矿井深部矿压的特征探索.doc

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1、矿井深部矿压的特征探索矿井深部矿压的特征探索【摘要】深部煤炭资源升•采技术的最大难题就是巷道围岩控制，其主要表现在以下两个方面，即冲击地压、巷道围岩大变形、强流变性。通过对矿井深部矿压特征研究，可以确保矿井深部开采安全可靠性。本文对63下03工作面工程地质条件、上覆岩层结构特点及活动规律进行分析，并在此基础上就深部矿井采场矿压显现特征谈一下自己的观点和认识，以供参考。【关键词】矿井深部；矿压；特征；研究刖S在我国，多数重点矿井开采约750米深度左右，很少矿井深度超过1000m,矿井开采深度平均每年要增加20m,因此可以估算到未来我国矿井深度的概况，应在1200川开外。在

2、煤矿深部开采中，常遇到的作业难题是巷道围岩控制技术，巷道围岩控制技术的难点表现方面有巷道围岩和冲击地压的强流变形和大变形。根据我国的矿井实际开采作出相应调查，发现矿井开采深度随着开采要求而不断增加的同时,冲击地压的强度以及频度都在增大。而旦矿井开采中，巷道发生流变和变形的现象严重，一般情况下使用的锚网及锚杆联合支护需要的工作量加大，而且翻修次数也在不断增加。根据当前国内外矿井开采现状与实践，矿井开采深度在逐年增加，而旦随着矿井深度的大幅度变化，地质环境变得更加恶劣，而且结构复杂，地温升高，涌水量增大，地应力增大，与此同时煤层的瓦斯含量也增大，这些地质变化极容易引起重大性

3、灾害事故及工程灾害的发生，因此加强矿井深部矿压特征研究，具有非常重大的现实意义。163T03X作面工程地质条件63下03工作面煤层厚度在2.6in〜7.0m之间，煤层硬度为f=2.6,煤层由东向西的方向逐渐变薄，63下03工作面煤层结构简单，煤层厚度变化大，在煤层底部有局部出现夹砰的现象，煤层属于一半亮一半暗型。煤层倾角度数在一度到9度之间，平均倾角度数为四度到六度之间。工作面标高为-638m〜692m,与地面比较，标高为+32.9m〜+35.8m。工作面面长为235ni,推进长度为2056叭煤层为粉层岩，厚度为0m~14.02m,煤层硬度f=3〜5；老顶为中砂岩，层状

4、致密坚硬，厚度为7.79田〜26.89m,平均厚度为21.2m,煤层硬度为f=7〜9。2上覆岩层结构特点及活动规律2.1顶煤垮落顶煤的冒落、破坏及变形受到多种因素的影响和制约，根据对现场中不同采深综放面进行观测，发现初次垮落中顶煤呈分层垮落。随着支承压力峰值增大，采深增加，相应地减少了顶煤初跨步距，以此提高了煤炭资源的回收利用率。2.2直接顶岩层的垮落及结构特点根据对现场煤层的实际测量，顶煤在放出过程中，已冒下位直接顶岩排列呈现不规则，中位直接顶岩层垮落呈现不规则冒落，而且回转空间大，上位直接顶岩层由于裂隙小，因此上位直接顶岩垮落块大，岩块间形成半拱结构，并以某种力保持

5、联系。2.3老顶运动及结构特点综放开采与分层开采相比，老顶结构形成的岩层上移，而分层开采中处于同一层位的老顶岩层呈嵌固悬臂梁结构，或是综放开采中的上位直接顶，在与前方岩体相互作用中呈半拱式结构，原裂隙带岩体在更高层位上断裂后，由于岩块之间相互咬合，从而形成一种砌体梁结构的老顶结构，实质为拱而外表却似梁的稳定结构。这种结构与厚煤层或者单一煤层开采相比，这种形成结构位置，离煤层较远，同时老顶与支架之间垫层对此结构的影响，使得矿压对老顶影响较为缓和。3深部矿井采场矿压显现特征实践中，将冲击地压、煤以及瓦斯突出，称为矿井动力现象，同时也是当前煤矿重大突发灾害的主要表现形式。近年

6、来，随着矿井开采的不断深化，冲击地压灾害FI渐凸显，各矿深部动力现象以及深部矿井采场矿压显现特征如下：3.1围压状态与岩层变形破坏在进行矿井深部综放开采之前，三向受压的岩体处于高地应力环境，保持一定的稳定平衡状态。进行采动后，应力平衡状态遭受破坏，煤壁在这种破坏的应力平衡状态下，围压被解除，此时煤壁处于低围压，煤体经采动之后处于高应力差和低围压环境。岩石材料变形的主要原因是岩体自身强度和主应力差。煤岩体深部开采时处于高压力差和低围压环境之中，因此易形成裂隙，使岩体结构面滑移、张开，模量和强度明显降低，因此而导致煤岩体发展不稳定，形成塑性区，并向煤岩体深部发展，因此使煤岩

7、体产生破坏。3.2综放工作面支承压力分布特征综放工作面支承压力受到煤层强度、采深、顶板岩性、煤层节理裂隙发育程度、煤层厚度等因素的影响。不断加大采深，原岩自重应力值会随着采深的增大而增大，支承压力峰也会因开采而增大，其区域分布也会扩大。煤层越软，支承压力范围分布越大，煤壁距峰值点越远。同样煤层越厚，支承压力范围分布也会越大，煤壁距峰值点也会越远。顶煤强度较低会引起放顶煤工作面支承压力峰值点前移。进行深部矿井综放开采时，由于支承压力分布与围压环境的影响,深井矿压呈现端面冒顶和煤壁片帮的特征。采深的逐渐增加，会使顶板岩层出现强度降低和岩层变碎