急倾斜煤层回采巷道矿压显现规律研究
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５３１ Ｊｕｌｙ．２０１３ 现代矿业 Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５３１期 ２０１３年７月第７期
急倾斜煤层回采巷道矿压显现规律研究
徐健 覃世福 李小亮 卫 （１．外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室（重庆地质矿产研究院）； ２．煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心）
摘 要基于四川某煤矿急倾斜煤层综采工作面回采巷道条件，结合巷道内支柱支护阻力以 及巷道变形量的观测结果，分析了急倾斜煤层回采巷道的变形特征。得出以下结论：回风平巷围岩 变形量比运输平巷围岩变形量大；围岩变形量随距工作面距离的减小而增加。
关键词 急倾斜煤层 综采工作面 巷道变形 围岩变形量
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｍｉｎｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ Ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ Ｓｔｅｅｐ Ｃｏａｌ Ｓｅａｍ Ｘｕ Ｊｉａｎ ， Ｑｉｎ Ｓｈｉｆｕ ， Ｌｉ Ｘｉａｏｌｉａｎｇ ， （１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｘｏｇｅｎｉｃ Ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ； ２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅ Ｍｉｎｉｎｇ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ ｓｔｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｆａｃｅ ｉｎ ａ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｉｌｌａｒｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌ
ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ｓｔｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｔｕｒｎ ａｉｒｆｌｏｗ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ
ｈａｕｌａｇｅ ｄｒｉｆｔ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ
ｄｅｃｒｅａｓｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｔｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ，Ｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｆａｃｅ，Ｔｕｎｎｅｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ
ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
急倾斜煤层是指倾角大于４５。的煤层。急倾斜 煤层总储量和历年产量虽然在我国仅占５％左右，
但南方地区８０％的矿区赋存有急倾斜煤层，矿井数 量众多。据不完全统计，全国重点矿区有２０多处
１００多个矿井为急倾斜煤层的开采，急倾斜煤层的 矿井数约占全国重点矿井数的１／６。急倾斜煤层矿
山压力研究已经取得了许多成果，但是仍然有许多 问题需要进一步探讨 。 由于急倾斜煤层的形成过程经历了较大的地质 运动，巷道围岩经常会遇到不稳定的地质构造带，因
此，许多矿区难以控制大倾角回采巷道围岩的变形，
急倾斜煤层由于其煤层倾角大，赋存不稳定，一直是 采矿技术中的难题＿４ 。本文对四川某煤矿３２１１工
作面回采巷道变形进行观测分析，得出了急斜煤层
徐健（１９８５一），男，硕士，助理工程师，４０００４２重庆市渝中区 长江二路１７７９号。 开采巷道的变形规律。
１ 回采巷道变形观测 该煤矿３２１１工作面位于打锣湾背斜西翼５６９ 采区之下，为一单斜构造，区内构造主要受打锣湾背
斜控制，从机风巷揭露情况分析工作面内不存在次 级褶曲。回采巷道矿压显现规律主要包括 ：超前 支承压力，回采巷道围岩变形量。观测站布置在
３２１１工作面的两个平巷中（测站布置如图１所示）， 每个测站在围岩表面布置３个相对位移观测剖面。
围岩变形量测点采用“十”字布置。采用ＺＤＹ．ＩＩ Ａ
型单体支柱压力记录仪进行连续监测，ＺＤＹＪ．１１型 红外数据采集仪采集支柱阻力数据，位移测杆间断
观测围岩移近量。运输平巷和回风平巷围岩变形量 测点布置见图２。
２ 回采巷道超前支承压力分析 回采巷道的超前支承压力一共观测了３２ ｄ，其
间由于矿井生产需要，工作面停产检修９ ｄ，回采巷
３７ 总第５３１期 现代矿业 ２０１３年７月第７期
图１ 回采巷道矿压观测站布置
（ａ）运输平巷
（ｂ）回风平巷 图２围岩变形量观测点 道超前支承压力观测结果见图３。
图３风巷测点随工作面推进超前支承压力曲线 由图３可知，当风巷测点的超前支承压力距工 作面８５．４～６２．１ ｍ，随距离工作面减小而缓慢增
加，通过数据拟合得到在该范围内超前支承压力的
变化趋势，线性回归方程：
Ｙ＝一０．０７ｘ＋２Ｏ．１９． （１） 当风巷测点的超前支承压力在距工作面６２．１
～１７．１ ｍ时，随距离工作面减小而快速增加，通过
数据拟合得到在该范围内超前支承压力的变化趋
势，线性回归方程： Ｙ＝一０．５２ｘ＋４６．７６． （２）
３８ 当风巷测点的超前支承压力达到峰值后会随距 离工作面减小而迅速增小，通过数据拟合得到在
１７．１～０ Ｉｌｌ超前支承压力的变化趋势，线性回归方
程： Ｙ＝１．６７ｘ＋１１．０２， （３） 式中，Ｙ为超前支承压力，ＭＰａ； 为风巷测点距工作 面距离，ｍ。
通过式（１）一式（３）３个线性回归方程可以看 出，支承压力在各个阶段变化速率不一样：第１个阶
段随着测点距工作面距离的靠近超前支承压力以
０．０７速率缓慢增加；第２个阶段随着测点距工作面 距离的靠近超前支承压力以０．５２速率快速增加；第 ３个阶段随着测点距工作面距离的减小超前支承压
力以１．６７速率急剧下降。 由于该工作面底板为炭质泥岩，属于软弱底板，
当支撑压力增大后，会导致单体液压支柱插底，从而 释放了一部分支承压力。因此，回采巷道所观测的
超前支承压力与实际的超前支承压力存在一定误 差。根据上述观测的结果可以将超前支承压力分为 ５个区域或３个显现带，其中，５个区域分别为：Ａ区
为减压区、日区为增压区、Ｃ区为稳压区、Ｄ区为极
限平衡区、Ｅ区为弹性区。３个显现带分别为：Ｉ显 现带为卸载带、Ⅱ显现带为支承压力带、Ⅲ显现带为 原岩应力带，如图４所示。
日 宝 岛
世 Ｄ｝ Ａ Ｉ ．． Ⅱ Ⅲ 距工作面距离／ｍ 图４ 机巷、风巷测点随工作面推进超前支承压力显现带 ３ 回采巷道变形量分析
３．１ 回采巷道变形量观测
本次回采巷道围岩的变形量观测主要包括回采
巷道顶底板位移变形量，两帮位移变形量。３２１ １综
采工作面回采巷道围岩的变形量共进行了４６ ｄ观 测，结果见图５。
３．２回采巷道变形量分析
利用数值分析 方法对各个观测点所实测的
数据进行分析。设函数ｆ（ ）为一组数据（ ， ）（ｉ
＝０，１，２…几），数据 是通过试验、测量得到。采用
多项式函数作数据拟合，记： 柏 如 加 ｍ ５ ｏ
要 嗵 似韫辋 徐健覃世福等：急倾斜煤层回采巷道矿压显现规律研究 ２０１３年７月第７期
３ＯＯ ２５０ 、耋２００ １５０ 蓑１００
５０ Ｏ ０ ｌＵ ２Ｕ ３０ ４０ ５Ｕ ６０，０ ８０ ９０ １０Ｕ 风巷测点距工作面距离／ｍ 图５机巷、风巷距随工作面距离变形量 ◆一机巷顶底板变形量；・一风巷顶底板变形量； ▲一风巷两帮变形量；・一机巷两帮变形量
ｍ＝ｓｐａｎ｛１， ， … ｍ｝ ，ｍ＜ｎ． 为不超过ｍ次的多项式集合，此时
ｎ ． ． （ ， ，）＝ ，ｋ，Ｊ＝０，１，２…ｍ，
ｎ （ ， ）＝ ，ｋ，Ｊ＝０，１，２…ｍ．
正规方程为：
ｎ＋１
ｎ
黎
；
ｎ ∑ ． ＝０
∑ ？ ＝０
“ ∑ ？ ＝０
∑ “ ＝０
∑ ２ ＝０ ？ｏＺＸ
式中，ｎ＋１为节点个数； 为节点之和； ｍ为节
点ｍ次方之和；ａ。，ａ …ａ 为拟合方程系数。
３．３机巷随工作面推进的变形量分析 ３．３．１顶底板变形分析 机巷测点顶底板相对移近量随工作面距离减小
而呈现出非线性的增加，对现场观测数据拟合，得到 距离与相对移近量之间的关系：
Ｙ＝０．０１６ ９ｘ 一２．６４２ ４ｘ＋１０３．８８． （４） 对式（４）２次求导，可以得到ｆ（ ）”＝０．０３３ ８， ）”即为该式加速度。通过该方程可计算出回采
巷道顶底板在距工作面不同距离的相对移近量，观 测期间运输平巷顶底板最大移近量为１２０．３ ｍｍ。
３．３．２两帮变形分析 机巷测点两帮相对移近量随工作面距离减小而
呈非线性增加，对现场观测数据进行数据拟合得到
二者之间的关系：
Ｙ＝０．０２３ ５ｘ 一３．７７１ ７ｘ＋１５２．４３． （５） 对式（５）２次求导，可以得到ｆ（ ）”＝０．０４７ ０， ） 即为该式加速度。通过该式得到该巷道两帮
在距工作面不同距离的相对移近量，在观测期间运 输平巷两帮最大移近量为１６８．４ ｍｍ。
３．４风巷随工作面推进的变形量分析 ３．４．１顶底板变形分析 风巷测点顶底板相对移近量随工作面距离减小 而呈现非线性的增加，现场观测数据拟合得到距离
与相对移近量之间的关系： Ｙ＝０．０３０ ８ｘ 一４．２２４ ５ｘ＋１４４．５６． （６） 对式（６）２次求导，可以得到ｆ（ ） ＝０．０６１ ６，
．厂（ ）”即为该式加速度。通过该式计算得到回风巷
顶底板在距工作面不同距离的相对移近量，在观测 期间回风平巷顶底板最大移近量为１７０．１ｍｍ。
３．４．２两帮变形分析 风巷测点两帮相对移近量随工作面距离减小而
加速增加。数据拟合方程： Ｙ＝０．０３６ ５ｘ 一５．２７７ ５ｘ＋１９４．２１． （７） 对式（７）２次求导，可得 ）”＝０．０７３ ０， ） 即为该式加速度。通过该方程得到该巷道在距工作
面不同距离的相对移近量。其中，在观测期间回风 平巷两帮最大移近量为２１７．０ ｍｍ。
根据运输平巷和回风平巷顶底板移近量对比分
析可知：回风平巷顶底板移近量比运输平巷大，并且
加速度是运输平巷顶底板移近量的２倍，围岩变形
量随距工作面距离减小而增加，其主要原因是由于
回风平巷受采动影响，上侧为已采工作面，该工作面
采空区会提供侧支承压力，导致回风巷顶板的移近
量增大，同时也说明了回风巷道的矿压显现比较强
烈。
４结论 围岩受到采动影响越大，围岩的变形量就越大。
工作面邻近顶板岩层主要是泥岩，在工作面后方易
于垮落，加之煤层倾角大，垮落矸石易于沿煤层底板
下滑，造成工作面顶板压力上大下小。现场观测期
间，也分别在机巷和风巷尾部考察了采空区后方垮 落矸石的充填程度，因为岩层倾角大于垮落矸石的
自然安息角，当老顶来压时，采空区中、上部垮落的
矸石在自重作用下沿底板向下滑移，导致工作面下
三软煤层回采巷道矿压规律及支护技术研究
２０１３年１１月 第２３卷第６期 榆林学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＹＵＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＮＯＶ．２０ｌ３ Ｖ０１．２３ Ｎｏ．６
三软煤层回采巷道矿压规律及支护技术研究
刘玉卫 －一，秦国留 ，黄克军’，李红行 ，商铁林 ，张艳丽
（１．西安科技大学能源学院，陕西西安７１００５４；２．郑州煤炭工业（集团）有限责任公司，河南郑州４５００４２；
３．榆林学院能源工程学院，陕西榆林７１９ｏｏｏ）
摘要：通过现场实测获得了白坪煤业三软煤层回采巷道变形破坏特征规律，采用极限平衡拱理论，分 析确定了三软回采巷道锚网（索）＋ｕ型棚支护参数。经过现场试验，表明该支护方案能有效控制三软 煤层围岩巷道变形。 关键词：三软煤层；回采巷道；矿压显现；平衡拱；支护 中图分类号：ＴＤ３５３文献标志码：Ａ文章编号：１００８—３８７１（２０１３）０６・０００１一ｏ４
三软煤层即“顶板软、底板软、煤层软”，这在我 国有许多矿区存在。长久以来，“三软”煤层回采巷 道的支护问题一直是困扰生产的技术难题¨ Ｊ。郑 煤集团白坪煤业主采的二１煤层属于典型的“三 欹”煤层。采区回采巷道变形破坏严重，虽然矿上 采用了单一ｕ型钢可缩性拱形支架进行支护，但效 果却不十分理想，返修率较高。为此，矿上通过立项 对三软煤层回采巷道的支护进行了较为详细的研究 论证，通过采用ｕ型钢棚＋锚网索支护技术，有效 控制了巷道围岩的变形破坏 Ｊ。
ｌ回采巷道变形破坏特征 １．１回采巷道围岩地质条件 ｌ１２１ｌ综放工作面位于白坪煤业的ｌ１采区，平 均采深约６１９ｍ，主采的二ｌ煤层平均厚度为５．５ｍ， 倾向１３５。，倾角最小４。，最大２８。平均１Ｏ。，煤层普氏 硬度系数ｆ＝０．１５，容重１３８０ｋｇ／ｍ ，煤层呈黑色，块 状、粉末状，具有玻璃光泽，半亮型煤，煤层赋存疏 松，属于典型的松软不稳定煤层。老顶（直接顶）为 中粒砂岩，厚度为１５．３ｍ，灰色，成分以石英、长石为
120605下探巷矿压显现规律
120605下探巷矿压显现规律
摘要:现场实测,“三软”回采巷道掘进期间及掘进后期矿压显现规律,掌握6煤巷道受8煤回采工作面采动影响的矿压显现规律,为120605工作面进行生产准备改造支护参数及回采超前支护长度、强度的选取,并为以后矿井回采巷道的布置位置、断面和支护参数的选取有重要意义。
关键词:“三软”回采巷道 掘进期间 掘进后期 回采工作面底板其他煤层回采巷道 矿压显现规律 现场实测
1 工程概况
1.1 邻近采掘情况
（1）120605下探巷东起-550m西采区6煤轨道上山,西至1勘探线和新集一矿相邻,南为120603工作面未动用区,北边为120607工作面采空区（2008年回采）。西一采区W6煤残余块段上方对应的是8煤的120803工作面(现正回采)和部分120805工作面 (2004年回采),11-2煤层、13-1煤层均未动用。
（2）探巷下面为120607风巷,距离（中-中）为14.5m。
1.2 煤（岩）层赋存特征（表1）
1.3 巷道断面形状及尺寸（表2） 1.4 支护材料及参数（表3）
1.5 地质构造（表4）
掘进过程中揭露情况见表4。
2 监测项目及目的
（1）锚杆（索）抗拔（预应）力和锚杆螺母扭矩力抽检工作,督促施工单位加强施工质量管理,确保锚网索支护主动有效。
（2）顶板离层和巷帮位移监测,综合分析顶板离层、巷帮位移数据,总结掘进期间、掘进后围岩变化规律,评估不同支护参数的支护效果,为矿领导选择合理巷道支护参数提供科学数据。顶板离层监测正常情况下每50～60m布置一个监测点,在遇地质构造或顶板破碎时及时增设测点,深基点8.0m、浅基点2.5m,共布置30个监测点;两帮位移监测点测钉长度为2.5m,共计布置15巷帮位移监测点。
（3）结合120803工作面推进度,综合分析顶板离层、巷帮位移数据,总结120605下探巷受120803面采动影响规律、强度,评估支护的有效性。
煤矿工作面回采巷道矿压观测方案
工作面回采巷道（下巷）矿压观测方案
一、观测目的及内容
回采巷道矿压观测是研究回采巷道围岩移动规律及破坏特征、支架与围岩相互作用关系，为松散薄基岩条件下巷道支护优化设计提供基础资料。
主要观测内容有：
（1）巷道表面位移；
（2）巷道围岩松动圈；
（3）巷道U型支架压力；
（4）锚索（杆）受力；
（5）巷道支架支撑效果、煤壁片帮、巷道底鼓、顶板破碎等宏观矿压显现。
二、观测方案
1.测站布置
工作面下巷设置三个测站。1#测站紧跟掘进头设置，之后测站间距30～40m，根据现场具体情况，也可增加测站，加密布置，测站布置示意图如图1所示。每个测站设置巷道观测断面2个，围岩松动圈测试断面2个。U型支架压力测试断面2个，锚索应力测试断面2个。不同断面间距3～5m（部分断面也可重合），测站设置情况如表1所示，观测频率：巷道掘进完成初期3天1次，后期7天1次。
图1 测站布置示意图 130-150m13206下巷13206上巷3#1#2#30-40m30-40m
表1 测站设置情况表
测站 表面位移 松动圈 支架压力 锚索受力
1# W1-1
断面 W1-2
断面 Q1-1
断面 Q1-2
断面 Y1-1
断面 Y1-2
断面 S1-
1断面 S1-2
断面
2# W2-1
断面 W2-2
断面 Q2-1
断面 Q2-2
断面 Y2-1
断面 Y2-2
断面 S2-1
断面 S2-2
断面
3# W3-1
断面 W3-2
断面 Q3-1
断面 Q3-2
断面 Y3-1
断面 Y3-2
断面 S3-1
断面 S3-2
断面
2.巷道表面位移
巷道表面位移观测断面测点布置采用“十字”布点法。采用钢钎（锚杆）在支架或巷道围岩上设置固定观测点ABCD，人工定期观测AC和BD的距离。巷道断面测点及自制钢钎如图2所示。设置3个测站，共6个断面。
图2 巷道断面测点及自制钢钎
3.巷道围岩松动圈
综放工作面沿空侧回采巷道矿压显现规律研究
江西煤炭科技 ＪＩＡＮＧＸＩ ＣＯＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１２年第３期 ＮＯ．３ ２０１２
综放工作面沿空侧回采巷埴矿压显坝规律硼究 高 永 ，敖 雨 ，孙璐璐 （１．江西省煤矿设计院，江西南昌３３００２９；２．中国矿业大学，江苏徐州２２１１１６） 摘要：综放工作面沿空侧回采巷道矿压显现剧烈，巷道维护困难，根据沿空侧回采巷道的支护方式，通过现场实测的方 法，分析了回采巷道在掘进阶段和回采阶段的矿压显现规律，为回采巷道的合理性支护提供依据。 关键词：综放工作面；回采巷道；巷道观测；矿压规律 中圈分类号：ＴＤ３２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—２５７２（２０１２）０３—００５０—０３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｔｒａｔａ Ｂｅｈａｖｉｏｒ Ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｉｎ Ａｃｔｕａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｒｏａｄｗａｙ ａｌｏｎｇ Ｇｏａｌ ｏｆ Ｆｕｌｌｙ Ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ Ｃａｖｉｎｇ Ｆａｃｅ Ｇａｏ Ｙｏｎｇ ，Ａｏ Ｙｕ ，Ｓｕｎ ＬｕｌＵ２ （１．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３００２９； ２．Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１００８） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ ｓｔｒａｔａ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｒｏａｄｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｉｎ ａｃｔｕｒａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｒｏａｄｗａｙ ａｌｏｎｇ ｇｏａｌ ｏｆ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃａｖｉｎｇ ｆａｃｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｔｒａｔａ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｉｎ ｄｒｉｖｉｎｇ ａｎｄ ｓｔｏｐｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｍｉｎｉｎｇ．ｒｏａｄｗａｙ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｒａｔｉｏｎａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｗａｙ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｒｏａｄｗａｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃａｖｉｎｇ ｆａｃｅ；ａｃｔｕａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｒｏａｄｗａｙ；ｒｏａｄｗａｙ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｓｔｒａｔａ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｒｅｇｕｌａｒｉ— ｔｙ 综放工作面沿空掘巷与薄及中厚煤层沿空掘巷相比， 有着煤层厚度大、采高大、受采空区侧向支承压力作用下 区段煤体边缘形成的破碎区和塑性区宽度大的特点。综 放沿空掘巷围岩力学性质比薄及中厚煤层沿空掘巷更差， 维护更为困难。因此，深入研究综放工作面沿空侧回采巷 道矿压显现规律，完善综放工作面回采巷道维护技术，解 决综放工作面的回采巷道支护问题是促进煤炭生产、提高 经济效益的有效途径，对建设安全高效矿井具有十分重要 的意义。下面就某矿井综放工作面沿空侧回采巷道矿压 显现实测资料，进行分析。 １ 工作面地质及开采技术条件 ７１０２工作面埋深在３３０～５９９ ｍ之间，煤层倾角３。～ １９。，平均７。，工作面煤层赋存稳定，结构复杂，煤层中一般 含夹矸有２～３层。煤层厚度５．Ｏ５～６．５２ ｍ，平均厚度６． ０９ ｍ，采用综合机械化放顶煤开采，工作面采空区侧巷道 为工作面回风巷，其中回风巷位于７１０１工作面采空区一 侧，距离７１０１工作面进风巷留设小煤柱１２ ｍ，回风巷长度 １６３０ ｍ，支护形式为全锚支护，断面为矩形，巷道高度３．０ ｍ，净高度２．９ ｍ，巷道宽度４．２ ｍ，净宽度４ ｍ，净断面面 积１１．６ ｍ 。巷道断面及支护如图１所示。 ・ ５０ ・ ｌ ｌ ｉ ｌ ＼ ／ 人， ＼顶锚索 一 ｌ＼ ｊＲ 、 ～ 、 一Ｉ ， ９２５ Ｉ— 一 巷 帮镪杆 道 ｄ 心 线 ＼＼ ／／ ∞ 吣 图１巷道断面及支护 ２观测内容及方法 主要对巷道的顶板离层与巷道的表面位移进行观测。 顶板离层观测作为锚网支护巷道的常规观测指标，顶板离 层指示仪安装在巷道顶板中心位置处，采用ＫＪ６３型顶板 离层实时监测仪，可以观测顶板锚固区内和锚固区外顶板 离层情况；采用钢卷尺或测枪、测杆对巷道的表面位移进 行观测，巷道表面位移采用“十字量测法”进行观测。巷道 掘进时紧靠掘进头布置测站进行观测，回采时距工作面 ２５０ ｍ布置测站，测站布置如图２所示。
大埋深大采高回采巷道矿压显现规律研究
第１８卷第４期（总第ｌ１３期） ２０１３年８月 煤 矿 开 采 Ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．１８Ｎｏ．４（Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１１３） Ａｕｇｕｓｔ ２０１３
大埋深大采高回采巷道矿压显现规律研究
赵军，彭博，柳杰，王建平 （中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京１０００８３）
【摘要］ 为研究大埋深大采高工作面两巷在回采期间矿压显现规律，对巷道围岩变形、应力 变化和松动圈大小进行了现场监测。分析监测结果得出，工作面超前支承压力影响范围为４０～５０ｍ。 巷道两帮最大移近量为０．３５ｍ，底板最大移近量为０．２５ｍ，顶板最大离层量为０．３２ｍ。煤体内应力集 中系数３～４左右。未受采动超前支承应力的影响前巷道松动圈最大为１．８ｍ，受影响后增加至２．６ｍ。 ［关键词］ 大埋深；大采高；围岩变形；松动圈；支承压力 ［中图分类号］ＴＤ３２３ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００６—６２２５（２０１３）０４—０１００—０４
Ｒｕｌｅ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｒｏａｄｗａｙ ｏｆ
Ｄｅｅｐ Ｌａｒｇｅ－－ｍｉｎｉｎｇ—・ｈｅｉｇｈｔ Ｍｉｎｉｎｇ Ｆａｃｅ
大采高一次采全高综采是近年来得到普遍发展 和应用的一种高产高效采煤方法，其巷道布置及生
产工序简单，而采煤工效及劳动生产率都明显高于 分层开采，使生产成本明显降低，是厚煤层高采出 率开采技术的重要发展方向¨ Ｊ。大采高综采一般
采高在４ｍ以上，由于采高较大，工作面及回采巷
道矿压显现较一般开采明显且更加剧烈，回采巷道 断面较大，支护困难，对安全生产的影响大 Ｊ。
淮南矿区煤层埋藏较深，部分矿井已进入深井开
采，为了研究大埋深大采高工作面回采巷道在回采 过程中的矿压显现规律，从而选择合理的支护形
式，减少安全生产事故，本文对淮南矿区某矿工作 面回采巷道进行了实测研究。
整体悬移支架回采工作面矿压显现规律研究
第３０卷第５期 ２０１ Ｏ年５月 山话煤炭ＳＨＡＮＸＩ ＣＯＡＬ
文章编号：１６７２—５０５０（２０１０）０５—００４９—０２ ＶＯＩ．３Ｏ ＮＯ．５ Ｍａｙ ２０１０
整体悬移支架回采工作面矿压显现规律研究
郝成翥 ，苏学贵
（１．太原煤炭气化有限责任公司，山西太原０３００２４；２．太原理工大学，山西太原０３００２４）
摘要：通过对回采工作面矿压观测与矿压显现规律分析，评价整体悬移支架的适用性，研究采动对巷道支护的
影响规律，为煤矿安全生产提供科学依据。
关键词：矿压观测；矿压显现规律；巷道支护
中图分类号：ＴＤ３２５ ．４
南山煤矿为了实现高产高效、安全生产，采煤
工作面采用了ＺＨ２０００／１５／３５Ｚ型整体悬移支架，
３．５ Ｉｌｌ一次采全高技术。为了评价整体支架的适应
性，安全控制顶板，确保安全生产。对２２２２０回采工
作面进行矿压观测与矿压显现规律分析，并研究采
动对巷道支护的影响规律，为煤矿安全生产提供科
学依据。
１ 工程概况
２２２０工作面位于矿井西南部Ⅱ采区，主采２号
煤层，厚度２．８０～３．４０ ｉｎ，平均３．１５ ｍ，煤层倾角为
ｌ０。。煤层直接顶为粉砂岩，厚度２．５５ ｍ；底板为粉
砂岩，厚度１．９５ １３３。工作面走向长６００ １ＴＩ，倾向长８５
ｍ。采区巷道宽２．５ ｍ，高２．１ ＩＴＩ，采用锚杆支护。走向
长壁炮采法，一次采全高。
２矿压观测方案
矿压观测的主要内容：顶板下沉量，巷道收敛，
液压支架载荷，巷道锚杆工作载荷等。具体矿压观
测项目包括：ＹＴＬ一１３０型圆图自记仪观测支架载
荷；ＨＣ一４５型压力盒测试巷道单体支柱阻力；
ＫＹ一８２型顶板位移动态仪观测顶底板收敛；ＪＳＳ３０Ａ
型数显矿用收敛计观测巷道两帮移近量；ＭＣＪ一１０
型锚杆测力计监测巷道锚杆工作载荷；ＣＭ一１２型测
力锚杆测试动压对锚杆支护的影响。
３观测数据处理与矿压规律分析
３．１顶板来压步距判定 文献标识码：Ａ
急倾斜中厚不稳定煤层采煤方法研究
急倾斜中厚不稳定煤层采煤方法研究
【摘 要】急倾斜煤层一般属于难采煤层，具有支架稳定性差、机械化程度低、回采效率低和安全状况差等问题。针对中厚不稳定急倾斜煤层的这些特点，提出了中厚不稳定急倾斜煤层采煤方法改进方向和优化方法，即通过加大采区走向长度、改进巷道布置方式和回采工艺，优化生产系统等方法，可以提高中厚不稳定急倾斜煤层的开采效率。
【关键词】急倾斜；中厚；不稳定；采煤方法
0 前言
多年来，急倾斜煤层采煤方法的改革是异常活跃，到目前为止，急倾斜煤层采煤方法已达几十种之多。然而，在急倾斜煤层采煤方法改革的过程中，人们往往只注重工艺的创新，而忽视了采场围岩运动规律的研究，因而难以从根本上改善急倾斜煤层的开采效果。
急倾斜煤层走向长壁采煤时，由于倾角大，给工作面顶板管理、设备运行等带来了一系列困难、所以机械化采煤至今仍只在少数矿区使用。
根据国内外类似煤层条件开采的经验，急倾斜中厚不稳定煤层可采用的采煤方法主要有四种：走向长壁综合机械化煤采煤法；伪斜柔性掩护支架采煤法；钢筋混凝土假顶水平分层采煤法；螺旋钻采煤法。
采煤方法是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上相互配合的总称，其包括回采工艺和巷道布置方式两方面。通常情况
下，回采工艺的变革需要巷道布置方式与之相适应；同时，巷道布置方式的变化也必然带来回采工艺的改进。不同地质条件的矿区应该按照本地的条件进行选择和应用，才会取得较好的经济效益和社会效益。
2 中厚不稳定急倾斜煤层的采煤方法
适用于中厚不稳定急倾斜煤层的采煤方法较多，分述如下：
2.1 中厚不稳定急倾斜煤层走向长壁采煤法
此采煤法主要包括：倒台阶采煤法、俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法、普通机械化走向长壁采煤法和综合机械化走向长壁采煤法。
倒台阶采煤法具有巷道布置、通风系统简单、掘进率低、采出率高、对地质条件变化适应性较强等优点，但是，这种采煤方法不利于实现采煤机械化。劳动强度大，劳动生产率低，顶板管理工作量大，木材消耗较大。目前在厚度小于2m的急倾斜薄及中厚煤应用居中，有时还有少量应用。
沿空留巷综采工作面矿压显现规律研究
第４期 ２０１３年４月 ｊ 山西焦煤科技 Ｓｈａｎｘｉ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１３
・试验研究・
沿空留巷综采工作面矿压显现规律研究
赵森
（晋城煤业集团沁秀公司坪上煤业，山西晋城０４８２０３）
摘要介绍了凤凰山矿三水平四盘区ＸＶ４３０７综采工作面回采时，针对沿空留巷顶板采用的
矿压观测方法，对收集的数据进行了分析，取得了沿空留巷条件下顶板矿压显现的规律，为相似条件
工作面的矿压显现规律研究提供了借鉴，同时提出了一种技术上可靠、经济上合理的施工方法。
关键词 沿空留巷；综采面；矿压显现；规律研究
中图分类号：ＴＤ３２６文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２—０６５２（２０１３）０４—００１０—０４
１ ＸＶ４３０７工作面概况及地质情况
１．１ 工作面概况
晋城煤业集团凤凰山矿ＸＶ４３０７工作面采掘情
况：东为三水平四盘区回风巷、皮带巷及轨道巷（均
已掘），南为１５４３０９工作面，西为矿界，北为１５４３０５
工作面（已采）。上覆９ 煤为９５３１ １、９５３１３工作面及
小窑采空区。
工作面所采煤层为１５ 煤，一次采全高，工作面
倾斜长１７６．４ ｍ，走向长度７８３．４ ｍ，煤层厚度１．７０～
３．１０ ｍ，平均厚度２．１３ ｍ。工作面布置３条顺槽，采
用二进一回通风方式，支护方式均为锚杆支护，锚索、
钢带补强支护，并且为了防止在开采过程中形成大面
积悬顶，矿压显现压垮工作面，该工作面采取了超前
深孔预裂爆破的方法。
１．２地质情况
盖山厚度：工作面地面标高为７９０．９—８２６．５ ｍ，
工作面标高为５７７～６６３ ｍ。盖山厚度为１６０～２５２
ｍ，平均２００ ｍ。
煤层构造特征：煤层为１５ 煤层，黑色，亮煤为
主，团块状，含１层０．４５ ｍ较稳定厚夹矸。煤层普氏
硬度２～４，夹矸普氏硬度１～２，煤层倾角０～１８。，平
均倾角６。，煤体容重１．５ ｔ／ｍ 。该工作面由一向斜和
中厚煤层回采巷道矿压显现及支护技术研究
第１０期 ２０１１年ｌ０月 山西焦煤科技 Ｓｈａｎｘｉ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．２０１１
・试验研究・
中厚煤层回采巷道矿压显现及支护技术研究
王亚楠，李德忠
（安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南２３２００１）
摘要在煤矿井巷中，回采巷道的长度约占整个矿井巷道长度的７０％左右，随着综采技术的
不断发展，回采巷道长度不断扩大，特别是机轨合一巷的应用，使得巷道断面逐渐增大，回采巷道矿压
显现非常剧烈，巷道破坏愈加严重。因此，找到矿压显现规律，进行有效的支护，将对维护巷道稳定和
保证矿井的正常生产起到重要作用。通过对两巷的矿压观测及理论分析，得出了中厚煤层的矿压显
现规律，并做了支护技术上的相关研究。
关键词 中厚煤层；回采巷道；矿压显现；支护技术
中图分类号：ＴＤ３２６文献标识码：Ａ文章编号ｉ１６７２—０６５２（２０１１）１０—００３１—０２
１ 地质及生产技术条件
淮南矿区某矿１６１５８工作面位于北一采区南翼，
南侧１６１６８工作面及北侧１６１４８工作面已回采完毕，
东侧为ＦＷ２断层，西侧为北一采区巷道。工作面煤
层平均厚３．２ ｍ，倾角３。～１２。，平均为７。。煤层直接
顶为砂质泥岩，平均厚３．７ ｍ，致密；伪顶为泥岩，厚
０．４—１．２ ｍ，块状构造，裂隙较发育，易冒落；老顶为
粉砂岩，厚度３．１—１０ ｍ，平均厚６．０ ｍ，致密坚硬；直
接底为砂质泥岩与泥岩，平均厚４．５ ｍ，性脆，遇水膨
胀。工作面走向长度１ ６５５ ｍ，工作面长２３０ ｍ，采用
双巷布置，区段运输巷５．１ ｍ Ｘ ３．５ ｍ、区段回风巷
４．５ ｍ Ｘ３．５ ｍ，均采用锚梁网＋锚索、局部架ｕ型棚
支护。工作面采用后退式走向长壁一次采全高综合
机械化采煤方法回采。
２巷道观测站布置
２．１ 超前支护单体支柱工作阻力观测
自工作面切眼煤壁前方１０ ｍ起在两巷内各按
浅析急倾斜煤层采煤的方法
２０１３年第０５期 科技圈向导 ◇能源科技◇ 浅析急倾斜煤层采煤的方法 王东林 （盐池县社会保险事业管理局 宁夏盐池７５１ ５００） 【摘要】急倾斜煤层开采的矿山压力的分布规律不清楚，急倾斜煤层开采的顶板管理复杂，顶板事故多。因此，通过对急倾斜煤层采煤方法 的分析与研究提高急倾斜煤层回采率与经济效益，增加安全度，促进煤炭工业的健康与可持续发展，特别是南方矿区的急倾斜煤层的开采具有 十分重要作用和指导意义。 【关键词】急倾斜煤层；采煤方法；安全 １．急倾斜煤层开采的主要特点 ｆ１）急倾斜煤层的构造复杂，断层和褶曲多，煤层厚度变化较大，开 采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力 小 因此。开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。 （２）急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角，采煤工作面采下的煤能 自动下滑，从而简化了工作面的装运工作，但下滑的煤和矸石容易冲倒 支架瑚ｉ伤人员，急倾斜煤层和围岩的节理发育，初次来压和周期来压 与不明显。易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落，造成顶板事故，给生 产带来一些不安全因素。因此，生产的不安全因素多，安全性差。 （３）急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾 斜煤层小，而沿倾斜作用的分力大，煤层开采后，煤层顶、底板都有可能 沿倾斜方向滑动垮落，支架稳定性差，易发生扭曲与倾倒。因而工作面 支护工作的难度大 ２．急倾斜煤层开采技术存在的问题 总的来说。目前我国急倾斜煤层开采方法中不同程度地存在很多 问题．这些问题主要表现在以下几个方面： ２．１煤炭损失率高 主要存在于那些采落的煤炭与采空区冒落矸石无隔离设施的采 煤方法，如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、仓储式等。这些采煤方法的 煤炭损失率有的高达４Ｏ％一５０％。与此同时，生产的煤炭往往有较高的 含矸率 煤炭损失率高，不但给煤炭自燃创造了条件，而且浪费资源摘 短矿井寿命。 ２．２巷道掘进率高 这些问题主要表现在斜坡式、小分段爆破和沿倾斜推进的掩护支 架等采煤方法中。这些采煤法，有相当大的一部分巷道是在支承压力 带内掘进和维护的，维护这些巷道的工作量很大。掘进率高，增加了巷 道掘进维护的费用，影响工作面的接替，给通风管理工作造成困难。尤 其在有冲击地压危险的煤层中，巷道对煤体切割过多，增加了冲击地压 的危险。 ２－３通风条件差 这一问题。大部分急倾斜煤层采煤方法都不同程度地存在。而斜坡 式、小分段爆破、仓储式和长孔爆破采煤法尤为严重。这些采煤方法 中，通风系统复杂，有的采煤工作面为独头通风，工作面风流中，煤尘和 瓦斯的含量较高．对工人的健康和安全危害较大 ２＿４工人劳动强度大 这是所有急倾斜煤层采煤方法共同的缺点，由于煤层赋存条件的 限制 急倾斜煤层中大部分巷道和工作面坡度大、空间小，工人在工作 面落煤、支护、运料、行走均十分困难，劳动强度大。 ２．５开采效益差 与倾斜或近水平煤层比较．急倾斜煤层的开采不仅单产低、工效 低，而且成本高、煤质差，因此这类急倾斜煤层矿井规模小、效益差。 ３．急倾斜煤层采煤方法的分析 ３．１合理划分采区，加大采区尺寸 尽量加大采区尺寸，加大采区的煤炭储量。划分采区时，根据生产 设备及回采工艺的要求避免人为地划分采区边界，适当加大采区的走 向长度．加大阶段垂高 ３．２优化回采工艺艉高生产效率 目前我国急倾斜煤层开采工艺相对比较落后，绝大多数矿井采用 炮采工艺和风镐落煤工艺，工人劳动强度大，安全状况差。优化回采工 艺最主要的就是提高回采机械化程度。要提高矿井开采的机械化程 度，可以从局部机械化和全局机械化两个方面来考虑。局部机械化指 的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方 法，以提高矿这几个方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械 化采煤方式，从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。 在一定的条件下。对开采技术条件进行评价．寻求最适宜的采煤方 法，并且通过对工作面开采工艺、设备及系统配置的分析，采取改造系 统的薄弱环节、完善工艺系统和开采技术等措施来有效地提高工作面 单产 如加大采区走向长度，改进回采工艺’△理确定采煤工作面的支 护方式等。在通常情况下急倾斜煤层采区的走向长度比较小，可采储 量少，只能满足几个月的正常生产。造成采面搬迁频繁．而且需要留设 大量的保护煤柱。影响资源回收率 这不仅影响矿井的正常生产．增加 无效工时同时也造成了资源浪费，降低了工作面设备的使用效率。影 响机械化程度的提高 在生产过程中，根据矿井地质条件的变化，加大 采区走向长度．不仅可以增加采区储量和服务年限。减少工作面搬迁次 数，而且还能减少区间煤柱的损失，减少准备巷道的掘进工程量，进而 增大采区生产有效工时比率 加大采区的走向长度．还可以增加采区 同时开采的工作面个数，能提高采区的生产能力，有利于采区和矿井的 集中生产。 ３．３改进巷道布置＿优化生产系统 选择巷道布置方式时，首先要满足安全生产的要求，保证每个采 区、回采工作面均至少有２个安全出１３，实现工作面全负压通风。其次， 巷道布置方式要与采煤方法一致，同回采工艺结合．充分考虑水平巷 道、倾斜巷道各自的优缺点，尽量不采用垂直巷道，提出系统简单、布置 合理的准备、回采巷道。 ４。结论 我国开采急倾斜煤层的历史悠久，由于经济欠发达，受科学技术、 国家产业政策和生产力发展水平等的限制，大、中、小矿井并存，且中、 小型煤矿特别多．因此采用的采煤方法很多 本文总结与提升急倾斜 煤层的采煤方法与采场矿山压力显现的规律：并针对目前开采存在的 主要技术难题，提出急倾斜煤层开采的发展方向与对策．指导急倾斜煤 层的安全生产实践提高企业经济效益，促进急倾斜煤层采煤方法的发 展。 【参考文献】 ［１］梁飞林．土朱矿井急倾斜煤层采煤方法改进叨．中国安全生产科学技术，２０１Ｚ， （３）． ［２］李树军．急倾斜煤层仰斜采煤法的探索及应用 煤炭技术，２０１Ｑ，（１１）． ［３］段红民．薄及中厚急倾斜煤层采煤方法优化研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２００８，（２）． （—Ｅ接第２３９页）２＿２．９路基土石方施工时或完工后，应及时进行路基防 护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。防护工 程的砂浆、混凝土，应采用机械拌和，随拌随用，并注重做好养生。 总之．对于路基工程的质量我们必须从思想上重视、管理上及时、 技术上合理、措施上得力，建设、设计、监理、施工各方面、各环节齐抓 共管，才能使我们的质量有根本的改观，才能建成精品工程。