃砂现象,科学留装防砂煤柱,是矿井遇到的首要技术挑战。

本文结合该煤矿基岩风化带性质,在研究64采区地质环境的前提下,采取经验公式计量、相似仿真与现场实测相统一的办法,探究了煤层开采形成覆岩层破坏规律和特点,顺利留装了防砂煤柱,为相似环境下煤矿防砂煤柱留装提供借鉴依据。

1采矿地质环境某煤层64采区覆岩厚度是18~50.8m,新生界疏松覆岩层平均厚度是140m,开采已接近浅层基岩风化带,64采区浅层包含6415作业面,该面为提升上限试采作业面,与基岩风化带间隔最短的地方是25m。

主采6#煤层倾角为5°~15°,均厚是2.86m,赋存整体比较稳固。

2破坏规律开采区煤层覆岩强风化深度是7.57~18.4m,其中,泥岩与粉砂性泥岩、泥质粉砂岩大概占80%,细砂和中砂岩只占10%~20%,且表现为薄层状夹于泥质岩石当中。

10浅埋煤层开采岩层控制

10浅埋煤层开采岩层控制
浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点 第二节 浅埋煤层长壁开采顶板砌体梁结构及其稳定性 第三节 浅埋煤层采场支护 第四节 近距冲积层采场矿山压力规律
第一节 浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点
神府、东胜煤田探明储量2236亿t,占全国探明储量的1/3,是
世界七大煤田之一,神东矿区开采区域大部分集中于埋深在 100~150 m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。
综采工作面矿压显现特征
1、初次来压步距27m。主要特征是工作面中部约91m范围顶板
2、周期来压步距9.4~15.0m,平均12m。来压历时较短,支架
平时工作阻力不大,只有来压时才超过额定值,动载明显。
3、顶板破断直接波及地表。初次来压时在对应煤壁的地表出
现了高差约20cm的地堑,表明贯通地表。工周期来压时发生了 类似破断,工作面台阶下沉是顶板基岩沿全厚切落的结果。
第三节 浅埋煤层采场支护 二、合理支护阻力的确定
浅埋煤层工作面周期来压时顶板最危险的状态如图所示,工
作面支架的支护阻力Pm由直接顶岩柱重量和老顶滑落失稳所 传递的压力RD组成。
“短砌体梁”结构的“支架—围岩”关系
第三节 浅埋煤层采场支护
周期来压期间老顶关键块上载荷计算仍然借鉴太沙基岩土压
力计算原理,顶板载荷P1的构成如图所示。
第三节 浅埋煤层采场支护
三、浅埋煤层工作面支护设计基本方法
1、判断关键层。根据顶板赋存情况和力学性质判断关键层位
置和厚度;
2、确定来压步距。未采面可按照初次来压和周期来压步距计
算公式(必要时配合模拟研究)确定来压步距,已采面可实 测确定;
3、确定合理的工作阻力。分别计算初次来压和周期来压的工

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

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

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。

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Value Engineering1关于浅埋煤层覆岩破坏及运动规律的理论研究1.1围岩变形分带理论根据长期实践观测及理论研究,目前较为普遍认知是根据采场围岩的变形和破坏特征,将采空区上覆围岩分为“三带”,即冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。

1.2关键层理论1.2.1关键层由于回采过程中,煤层上覆岩层受采动影响发生变形、离层等现象,我们把在岩体变形、离层、位移中起主要作用的岩层称为关键层。

关键层的破坏会很大程度导致上覆岩层产生各种变化,甚至直接垮落。

1.2.2关键层位置的判断第一步强度判断:根据关键层的定义与变形特征,假设第一层为第一关键层,它的控制范围达第n 层,则第n+1层成为第二关键层必然满足:q n+1<q n (1)式中:q n+1,q n 分别为计算到第n+1层与n 层时,第一层关键层所受载荷。

第二步破断距判断:按照是式(1)的原则,由下往上逐层判别,直至确定出最上一层可能成为关键层的硬岩层位置,设覆岩共有k 层硬岩层满足式(1)要求。

这些硬岩层还必须满足强度条件,即满足下层硬岩层的破断距小于上层硬岩层的破断距,l j <l j+1(j=1,2,…,k )(2)式中:l j 为第j 层的破断距:k 为由式(1)计算确定的硬岩层层数。

若第j 层的硬岩层不满足式(2),则应将第j+1层硬岩层所控制的全部岩层载荷作用到第k 层上,重新计算第k 层硬岩层破断距后再继续判别。

2枣泉煤矿概况及矿压规律研究2.1地形地貌枣泉煤矿位于灵武矿区之内。

矿区位于鄂尔多斯高原西南之一隅,多为低丘台地地貌景观,个别为低山地貌,位于走向呈南北的两山之间,东侧为四耳山,山势南高北低,主峰杨家窑位于南部,标高+1652.1m ,北部标高+1500m 左右。

井田内广布有相对高差为20m 左右的沙丘,由南向北渐低。

南部碱水梁标高+1390m ,北部标高+1330m ;井田内最高点为+1435m 左右,最低点为+1300m 左右(东部边界处)。

地形总体比较简单。

2.2地质构造枣泉煤矿地处鄂尔多斯台缘褶带东侧中段,马家滩台陷中的磁萌断褶带北部。

按地质力学观点,本区处于祁吕贺山字型构造的脊柱中段部位,故构造线方向均以南北向或近南北向为主。

自北往南,构造趋向复杂,多数褶皱因受后期断层切割破坏,加剧了构造的复杂程度,矿区地质构造主要为褶皱和断层,根据地质勘查结论,矿区内主要断层有3条。

2.3水文地质概况井田内井、泉稀少,水量受降水季节影响,水质差,矿化度高,矿区内主要沟谷有西天河、碎石井沟和倒江沟。

2.4岩石工程地质特征井田内基岩褶皱平缓,断裂稀少,节理裂隙不发育,多为块状结构、岩石成岩程度低,极易风化,属半坚硬岩石。

基岩之上覆盖着10m 左右的松散风积沙层,随风迁移流动,未胶结成岩,是建筑基础开挖清除层。

井田岩石工程地质属第三类二型,即工程地质条件中等的层状岩类型。

2.5煤层顶底板特征各煤层顶底板主要为炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩。

其中2#煤顶板以2~4m 厚的炭质泥岩为主,次之为砂质泥岩,局部为粉砂岩。

底板以厚3m 左右的粉砂岩、砂质泥岩为主,泥岩次之。

2.6首采工作面概况及矿压观测2.6.1工作面概况枣泉煤矿2#煤层首采110201工作面走向长2950m ,倾向长310.5m ,所采煤层埋深在113~215m ,厚度为7.16~9.28m ,平均8.15m ,倾角5°~30°。

首采———————————————————————作者简介:李学军(1972-),男,宁夏中卫人,神华宁夏煤业集团公司安监局,研究方向为煤矿安全管理。

近浅埋煤层覆岩破坏规律研究Research of Near Shallow Buried Coal Seam Overburden Destructive Rules李学军LI Xue-jun(神华宁夏煤业集团安监局,银川751400)(Shenhua Ningxia Coal Industry Group Safety Supervision Bureau ,Yinchuan 751400,China )摘要:在国外煤矿开采中,自十九世纪初就开始对采场顶板岩层移动影响直至地表的移动理论进行初步研究。

我国从上世纪90年代起也开始了“浅埋煤层岩层控制研究”,随着岩层控制方面研究的不断深入,产生了关键层理论。

关键层理论是采场矿压、岩层移动和地表沉陷研究有机结合的纽带,在学术界和工程应用界得到了广泛的关注,尤其为浅埋煤层研究奠定了坚实的岩层控制理论基础。

Abstract:It has made preliminary study on stope roof strata movement affecting until surface movement theory since early19th century in foreign coal mining,and our country also started the "research of shallow buried coal seam strata control"from the 1990s.With the deepening of studying strata control,the key strata theory is emerged.The key strata theory is the link of the organic combination of research on mining pressure,strata movement and surface subsidence,which has been gotten extensive attention in academia and the engineering application circles,especially laid a solid strata control theory foundation for shallow buried coal seam research.关键词:浅埋煤层;矿压观测;关键层Key words:shallow buried coal seam ;mine pressure observation ;key strata中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)33-0087-02·87·价值工程面于2010年3月10日开始回采。

根据2煤开采条件,煤层为特厚煤层,首采区平均厚度8.15m,设计采用走向长壁大采高一次采全高综采开采,采高为6.0m。

2.6.2矿压观测方法及数据整理①观测方法。

工作面支架编号由上风巷向下机巷从小到大依次编号1#~210#。

工作面采用远红外智能监测系统,设5处观测站对顶板压力进行矿压观测。

②数据整理。

2010年3月10号开始初采。

对2010年3月23号至2010年4月30号工作面矿压数据进行了整理,期间工作面推进了224m,观测了280个正规循环。

2.6.3采煤工作面矿压显现规律由公式(3)计算的结果作为区分老顶来压与否的界限。

经过对观测数据计算,绘制出2010年3月23号至2006年4月31号的5个监测站的5#支架、35#支架、65#支架、144#支架和159#支架的支撑力曲线图(见图1)。

p M=p D+σp(3)式中:p M———判定老顶来压的工作阻力:p D———观测期间全部支架阻力平均值:σp———支护阻力均方差。

①初次来压。

2010年3月10日,110201综采工作面进行开采,2010年3月23日工作面从5#支架至上出口处直接顶垮落,垮落声音不明显,垮落速度较快,直接顶垮落的步距为18m。

3月28日,工作面老顶全部垮落,初次来压步距为29m。

②周期来压。

从工作面支架工作阻力曲线图分析,认为距工作面上下区段巷道较近的顶板有明显的周期来压,周期来压步距变化大,步距13.8~33.5m(见图1a);中间顶板周期来压不明显的,来压步距变化小,步距7.4~24.2m(见图1c)。

③通过矿压显现规律研究分析后,认为枣泉煤矿110201首采工作面开采后上覆岩层破坏运动形成了“三带”。

根据现有的理论经验分别确定“三带”的高度。

④通过矿压规律研究,证明工作面推进过程中,上覆岩层有离层显现出现,覆岩下沉变形不一致,具有关键层破坏运动的特征。

直接顶为第0层,老顶为第1层,依次往上为第1层、第2层、第3层……第11层。

通过理论公式计算最后,认为直接顶的破断距是17.2m。

工作面上覆岩层中存在4个关键层。

3结论本文对神东宁夏煤业集团灵武矿区枣泉煤矿2号煤层首采工作面上覆岩层破断规律进行了研究。

主要有如下结论和认识:3.1枣泉煤矿2号煤层首采工作面上覆基岩层比较厚,松散载荷层比较薄,并且煤层埋深在115~215m。

根据我国对浅埋煤层的研究状况和掌握的现场资料,分析后认为该首采煤层属于近浅埋煤层。

3.2对枣泉煤矿2号煤层首采110201工作面的矿压规律分析后认为:工作面初次来压步距为26m;工作面中间顶板周期来压不明显,来压步距6.4~19.2m;工作面两头顶板有明显的周期来压,周期来压变化大,步距12.8~32.0m。

来压期间的支架工作阻力一般不超过额定工作阻力,支架控制顶板的高度小于6~8倍采高。

3.3根据判断关键层位的公式,确定工作面上覆岩层存在4个关键层,进而从理论上给出了工作面上覆岩层破坏的过程和机理。

参考文献:[1]张书敬.浅埋煤层大采高工作面覆岩结构分析及支护设计[J].煤炭科学技术,2010(10).[2]范志忠,于雷,于海湧,李春睿.近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律[J].煤矿安全,2012(01).[3]刘建,李忠华.浅埋煤层覆岩移动变形规律分析[J].中国煤炭,2010(10).·88·。

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