特厚煤层放顶煤开采矿压显现规律研究

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1、煤炭科技·开拓与开采★★特厚煤层放顶煤开采矿压显现规律研究刘宝珠１马亚杰２章之燕１（１．开滦（集团）有限责任公司唐山矿业分公司，河北省唐山市，０６３０００；２．河北联合大学，河北省唐山市，０６３０００）摘要采用现场矿压观测和计算机数值模拟对唐山矿特厚煤层综放工作面矿压显现规律进行了分析研究。矿压观测表明，工作面来压周期性较明显，呈现高频率、低强度的特征，平均周期来压步距为８．１ｍ。整个工作面全长范围内，老顶来压具有明显的不一致性，即中部来压强度大，上部和下部来压强度小，上部高于下部。计算机数值模拟结果与现场矿压观测结果基本一

2、致。关键词特厚煤层综采放顶煤开采矿压显现规律数值模拟中图分类号文献标识码ＴＤ８２３．２ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔｒａｔａｂｅｈａｖｉｏｒｌａｗｏｆｓｕｐｅｒ－ｔｈｉｃｋｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｍｉｎｉｎｇｉｎＴａｎｇｓｈａｎＣｏａｌＭｉｎｅＬｉｕＢａｏｚｈｕ１，ＭａＹａｊｉｅ２，ＺｈａｎｇＺｈｉｙａｎ１（１．ＴａｎｇｓｈａｎＭｉｎｉｎｇＢｒａｎｃｈＣｏ．，ＫａｉｌｕａｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅｉ０６３０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｂｅｉＵｎｉｔｅｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅ

3、ｉ０６３０００，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｉｎ－ｓｉｔｕｓｔｒａｔａ－ｃｏｎｔｒｏｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｈａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｓｔｒａｔａｂｅｈａｖｉｏｒｌａｗｉｎｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｔｈｉｃｋｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｆａｃｅｉｎＴａｎｇｓｈａｎＣｏａｌＭｉｎｅｉｎＫａｉｌｕａｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｉｏｄｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｓａｐｐａｒｅｎｔ，

4、ｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｅｒｉｏｄ－ｉｃｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌｉｓ８．１ｍ．Ｔｈｅｒｏｏｆｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｓａｐｐａｒｅｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ：ｉｔｉｓｌａｒｇｅｒｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｔｈａｎｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｐａｒｔｓ，ａｎｄｉｓｌａｒｇｅｒｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｔｈａｎｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｐａｒｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｎ

5、ｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｉｎ－ｓｉｔｕｓｔｒａｔａ－ｃｏｎｔｒｏｌｏｂｓｅｒｖａ－ｔｉｏｎａｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ．ｓｕｐｅｒ－ｔｈｉｃｋｃｏａｌｓｅａｍ，ｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ，ｓｈｂｌｅｖｅｌｃａｖｉｎｇ，ｓｔｒａｔａＫｅｙｗｏｒｄｓｔｅｎｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｌａｗ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ综采放顶煤技术作为一种新的开采方法已在各种地质条件如特厚煤层、较薄厚煤层以及复杂厚煤层中得到应用，并且在我国各个矿区都取得了较好的经济效益和社会效益，但同时

6、也面临着诸多技术难题需要深入研究。如特厚煤层放顶煤开采的矿山压力显现规律还有待研究。为合理选择综采放顶煤开采的工艺参数，本文对唐山矿特厚煤层放顶煤开采矿山压力显现规律进行了研究。工作面概况１唐山矿Ｔ２１９２工作面开采９＃煤层，工作面位于唐山矿铁二区东南部，南与本区域Ｔ２１９１采空区相邻，北与Ｔ２１９３工作面相邻，西至本煤层未采区。煤层最大倾角１８°，最小倾角５°，平均１１°；煤层厚度最大１１．４６ｍ，最小８．５ｍ，平均１０ｍ，中间夹有３层矸石，沉积稳定；该工作面走向长度１０１０ｍ，倾斜长度１５０ｍ，埋藏深度－５６５～－５９５

7、ｍ。Ｔ２１９２特厚煤层放顶煤开采矿压显现规律研究４１工作面９＃煤层顶底板柱状见图１。量的５４％，后柱占４６％，前、后柱平均工作阻力分布比较合理，表明工作面顶板、端面管理较好，端面冒落、漏顶等现象较少。表１Ｔ２１９２工作面支架载荷分布表初撑力／ｋＮ工作阻力／ｋＮ测站位置前柱后柱前柱后柱机头中部机尾平均３９５．１３４６．３８９．９３３７．３２９７．９３００．８３０５．１３０１．３５８９．２５８９．９４００．５５２６．５２９８．６５１２．３３０８．４３７４．１图１Ｔ２１９２工作面９＃煤层顶底板柱状图工作面超前支承压力分布规律２．２

8、．２巷道围岩变形反映了围岩受工作面采动影响的程度。由于超前支承压力的作用，迫使巷道围岩发生变形、位移，通过钻孔测量，Ｔ２１９２支承压力峰值距煤壁距离为１５ｍ，应力微增区分布范围为１００～１５０ｍ。矿压测点布置及结果分析２矿压观测点布置观测支架载荷变化是研究围岩应力分布的方法之一。在工作面内