对有夹矸的煤层
含夹矸厚煤层综放开采的数值模拟分析
某矿工作面平均割煤 高度 为 ２７ 平均放煤高度为 ６１ｍ， ． ｍ； ．ｌ 工作面 采放 比为 １２ ６ ：． 。煤层厚度 ４～１．／．７ｍ， ２ １１ ２ ７ 煤层倾 角：５ ～２ ｏ１ ｏ硬 １。 ２／７ ， 度 ： ０５ ｆ ．。煤类 ： ＝ 焦煤 。煤层赋存较稳定 ， 为黑色 、 粉末状 ～碎块状 ， 黑色 条痕 ， 玻璃光泽 ， 半亮 ～光亮 型， 局部含少量黄铁矿颗粒 。８ 、２煤之间 １８ 有一层厚 ０ ～ ． 米的夹矸 ， ． ２ ８ ０ 平均厚 １ ４ ， ． 米 岩性为泥岩 ， ５ 粉砂质泥岩。 顶底板基本情 况。直接顶 为泥岩 ， 老顶为砂岩。直接底为泥岩性硬 。 ２含夹矸层厚煤层顶煤 冒放性的理论分析 ． 厚煤层 中存在 夹矸 层是较 为普通的现象 ， 但夹矸层 的层数 、 位 、 层 厚度和强度等都是复杂而 随机的。以下分析夹矸层类型及其对顶煤冒 放性的影响。 按 照 夹矸 在厚 煤 层 中所 处 的位 置进 行 分类 ， 分 为上 位 夹 矸 （ 煤 可 顶 上 １３处） 中位夹矸 （ ／ 、 顶煤 中 １ ／ ） ３处 和下位夹矸（ 顶煤下 １ ／ ） ３处 。在夹 矸厚度较小 时 ， 工作面推进 同时顶煤及时垮落 ； 随着夹矸厚度 的增 加 ， 达到一定极 限值时 ， 夹矸垮落块度大 于放煤 口尺寸 ， 放煤造成不利影 对 响； 当夹矸 厚度相 当大时 ， 夹矸形成 了阻碍顶煤放出的隔离带 。 ３数 值 模 拟 结 果 分 析 ． （ ） 力场分析 １应 ①垂直应力 垂直应力对含夹矸层顶 煤起 到了遇破坏的作用 ，决定了顶煤到达 煤 壁 上 方 时 的破 碎 程 度 。 ． 厚 硬 夹 矸煤 壁 前 方 ８ ～１ｍ 处 垂 直 应 力 １ｍ ５ ｍ ９ 处于峰值段位置即支承压力峰值 区 ， 在煤壁前方 １ｍ～ ０ ９ ３ ｍ垂 直应 力 迅速降低 ， ｍ朝前垂直应力缓慢趋于原岩应力值 。 ． ３ ０ １ ｍ中硬夹矸煤壁 ５ 前方 １ ｍ～２ ｍ处垂直应力处 于峰值段位 置即支承压力 峰值 区 ，在煤 ｌ ５ 壁前方 ２ ｍ～３ ｍ垂直应 力迅速 降低 ，３ ５ ３ ３ ｍ朝前垂直应 力缓慢趋 于原 岩应力值 。１ ｍ软夹矸 煤壁前方 ２ ｍ处垂 直应力 达到峰值 点 ， ． ５ ２ 垂直应 力小于 １ ｍ硬夹矸和中硬夹矸垂直应力值 ，．ｍ硬夹矸和中硬夹矸的 ． ５ １ ５ 支撑压力风值比 １ ｍ软夹矸的峰值 大 １ＭＰ 左右 ， ． ５ ５ ａ 硬夹矸和中硬夹矸 支承压力峰值 区靠 近煤壁并且很 窄， 软夹矸 的峰值 区扁平 且远离煤壁。 由此可见 ，．ｍ厚硬 夹矸和 中硬夹矸 的支 承压力呈现 出硬顶煤 的支承 １ ５ 压力特征。含 １５ ．ｍ软夹矸层 的厚煤层的支承压力呈现 出软顶煤的支承 压力特征。 ②剪应力 １ ｍ厚 软夹 矸 的情 况 下 ， 壁 前 方 ０５ １ ｍ 处 上 方 夹矸 内 及 下 边 ． ５ 煤 ．～ ． ５ 界 有 拉 剪 应 力 ， ２ ａ 上 位 顶 煤 中 拉 剪 应 力 最 大 值 达 ４ Ｐ ， 顶 区 为 ＭＰ ， Ｍ ａ控 内没有拉剪和压剪应力 区 ， 壁向前上位顶煤中有拉应力区 ， 煤 但梯度变 化小 ，．ｍ软夹矸的情况下 ，煤壁前方 １ ～ ．ｍ处上方夹矸 内及上边 １ ０ ． ２５ ０ 界有拉剪 应力 ， ２ ａ上位 顶煤 中拉剪应力 最大值达 ４ ａ 控顶区 为 ＭＰ ， ＭＰ ， 内没 有 拉 剪 和 压 剪 应 力 区 ， 壁 向 前 上 位 顶 煤 中 有 拉 应 力 区 ， 梯 度 变 煤 但 化小 ，．ｍ软夹矸 比 １ ｍ软夹矸破碎效果好 ，并且提前破碎 ， ． １ ０ ． ５ ０５ ｍ厚 软夹矸 的情况下 ， 煤壁前方 １ ｍ处上方 夹矸 已处于破碎状 态 ， ． ０ 上位顶 煤 中有拉剪应力 区 ， 顶区没有拉剪和压剪应力区 ， １０ 控 比 ．ｍ和 １ ｍ破 ． ５ 碎效果好 。 剪应力可由最大主应力和最小主应力的函数关系式来表示 ，支承 压力峰值区的顶煤和夹矸 的强度不断降低 ， 夹矸处于顶煤下部时 ， 其主 应力差值最大 ，此时剪应层煤矸所受的主应力差最大 ，即发生剪切破 断， 控顶 区的主应力（ 最大主应力和最小主应力 ） 迅速降低 ， 整体刚度降 低， 破断块度小 ， 破断效果 好 ， 使得顶煤 冒落顺畅。而当夹矸处 于顶煤中 部 和上部时 ， 主应力差 值变化幅度较下位 时低 ， 夹矸破断效 果差 ， 块度 大， 或形成悬臂粱结构 ， 造成顶煤 冒放性差 ， 给放煤造成很 大困难 。 （ ） 坏 场 分 析 ２破 从模拟结果可以看出 ， 作面上方顶煤几乎全部进入破坏状态 ， 工 在 综放支架支撑压力作用下 ，支架上方靠近采空区侧的顶煤先发生张拉 性破坏 ， 煤壁前方 ｌ ｍ范 围内夹矸受到前方煤 岩下沉引起的弯距作用而
煤层夹矸的探测分析与研究
文章编号:100926825(2004)1320048202煤层夹矸的探测分析与研究收稿日期:2004204205作者简介:刘建军(19692),男,1990年毕业于北京煤炭工业学校地质专业,助工,山西煤田地质综合普查队,山西晋中 030600杨双安(19652),男,中国矿业大学在读博士,高工,山西煤田地质综合普查队,山西晋中 030600刘建军 杨双安摘 要:结合工程实例,对煤层夹矸的探测进行了分析,指出低速煤层中的高速夹矸可产生一种能量强的地震响应与煤层反射波干涉而形成复合波,反映了煤层结构、岩性变化的信息,可予以定性解释。
关键词:煤层,夹矸,薄层,神经网络,高分辨率中图分类号:TU195+.1文献标识码:A 地震勘探可以查明地壳的各种岩石或组成地质构造的各个岩层的弹性差异。
可以详细而又较准确地了解地下由浅至深一整套地层的特点。
地震勘探与其他物探方法相比,具有精度高、成本低而且可以了解大面积的地下地质构造情况的优点。
它已成为石油、煤田勘探中一种最有效的勘探方法。
煤层中夹矸的探测正是利用这种方法查明煤与夹矸的波阻抗差异,了解夹矸的赋存情况。
1 勘探区内地球物理特征在晋城寺河煤矿1998年度三维地震勘探研究中,勘探面积1.1km 2,地形最大高差230m ;3号煤层平均厚度6m ,15号煤层平均厚度3m ,埋深170m ～350m 。
1)地表形态特征。
地形复杂,沟谷发育且沟深坎陡。
区内最大高差达230m ,有20m 的深沟,灌木横生,个别地段人行都极其困难只能爬行,交通极其不便利,给施工带来极大的困难。
2)浅层地震地质特征。
黄土多分布于山坡平缓处不含水,层层梯田厚度变化不均,个别区域富含钙质结核;坡积物覆盖区,多处于山洼,属坍塌堆积或填土,其成分复杂、结构松散、厚度变化剧烈;基岩裸露区,风化十分严重,此类地区的激发条件差,直接影响着地震勘探的质量。
3)深层地震地质特征。
沁水煤田最大的特点是煤系地层比较稳定,主要标志层间距变化不大,岩性、岩相组合特征清楚,沉积旋回清晰,物性差异明显。
含夹矸厚煤层综放开采技术分析
ｅ ａ ｓａ ｏ ｌ ｅｍ，ｅｒ ｒ ｈ ｈｎａｅｔｉｋ ｅｓ 口 ｍｉｇ ｂｎ ｎｔｐ ｃ ａ，ａ ｄ ｂｉｇ ｔｗ ｎ ｈ ￣ｈ ｉａ ｏ， ｍｓｔｅ ｕ ｉ￣ｔ ｈｃ ｎｓ ｆｌ － ａｄ ｉ ｏｌ ｎ ｒ ｓｆ ａｄ ｔｅ ｔ ｎｃｌｍ∞ｓ ｉ ｆ ￣ ｏ ｎ ｗ ｕ
矸 层 相 当于底 层 的伪顶 ，破 碎 效果好 ，对顶 煤 冒放
性 影 响 比较 小 。 上部 夹矸 层 ：上部 夹矸 层 对顶煤 的 冒放 性影 响
架 的控 顶 区上方 时 ，其 下 部顶煤 破 碎 而冒落 ，上部
顶煤 随 夹矸 层的变 形 而与 直接顶 产 生离层 ，此时 夹 矸层 相 当 于悬臂 粱 ，如 图 ２所示 。
东滩 矿 主 采 ３ 煤 层 存 在 ３ 、３ 及 台 并层 两
煤 回收 产生 很 大影响 ，应 采取 有效 措施 使其 冒落 放
出 。含夹矸 顶煤 体 冒放性 的关键在 于 夹矸层 能 否随 着放 煤 口的开 启 而冒落放 出 ，因此夹矸 层 的破 碎效 果对 顶煤 的 冒放性 有很 大影 响 。 ２ 含 夹矸顶 煤 冒放 性理论 分 析 顶煤 冒放 性是 指放 顶煤 开 采时 ，支架 上方 煤体 在 支承压 力作 用 下 冒落 并放 出的难 易程度 。 在 工 作面超 前 支承压 力 的作用 下 ，顶煤 的变 形 运 动过 程 经历 了 ４个 阶段 ，即弹性 变形 阶段 Ｉ、塑 性 压裂 阶段 Ⅱ、顶 煤松 动 阶段 Ⅲ （ 架顶 梁 上 方 ） 支 和顶煤 放 落阶段 Ⅳ （ 放煤 口上 方 ） ，如 图 ｌ 示 。 所
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２Ｏ 蕈 ｌ 总第 ４ ０２年＿ 期（ ８期）
煤
矿
开
采
２Ｏ Ｏ２年 ３月
煤层储量计算
第二节 储量计算基本参数的确 定
（2）倾角大于60°时，可将立面投影图上测得的面积换算 成斜面积，
S=S1╳（1/sinα） 式为：S——斜面积，
S1——水平投影面积， α——煤层倾角．
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第二节 储量计算基本参数的确定
三、煤层厚度的确定 1． 可采厚度的确定 煤层厚度是指煤层顶板至底板间的垂直距离．煤层可采 厚度是指具有工业开采价值的煤层或煤分层厚度。在可 采厚度中，对于有夹矸的煤层的采用厚度，其确定方法 如下： (1) 煤层中夹矸的单层厚度不大于0.05m时，计算煤 层采用厚度时，夹矸与煤分层可合并计算，但合并后全 层的灰分或发热量指标应符合要求。
(4) 对于复杂结构煤层，当各煤分层的总厚度等于或大于所 规定的最低可采厚度，同时夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度 的1/2时，可以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度(C)。
1.5 0.84 1.05
A
0.9 0.2
2.2
B
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0.85 0.15 0.5 0.25 0.7 0.15
0.9
Mcp=（M1+M2+…+Mn）/n M1，M2，… Mn —各钻孔的可采厚度， n—计算面积内的钻孔数目
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第二节 储量计算基本参数的确定
3）加权平均厚度 每一个钻孔的见煤厚度，都 有一个影响范围，这称为权。将每一个钻孔见煤 厚度乘上权数后相加，再除以权的总和，称为加 权平均厚度。其计算公式如下i ’ ． Mx=（M1F1+M2F2+…+MnF）/（F1+F2+…+Fn）
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第二节 储量/资源量的估算指标与参数
含夹矸煤层水力裂缝在煤岩界面的扩展规律
含夹矸煤层水力裂缝在煤岩界面的扩展规律石应东;康天合;李立功【摘要】针对含夹矸煤层中裂缝在煤岩界面的扩展问题,应用线弹性断裂力学的理论和方法,分析了含夹矸煤层水力裂缝缝高在煤层与夹矸界面处的扩展路径及其判别准则,着重讨论缝高穿透煤岩界面的扩展距离与缝内水压的关系.研究表明:缝高在煤岩界面有3种扩展方式,即裂缝被限制在煤层中停止扩展、裂缝沿煤岩界面扩展及裂缝穿透界面扩展.当裂缝穿过煤层与夹矸之间的界面进入夹矸层,用叠加法计算应力强度因子,得到缝高穿透界面后在夹矸中扩展距离的计算方法.由工程实例可知,随水力裂缝缝内水压的升高,缝高穿透界面扩展距离急剧增大.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)012【总页数】4页(P173-176)【关键词】夹矸;厚煤层;水力压裂;缝高扩展;应力强度因子;煤层气井【作者】石应东;康天合;李立功【作者单位】太原理工大学采煤工艺研究所,山西太原 030024;太原理工大学采煤工艺研究所,山西太原 030024;太原理工大学采煤工艺研究所,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TD712煤层气井的水力压裂来源于传统常规油气井开发的水压致裂技术。
乌效鸣[1]指出煤层气井水力压裂和常规油气井水压致裂原理具有诸多相似之处，因此，常规油气井的水力裂缝扩展理论可以用于煤层气井水力裂缝扩展的研究。
相较于常规油气储层，煤层气储层具有较低弹性模量、较高泊松比、天然裂隙分布复杂等特点。
尤其在厚煤层中，夹矸厚度较大，层位趋于稳定，使煤层分层明显，导致水力裂缝在高度方向的扩展不只局限在煤层内部，通常要穿越煤层与夹矸之间的界面[2]。
因此，有必要解决含夹矸煤层中裂缝在煤岩界面的扩展问题。
裂缝在含夹矸煤层中的扩展主要受地应力差、断裂韧性差、压裂液的分布与滤失以及作业压力等因素作用[3]。
另外，含夹矸煤层层间界面强度、煤层中的天然裂缝也对裂缝在煤层与夹矸之间的扩展产生一定的影响[4]。
夹矸层对煤层可放性的影响分析
出坚硬煤 层支承压力 分布的特点 。
当顶 煤 强 度 极 限 高 于 夹 矸 层 的 强 度 极 限时 ， 煤 与 夹 矸 层 的 胶 结 性 较 差 ， 成 顶 顶 形 煤 的 弱 面 ， 矸 层 和 顶 煤 同 支 架 向前 移 动 夹
因为 中 间 的夹 矸 层之 外 的顶 煤对 上 覆岩 层
夹 矸 随 顶 煤一 同变 形 ， 由于 变 形 较 小 和 或
顶煤 分 离 ， 煤 进 入 极 限 强 度 之 前 ， 撑 压 顶 支
并 当夹 矸 层 矸 层 强度 越 大 ， 煤 就 越 难 冒落 。 顶 由于 夹 矸 煤 小 ， 且 向 煤 体纵 深方 向发 展 ； 层 影 响 综 放 工 作 面 ， 有 夹 矸 层 的 顶 煤 移 强 度大 时 ， 煤 的 支 承 力 峰 值达 到 最大 值 ， 含 顶 动 明 显 增加 的 位 置 要 比 不 含 夹 矸 层 的 煤 层 峰 值 点 距 离 煤 壁 较 近 。 矸 层 强度 小 ， 么 夹 那 更 接 近 煤 壁 ， 是 因 为 强 度 较 大 的 夹 矸 层 顶 煤 要 比夹 矸 层 强 度 大 ， 煤 在 支 架 控 制 这 顶
摘 要 ： 文依据 夹矸层物理 力学性和 它在 煤层里 的赋 存状 态对夹矸 层分类 ， 本 分析 夹矸 厚煤层综合 开采 顶煤 的破碎 特 点， 并且本文 分析 了 夹 矸 层 给 煤 层 可放 性 带 来 的 影 响 的 原 因 ， 据 煤 矿 的 实 际 工 作 地 质 条 件 ， 出 夹 矸 层 给 顶媒 可 放 性 带 来 的 影 响 。 根 得 关键词 ： 顶煤 采煤方法 夹矸层 放 中 图分 类号 ： Ｄ８ Ｔ ２ 文 献标 识 码 ； Ａ 文 章编 号 ： ７ －３ ９ （ ０ ０ １ （） １ ３ ０ １ ２ １ ２ １ ） ａ－０ ０ － １ ６ ７ ０ 通 常 包 含 夹 矸 层 的 厚 煤 层 在 综 放 开 采 时 ， 煤 破 段块 度 的有 着很 大 的 差 异 ， 顶 在放 煤 的 整 个 过 程 中 ， 往 只 放 出 很 少 的 顶 煤 往 或 难 以 释 放 的 现 象 ， 有 可 能 出 现 破 碎 的 也 的 影 响 。 矸 厚 度 的 不 断 增加 ， 矸 层 的破 夹 夹 破 碎 块 度 要 大 于 顶 煤 破 碎 的 块 度 ， 矸 层 夹 较 厚 或 破 断 的 块 度 要 比 放 煤 口宽 度 大 时 ， 夹 矸 层 产 生 悬 挑 并 且 出现 悬 臂 梁 结 构 ， 这 位 移 的 量 小 于 顶 煤 垂 直 位 移 的 量 ， 度 高 强
含坚硬夹矸薄煤层开采技术的研究与应用
８ ｌ １ Ｏ 工作 面在掘进 过程 中， 两顺 槽巷及切 巷均采用见顶起 底 的方 式掘进 ， 其煤层情 况如下图所示 ：
Ｌ
、
ｅ
ｊ
； ； ｉ 。 ． 匏 。 ． ｚ ｓ 茸 目
Ｕ Ｌ Ｊ Ｕ Ｌ 、 ｊ
从上 图可 以看 出 ， 夹矸厚且分布于煤层 的中上部 ， 这些 因素增加 了 综采机械 化的难度 。因此 ， 在成 套装备 的适应 性 、 采煤机 的截割能 力 、 截割方式 以及采煤工艺等诸多方面 尚需做进一步研究 。 在开采过程 中， 当夹石厚度大于 ４ ０ ｅ ａ 以上时我们采用托夹矸 开采 ｒ 的采煤方法 ， 托夹矸开采有如下优点 ： ① 减少劣质 沙岩 的开采 ， 避免 了工作面 因开采 大量岩石 对采煤机
大同煤矿集 团四老沟矿 由于开采时间长 ， 可采储量 不断减少 ， 煤炭 资源 回收难度加 大 ， 特别是针对 薄煤层 ， 采 掘难度 大 ， 产量低 ， 成本高 ， 作业 环境艰苦 。要想真 正提高薄煤层产量 ， 必须加大科技投 入 ， 更新先 进设 备 ， 把一线职工从繁重 的体力劳动 中解放 出来 。 据地 质勘探， 该矿薄煤层工业 储量 占矿井工 业储量 的７ ０ ％， 煤 层大 多在 ０ ． ８ 米 ～１ ． ２ 米之 间 ， 地质条 件复杂 ， 开采难度 大。我 矿要生存 ， 要 发展， 必 须攻克 薄煤层 开采难关 。到 ２ ０ １ １ 年底 ， 保 有薄煤 层地质储 量 ９ ６ ． ９ 万吨， 现有 的采 煤机械及采煤 方法 ， 不适合 开采 ０ ． ８ 米 １ ． ２ 米 之间 的煤层 ， 这样 既加紧了接替紧张的矛盾 ， 也大大缩短 了矿井服务年 限。 该矿可 采的薄煤层 主要 分布于 ３ ０ １ 盘 区， ３ ０ １ 盘 区薄煤层工作 面煤 层特点 ： 最小 煤层厚度 ０ ＿ ８ 米， 最大厚 度 １ ． ２ 米； 煤 层中均含有坚硬夹矸 ， 硬夹矸普 氏系数 ｆ 值 高达６ ， 且 分布广泛 、 不规则 、 体积大。 按照 现在使用 的综采设备 不能 回采含 坚硬夹矸 薄煤层 ， 将造成资 源损失 ， 如采用单体 液压支柱配合炮采工艺安全 管理难 度大 ， 如采用薄 煤层综合机械化采 煤工艺 ， 将盘活该矿薄煤层 ９ ６ ． ９ 万吨 ， 能提高资源 回 采率 ， 意义重大 。 针对本矿存在 的上述 问题 ， 经多方论证后 ， 决定从 改革 采煤方法人 手， 解决发展 中面临的严 峻问题。学 习和借鉴 国有大矿成 功的经验 ， 在 资金 紧张的情 况下 ， 筹集 资金上 马一套 薄煤层综 采设 备 ， 经 过紧 张筹 备， 薄煤层综采设 备于 ２ ０ １ １ 年ｌ ２ 月在 ｌ ４ 层 ３ ０ １ 盘 区８ １ １ Ｏ 工作 面投人 生产。 前期准备 ： （ １ ） ８ １ １ ０ 工作 面地质条件 ： 煤厚 ０ ． ８ ５ ～１ ． ２ ｍ ， 煤层普 遍含一层坚 硬夹 矸， 夹矸 为细 砂岩， 厚度 Ｏ ． ３ ～ Ｏ ． ８ ｍ ， 坚硬 、 致 密； 直接 顶为灰 白色粗砂 岩， 厚度 ３ ． ９ ～５ ． ２ ｍ ， 结构松 散； 老顶为灰白色中粗砂 岩， 厚度大于 １ ０ ｍ ， 直接底 为灰 色细砂岩。工作面工业储量 １ ６ ． ３ ４ 万吨， 可采储量 １ ５ ． ２ ９ 万吨 。 ｆ ２ ） 工作面参数 ： 工作面走 向长度 ８ １ ０ ｍ， 倾斜长度 １ ０ ３ ｍ 。 （ ３ ） 主要设备选择 ： 采 煤 机 采 用 ＭＧ ２ ０ ０ ／ ４ ４ ８ 一 Ｂ ＷＤ型 双滚 筒 采 煤 机， 适应采高 ０ ． ９ ～ １ ． ６ ｍ ， 滚 筒 直径 为 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ ， 卧底 量 １ ５ ０ ａ ｒ ｍ， 截深 ： ６ ３ ０ ａ ｒ ｍ， 装 机总 功率 ：
煤矿开采学-第十一章厚煤层放顶煤开采方法
矿压观测与控制
矿压观测
通过安装压力传感器、位移计等设备 ，实时监测工作面矿压情况。
矿压控制
采取加强支护、调整推进速度等措施 ，控制工作面矿压，预防冒顶、片帮 等事故。
04 厚煤层放顶煤开采效果评 价
开采效果评价指标
采出率
衡量放顶煤开采方法对 厚煤层的开采效率，采 出率越高，开采效果越
顶煤破碎机理
1 2
顶煤破碎方式
顶煤破碎主要由矿山压力作用和放顶煤工艺实现， 破碎后的煤块大小与工艺参数和煤层性质有关。
顶煤破碎程度控制
通过调整放顶煤工艺参数和支架性能，可以控制 顶煤的破碎程度，提高采出率和降低资源浪费。
3
破碎机理研究现状和发展趋势
目前对顶煤破碎机理的研究还不够深入，未来的 研究将更加注重物理模拟和数值模拟，以揭示更 复杂的破碎过程。
根据开采系统设计，合理布置工 作面的巷道、通风、运输等系统 。
设备选型
根据工作面条件和开采要求，选 择合适的采煤机、运输机、支架 等设备。
安全技术措施
防尘降尘措施
采取喷雾、洒水等方式降 低粉尘浓度，保护作业人 员健康。
瓦斯治理措施
加强瓦斯监测，采取抽放、 通风等措施降低瓦斯浓度， 预防瓦斯事故。
防水措施
好。
煤炭质量
放顶煤开采过程中，应 确保煤炭质量符合相关 标准，避免出现过多劣
质煤。
安全生产
厚煤层放顶煤开采过程 中，应确保安全生产，
降低事故发生率。
开采周期
衡量开采效率的重要指 标，开采周期越短，效
率越高。
开采经济效益评价
01
02
03
04
成本效益分析
复杂结构煤层上分层开采对厚夹矸岩层损伤深度测试研究
127
复杂结构煤层上分层开采 对厚夹矸岩层损伤深度测试研究
李仲辉，李付臣，李 华
（ 兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿，山东 邹城 273513） 摘 要 针对鲍店煤矿 3 煤复杂结构煤层，5m 厚夹矸分岔区，采用钻孔摄像的研究方法，测试了上分层放顶煤工作面开采后对 3上 、3下 夹矸岩 层的损伤状况，结果表明夹矸的显著破坏区深度为 0． 5m； 有破坏迹象的深度为 1． 0m。3上 煤层开采后，夹矸岩层存在一定的强度和稳定性，采 用一定的方法对其加以保护后，可以作为其下回采巷道的顶板。 关键词 分层开采 夹矸岩层 损伤 测试 顶板 中图分类号 TD823． 89 文献标识码 B
图 1 3上 、3下 煤层工作面的位置关系 3下 煤层，黑 色，性 脆，易 碎，以 暗 煤 为 主，平 均 厚 3． 30m，煤层厚度稳定，结构简单，具条带状结构，层状 构造，煤层普氏硬度系数 f = 3． 1； 工作面煤层产状变
* 收稿日期： 2011 － 12 － 28 作者简介： 李仲辉（ 1958 － ） ，男，汉族，山东滕州人，中共党员，大
4 3上 煤层开采对底板破坏状况的测试
从 73下 05 工作面轨道巷施工的摄像钻孔图像如 图 3 所示。
根据钻孔摄像，可以看出当钻孔深度小于 1m 时， 岩层损伤破碎较为严重，说明该范围临近巷道表面，曾 经经历了强大的支承压力作用； 钻孔深度为 1 ～ 3． 5m 钻孔孔形完好，没有节理和裂隙出现，说明岩层未遭受 破坏； 钻孔深度大于 3． 5m 时，钻孔孔壁出现倾斜节理； 钻孔深度大于 4． 5m 时，岩性松软，较为破碎。通过分 析确定 3上 煤开采造成的底板破坏开始影响的深度约 为 1． 5m，显著影响深度约 0． 5m。
5 试验研究结论
工作面过煤层夹矸变异区安全技术措施
工作面过煤层夹矸变异区安全技术措施 制定部门：某某单位时间：202X 年X 月X 日封面页工作面过煤层夹矸变异区安全技术措施安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。
您浏览的《工作面过煤层夹矸变异区安全技术措施》正文如下：审批意见一、概况XX工作面即将投入生产，如附图一所示，工作面形成过程中切眼附近揭露夹矸变异区域。
为确保开面工作的顺利进行及安全顺利的通过变异区，减小变异区对回采过程中安全、设备及煤质等造成的影响，特编制工作面过变异区安全技术措施如下：1.工作面煤层夹矸变异区概述XX工作面煤层夹矸变异区是以夹矸厚度大于0.5m为异常起始点，该变异区轴向与工作面成79deg;夹角。
夹矸变异区自切眼向外影响材料巷推进度为13m，运输巷侧推进度为138m，其中，材料巷侧夹矸厚度由1.1m减少到0.5m;运输巷侧夹矸厚度由3.84m减少到0.5m。
2.变异区对工作面回采造成的影响分析(1)变异区内工作面底板多为泥岩或含炭泥岩夹矸，该岩层泥质或粉、细砂状结构，较疏松，泥岩具可塑性，遇水泥化膨胀。
该层本身不含水，但具有易风化，吸水泥化的特点。
回采过程中的生产用水和顶板淋水极易造成底板泥化，并对支架和溜子的前移、顶板维护，特别是对运输系统造成较大的影响。
(2)工作面煤2直接顶为含油泥岩，该岩层为结构致密，块状结构，上部具水平层理，下部层理不发育，局部夹软泥夹层，其强度低，易破碎，工作面回采过程中顶板维护困难。
(3)工作面通过变异区过程中，采出大量的含炭泥岩夹矸，严重影响煤质。
(4)工作面通过变异区过程中，含炭泥岩夹矸造成设备磨损加剧、负荷增大，影响设备的正常运转。
(5)工作面过变异区期间，顶板的冒落裂隙带可能波及到煤1油2裂隙水，对工作面的回采产生一定的影响。
二、准备工作1.材料的准备(1)准备足量的板梁及背板，用于顶板维护;(2)准备规格为1.5或2.0寸的废旧铁管或小圆木制作的穿楔子100根;2.工作面过变异区期间，加强对工作面支架各立柱、千斤顶及安全阀情况进行排查，并对排查出的问题及时进行处理，确保工作面支架工作状态良好。
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对有夹矸的煤层，其采用厚度如何计算
(1)计算煤层采用厚度时，煤层中单层厚度不大于0.05m的夹矸，可以和煤分层合并计算采用厚度，但合并后全层的灰分和发热量指标应符合要求。
(2)煤层中夹矸的单层厚度等于或大于煤层最低可采厚度时，被夹矸所分开的煤分层应视为独立煤层，一般应分别计算储量。
但其夹矸仅见于个别煤层点时，可不必分层计算。
(3)煤层中夹矸的单层厚度小于煤层最低可采厚度时，煤分层不作独立煤层。
煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，上下煤分层加在一起作为采用厚度。
(4)对于复杂结构煤层，如夹矸比较稳定，煤分层可以对比时，应按上述规定分别计算各煤分层的采用厚度。
否则，虽其夹矸的单层厚度有时等于或大于煤层最低可采厚度，但当夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度的1/2时，可以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度！。