浅埋煤层矿压特征.doc

第 21卷 第 8期 岩石力学与工程学报 2181177 2002年 8月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug. 2001年 2月 19日收到修改稿 作者 黄庆享 简介 1966年生 1998年在中国矿业大学 徐州 获博士学位 系副主任 浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义 黄庆享 西安科技学院采矿系 西安 710054 摘 要 根据 3个不同条件的浅埋煤层工作面矿压实测 主要特征是顶板切落式破断和台阶下沉 并初步提出了以关键层 为正确建立顶板结构模型和进行顶板控制奠定了基础 矿压特征 占全国探明 储量的 1/3160个开滦矿 区 也是世界七 大煤田之一 [1] 100 图 1 [2] 如何从岩层控制意义上判断浅埋煤层 本文根据观测认识浅埋煤 层顶板矿压基本特征与规律 为正确进行顶板控制提供依据 开 采 2-2煤层 倾角约 3 埋藏深度平 均为 65 m17.3 m 20 m 左右 工作面长 度 为 图 1 被压坏的液压支架 Fig.1 Damaged supports 102 m爆破落煤 循环 进尺 1.2 m -6次周期来压 有以下特点 周期来压步距 不大 9 m 的增值倍数大 3.8 台阶下沉量为 350最大一次沿工作面中 下部下沉范围长达 70 m 万方数据 第 21卷 第 8期 黄庆享 . 浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义 1175 图 2 C202工作面周期来压显现曲线 Fig.2 The curves of period roof weighting of C202 face 3 综采工作面矿压显现特征 1203工作面开采 1-2煤层 煤层平均倾角为 3平均厚度为 6 m 65 m30 m风积沙松散层 顶板基岩的厚度为 15直接顶为粉砂岩 裂隙发 育 岩层完整 采高为 4 m 日进 2.4 m 2 700 kN/架 实测表明 1 初次来压 老顶初次来压 形成台阶下沉 来压猛烈 2 周期来压 15.0 m 来压期间支架载荷急剧增大 来压历时较短 周期 来压时矿压显现比初次来压缓和 支架初撑力平均为 2 012 kN/架 初撑力属正常 为额定工作阻力的 80 3 初次来压时在对应煤壁的地表出现高差约 20 cm的地堑 工作 面周期来压时上覆岩层也发生类似的破断 图 3 图 3 1203工作面第一个周期来压地表下沉剖面 Fig.3 Surface subsidence of 1203 face during the first period of roof weighting 4 根据地表岩移观测 表现出单组老顶关键 层结构特征 三带 基本 上为冒落带和裂隙带这 平均日产煤 2.0最快日推进 34循环 29 m 104 t 5个月 工作面埋深 80地表起伏不大 倾角 0.52.6断层很少 煤层厚度平均 4.5 m 3 f 2基岩风化层平均厚 度 5.4 m 56 m 采用美国久益公司生产 的 6LS-03型双滚筒电牵引采煤机割煤作业 循环进尺 0.8 m 4 098 kN/架 工 作面共布置 130台支架 130 初次来压期间 平均推进速度为 7.1 m/d 6 700 kN/架 工作面周期来压步距为 10.8平均 14.6 m 1.58 柱 1176 岩石力学与工程学报 2002 年 初次来压与周期来压的压力分布类似 来压时中部支架一般都达到额定支 护阻力 工作 面出现顶板沿煤壁切顶现象 对工作面不构成明显威胁 初 撑 力 平 均 4 446 kN/架 工作阻力 5 453 kN/架 当推进速 度快时 初撑力平均 2 886 kN/架 循环工作阻力平均 4674 kN/架 但是 200 mm 的台阶下沉 工作面周期来压步距存 在大小周期 大周期为 20 m 1 2组关键层的顶板 上位关键层的破断一般滞后 因此 载荷层的传递不充分 这是快速推进时顶板压力减缓的原因 之一 有如下主要特征 基岩破断角较大 来压期间有明显的顶板台阶下 沉和动载现象 三带 基本 上为冒落带和裂隙带 老顶岩块不易形成稳定的砌体梁结构 会出现两个关键层组 其矿压显现特征介于浅埋煤层采场和 普通采场之间 对来压显现有重要影响 0.8时 而当 J z 架 1 台阶下沉 /mm工作 面 基岩 层 载荷 层 J z 初次 周期 D z初撑力 工作 阻力 初次 周期 C20217.348.30.3624.07.563.2306/ 458 120318.032.00.5627.012.01.262 0122 8001 000架后 120923.231.50.73/ / / 2 012 2 800/ 1000 2060145.042.51.0635.411.11.164 7285 283很小 很小 2060442.661.40.69 54.214.61.583 666 5 063 200 100 注 D z 为动载系数 1.5 浅埋煤层可分为 2种类型 松散载荷层厚度比较大的浅埋煤层 易于出现顶板台阶下 沉 可以概括为 基载比小 2 基岩厚度比较大 其矿压显现规律介于普通 工作面与浅埋煤层工作面之间 存在轻微的台阶下沉现象 工作面支架编号 运输 -回风 支 架 载 荷 /k N 1 102030405060708090100110120130 万方数据 第 21卷 第 8期 黄庆享 . 浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义 1177 总体上 顶板不易形成稳定的结 构 支架处于给定失稳载 荷状态 埋深不 超过 150 m顶板体现单一主关 键层结构特征 参 考 文 献 1杜润泉 . 神府煤田开发建设研究 [M]. 西安 19965 2黄庆享 . 浅埋煤层长壁开采顶板结构及岩层控制研究 [M]. 徐州 200053 3侯忠杰 199438 . 1203[J]. 陕西煤炭技术 3/4 39 5黄庆享 杨俊哲等 . 浅埋煤层高产高效工作面顶板来压 特点与顶板支护分析 [J]. 矿山压力与顶板管理 3/4 56 GROUND PRESSURE BEHAVIOR AND DEFINITION OF SHALLOW SEAMS Huang Qingxiang Xi’an University of Science and Technologyan 710054 China Abstract By field observation in three longwall faces with different shallow overburden and there are big roof steps pushing in face during roof weighting. Shallow seam roof can not stable roof block structure the caving zone and the cracked zone. Speeding up face advancing is propitious to roof stability. Finallythe key stratum ground pressure behavior 浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义 作者 黄庆享 作者单位西安科技学院采矿系,西安,710054 刊名岩石力学与工程学报 英文刊名CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING年,卷期2002,218被引用次数 89次 参考文献5条 1. 杜润泉 神府煤田开发建设研究 1996 2. 黄庆享 浅埋煤层长壁开采顶板结构及岩层控制研究 20003. 侯忠杰;黄庆享 松散层下浅埋薄基岩煤层开采的模拟 199402 4. 华能精煤神府公司大柳塔煤矿;西安矿业学院矿山压力研究所 大柳塔煤矿1203工作面矿压观测研究报告 19943/45. 黄庆享;田小明;杨俊哲 浅埋煤层高产高效工作面顶板来压特点与顶板支护分析 19993/4 本文读者也读过10条 1. 黄庆享 . HUANG Qingxiang 浅埋煤层保水开采隔水层稳定性的模拟研究 [期刊论文]-岩石力学与工程学报 2009,2852. 黄庆享 . 蔚保宁 . 张文忠 浅埋煤层黏土隔水层下行裂隙弥合研究 [期刊论文]-采矿与安全工程学报 2010,2713. 侯忠杰 . HOU Zhong-jie 地表厚松散层浅埋煤层组合关键层的稳定性分析 [期刊论文]-煤炭学报 2000,2524. 黄庆享 . HUANG Qing-xiang 浅埋采场初次来压顶板砂土层载荷传递研究 [期刊论文]-岩土力学 2005,2665. 黄庆享 浅埋煤层长壁开采顶板结构理论与支护阻力确定 [期刊论文]-矿山压力与顶板管理 2002,1916. 宣以琼 . XUAN Yiqiong 薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究 [期刊论文]-岩土力学 2008,2927. 黄庆享 . Huang Qingxiang 浅埋煤层长壁开采顶板控制研究 [期刊论文]-岩石力学与工程学报 1999,183 8. 黄庆享 . 张沛 . 董爱菊 . HUANG Qing-xiang. ZHANG Pei. DONG Ai-ju 浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁“结构模型研究 [期刊论文]-岩土力学 2009,309 9. 黄庆享 . 胡火明 . 刘玉卫 . 蔚保宁 . HUANG Qing-xiang. HU Huo-ming. LIU Yu-wei. WEI Bao-ning 浅埋煤层工作面液压支架工作阻力的确 定 [期刊论文]-采矿与安全工程学报 2009,263 10. 黄庆享 . HUANG Qing-xiang 厚沙土层下采场顶板关键层上的载荷分布 [期刊论文]-中国矿业大学学报 2005,343 引证文献98条 1. 李君利 浅埋长壁工作面初采阶段顶板管理探究 [期刊论文]-内蒙古煤炭经济 20153 2. 白如鸿 . 王振华 . 董康乾 . 何鹏程 浅埋煤层综采工作面设备选型与配套 [期刊论文]-西安科技大学学报 201323. 刘正 . 吴波 浅埋煤层综采开切眼大断面锚网梁索支护技术 [期刊论文]-陕西煤炭 201324. 贺安民 近距离煤层重复采动面过沟谷矿压显现规律研究 [期刊论文]-陕西煤炭 201315. 张海峰 . 张茂文 浅埋深综放工作面采空区漏风检测技术 [期刊论文]-煤矿安全 201366. 王国涛 . 刘学生 . 钱坤 近浅埋软岩顶板工作面矿压观测 [期刊论文]-山东煤炭科技 20135 7. 张玉军 . 陈学文 . 张玉国 . 宋邢利 担炭沟煤矿4号煤层沿空掘巷技术研究 [期刊论文]-煤炭工程 201312 8. 高浩然 . 朱卫兵 . 王路军 . 鞠金峰 . 张文柯 大柳塔煤矿52304综采面过沟谷地形矿压显现实测 [期刊论文]-煤炭工程 2013109. 马俊 . 郝瑞霞 . 吴浩 基于UDEC软件的凉水井煤矿工作面强制放顶研究 [期刊论文]-陕西煤炭 20125 10. 张小康 . 曹怀建 . 韩磊 浅埋大采高综采工作面煤壁片帮可控因素离散元数值计算分析 [期刊论文]-中国煤炭 20127 11. Zhang Zhiqiang. Xu Jialin. Zhu Weibing. Shan Zhenjun Simulation research on the influence of eroded primary key strataon dynamic strata pressure of shallow coal seams in gully terrain[期刊论文]-矿业科学技术英文版 2012112. 李艳君 . 杨维帅 . 许力峰 . 郭文砚 . 李家伦 . 刘建 浅埋深薄基岩工作面矿压显现规律研究 [期刊论文]-煤矿开采 2012313. 谷拴成 . 李昂 浅埋薄基岩厚煤层覆岩移动演化规律数值模拟研究 [期刊论文]-煤炭工程 2012314. 张志强 . 许家林 . 王晓振 . 王露 沟谷地形下浅埋煤层工作面矿压规律研究 [期刊论文]-中国煤炭 20116 15. 屠世浩 . 白庆升 . 屠洪盛 浅埋煤层综采面护巷煤柱尺寸和布置方案优化 [期刊论文]-采矿与安全工程学报 2011416. 张志强 . 许家林 . 王露 . 朱卫兵 沟谷坡角对浅埋煤层工作面矿压影响的研究 [期刊论文]-采矿与安全工程学报 2011417. 郝君 . 刘佳媛 . 何龙伟 煤矿浅埋煤层综采面矿压事故预防 [期刊论文]-西安科技大学学报 20116 18.刘华强 煤矿并下巷道矿压显现规律及控制研究[期刊论文]-煤炭技术 20117 19.张沛.杨宏革.李文兴 浅埋单体长壁工作面矿压规律研究[期刊论文]-陕西煤炭 20103 20.石建军.丛利.王言剑 浅埋深中厚煤层采场矿压显现规律研究[期刊论文]-华北科技学院学报 20102 21.王碧清.关有利 浅埋煤层综采面强制放顶技术研究[期刊论文]-陕西煤炭 20103 22.王双明.范立民.黄庆享.申涛 基于生态水位保护的陕北煤炭开采条件分区[期刊论文]-矿业安全与环保 20103 23.刘洋.王振荣.牛建立 工作面涌水量预测方法的确定[期刊论文]-矿业安全与环保 20105 24.曹明.杨硕 近浅埋与典型浅埋工作面矿压特征比较分析[期刊论文]-陕西煤炭 20103 25.杨硕.王胄 用粒子群优化BP神经网络的顶板矿压预测[期刊论文]-陕西煤炭 20104 26.崔廷锋.郭念波.尤亚.刘东亮 浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律实测分析[期刊论文]-煤炭科技 20094 27.黄庆享.胡火明.刘玉卫.蔚保宁 浅埋煤层工作面液压支架工作阻力的确定[期刊论文]-采矿与安全工程学报 20093 28.黄庆享.张沛.董爱菊 浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁“结构模型研究[期刊论文]-岩土力学 20099 29.刘洋.伍永平 近浅埋煤层老顶初次垮落规律及控顶措施[期刊论文]-西安科技大学学报 20094 30.李翔.张东升.张炜.贾正飚.刘士春.李先海 丁家渠煤矿薄基岩浅埋煤层首采工作面矿压实测分析[期刊论文]-煤炭工程 200912 31.刘洋.伍永平 近浅埋煤层开采顶板垮落步距分析[期刊论文]-煤矿开采 20096 32.鲍凤其 房柱式开采煤柱稳定性数值模拟研究[期刊论文]-煤矿开采 20086 33.卢鑫.张东升.范钢伟.崔霆锋.王晓东 厚砂层薄基岩浅埋煤层矿压显现规律研究[期刊论文]-煤矿安全 20089 34.董爱菊 “拱梁“数学模型的稳定性研究[期刊论文]-应用数学学报 20083 35.侯树宏.柴敬.吕兆海 近浅埋煤层软岩条件下综采工作面顶板破断规律[期刊论文]-煤炭技术 200810 36.杨治林.余学义 浅埋煤层长壁开采顶板岩层的后屈曲性态[期刊论文]-煤炭学报 20074 37.董爱菊.张沛.黄庆享.杨花娥.杨渭清 浅埋煤层周期来压动载机理研究[期刊论文]-延安大学学报（自然科学版） 20062 38.黄庆享 浅埋采场初次来压顶板砂土层载荷传递研究[期刊论文]-岩土力学 20056 39.黄庆享 厚沙土层下采场顶板关键层上的载荷分布[期刊论文]-中国矿业大学学报 20053 40.黄庆享 厚沙土层在顶板关键层上的载荷传递因子研究[期刊论文]-岩土工程学报 20056 41.黄庆享.张沛 厚砂土层下顶板关键块上的动态载荷传递规律[期刊论文]-岩石力学与工程学报 200424 42.李新元.陈培华.王吴宜 极松软顶板工作面矿山压力活动规律[期刊论文]-矿山压力与顶板管理 20044 43.伍永平.卢明师 浅埋采场溃沙发生条件分析[期刊论文]-矿山压力与顶板管理 20043 44.黄庆享.刘文岗.田银素 近浅埋煤层大采高矿压显现规律实测研究[期刊论文]-矿山压力与顶板管理 20033 45.何正刚 浅埋煤层工作面矿压显现规律实测分析及控制研究[期刊论文]-煤矿开采 20151 46.张洪彬.田成林.孙赑.宁建国 浅埋煤层弱胶结顶板破断规律数值模拟研究[期刊论文]-山东科技大学学报（自然科学版） 20152 47.刘正.彭志德.翟鸿良 安山煤矿煤层顶底板稳定性分析[期刊论文]-陕西煤炭 20131 48.杜锋.白海波.黄汉富.姜广辉 薄基岩综放采场基本顶周期来压力学分析[期刊论文]-中国矿业大学学报 20133 49.王路军.朱卫兵.许家林.鞠金峰 浅埋深极近距离煤层工作面矿压显现规律研究[期刊论文]-煤炭科学技术 20133 50.鞠金峰.许家林.朱卫兵.陈苏社 大柳塔煤矿22103综采面压架机理及防治技术[期刊论文]-煤炭科学技术 20122 51.张新荣 浅埋深综采工作面区段煤柱宽度优化研究[期刊论文]-煤炭科学技术 20125 52.蒋力帅.刘洪涛.连小勇.张卫伟 浅埋中厚煤层护巷煤柱合理宽度研究[期刊论文]-煤矿开采 20124 53.孙连胜 浅埋薄基岩综采面涌水机理及水灾防治技术研究[期刊论文]-科技资讯 201119 54.金桃.柏建彪.方新秋.黄汉富 薄基岩厚表土煤层开采的极限基岩厚度分析[期刊论文]-煤 20073 55.Qingxiang Huang Experimental research of overburden movement and subsurface water seeping in shallow seam mining[期 刊论文]-北京科技大学学报（英文版） 20076 56.玄忠堂.迟翰超.张兵兵 滇东一号井冲击地压灾害防治措施[期刊论文]-内蒙古煤炭经济 20153 57.尹时雨 浅埋薄间距煤层矿压规律监测分析[期刊论文]-陕西煤炭 20116 58.高杨 浅埋煤层关键层破断对导水裂隙演化的影响[期刊论文]-陕西煤炭 20106 59.任艳芳.刘江 浅埋深长壁工作面覆岩结构及支架支护阻力研究[期刊论文]-煤矿开采 20105 60.刘江.任艳芳.齐庆新 长壁工作面顶板周期下沉量的理论分析与实测研究[期刊论文]-辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 20106 61.崔廷锋.张东升.陈先应.迟晓岩 浅埋煤层大采高工作面回采巷道联巷联合支护效果模拟分析[期刊论文]-煤矿安全 20106 62.吴亚安.宁建宏.葛光荣.刘洋 榆阳煤矿2301工作面覆岩活动规律的数值分析[期刊论文]-煤炭工程 200910 63.纪志云 浅埋煤层开采界定指标取值特征分析[期刊论文]-煤炭技术 200611 64.武强.安永会.刘文岗.张福存.李建军 神府东胜矿区水土环境问题及其调控技术[期刊论文]-煤田地质与勘探 20053 65.张丁丁.柴敬.李毅.汪志力.刘文岗 近浅埋大采高综采矿压显现规律研究[期刊论文]-煤炭技术 20154 66.张沛.黄庆享 单一关键层结构与上覆厚沙土层耦合作用研究[期刊论文]-西安科技大学学报 20121 67.任艳芳.齐庆新 浅埋煤层长壁开采围岩应力场特征研究[期刊论文]-煤炭学报 201110 68.李忠建.魏久传.施龙青.李娜娜.李炳胜 浅埋煤层开采数值模拟及顶板突水危险性分析[期刊论文]-煤矿安全 20113 69.方新秋.郝宪杰.兰奕文 坚硬薄基岩浅埋煤层合理强制放顶距的确定[期刊论文]-岩石力学与工程学报 20102 70.马立强.张东升.乔京利.王少义.王晔 浅埋煤层采动覆岩导水通道分布特征试验研究[期刊论文]-辽宁工程技术大学学报（自然科学版 ） 20085 71.方新秋.黄汉富.金桃.柏建彪 厚表土薄基岩煤层综放开采矿压显现规律[期刊论文]-采矿与安全工程学报 20073 72.黄庆享 浅埋煤层采动厚砂土层破坏规律模拟[期刊论文]-长安大学学报自然科学版 20034 73.张栋.汪华君.范育青 山体浅埋煤层采动坡体的稳定性分析[期刊论文]-煤矿安全 20144 74.白如红.郝君.何龙伟.王振华 浅埋煤层综采工作面矿压显现规律数值研究[期刊论文]-西安科技大学学报 20122 75.刘洋.张幼振 浅埋煤层工作面涌水量预测方法研究[期刊论文]-采矿与安全工程学报 20101 76.王双明.范立民.黄庆享.侯恩科 生态脆弱矿区大型煤炭基地建设的新思路[期刊论文]-科学中国人 200911 77.陈忠辉.冯竞竞.肖彩彩.李瑞华 浅埋深厚煤层综放开采顶板断裂力学模型[期刊论文]-煤炭学报 20075 78.杜锋.白海波.姜广辉 软弱薄基岩放顶煤安全开采关键问题研究[期刊论文]-采矿与安全工程学报 20133 79.任建喜.史喆.党超.王金华.郇澜 浅埋煤层长壁工作面矿压显现规律现场监测研究[期刊论文]-中国安全生产科学技术 201112 80.杨治林.余学义.郭何明.郭文.谢大平 浅埋煤层长壁开采顶板岩层灾害机理研究[期刊论文]-岩土工程学报 200712 81.陈苏社 特殊地质条件下掘进工作面顶板控制技术[期刊论文]-煤炭科学技术 20144 82.樊娟.张文忠 榆树湾煤矿采场覆岩应力壳结构力学特征分析[期刊论文]-地下水 20134 83.刘洋 浅埋煤层开采矿井涌水量计算方法研究[期刊论文]-西安科技大学学报 20125 84.杜锋.白海波 厚松散层薄基岩综放开采覆岩破断机理研究[期刊论文]-煤炭学报 20127 85.许红杰.邢国富.徐天发 酸刺沟煤矿综放工作面矿压显现异常及控制技术[期刊论文]-煤炭科学技术 20127 86.高登云.高登彦 大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究[期刊论文]-煤炭科学技术 201112 87.黄庆享 浅埋煤层厚沙土层顶板关键块动态载荷分布规律[期刊论文]-煤田地质与勘探 20036 88.韩谷雨.钟新春.范扩.王晓.刘锋 山体浅埋煤层覆岩的应力分布规律[期刊论文]-煤炭技术 20115 89.董爱菊.张沛.杨花娥.杨渭清 浅埋煤层厚沙土层采动卸荷破坏的“拱“状数学模型[期刊论文]-河南师范大学学报自然科学版 20071 90.梅星.孔德中.刘新杰.巴贵明 深埋薄基岩大采高工作面矿压规律研究[期刊论文]-煤矿安全 20144 91.李福胜.张勇.许力峰 基载比对薄基岩厚表土煤层工作面矿压的影响[期刊论文]-煤炭学报 201310 92.范钢伟.张东升.马立强 神东矿区浅埋煤层开采覆岩移动与裂隙分布特征[期刊论文]-中国矿业大学学报 20112 93.宣以琼 薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究[期刊论文]-岩土力学 20082 94.石飞 关于浅煤层开采岩层及地表移动的数值模拟研究[学位论文]硕士 2004 95.贺小平 凉水井煤矿薄煤层综采面监控系统设计与应用[期刊论文]-陕西煤炭 20151 96.李涛.李文平.孙亚军 半干旱矿区近浅埋煤层开采潜水位恢复预测[期刊论文]-中国矿业大学学报 20116 97.综采支架工作阻力确定方法综述[期刊论文]-神华科技 20094 98.李刚 层状结构顶板破坏机理及其规律研究[学位论文]硕士 2005 引用本文格式黄庆享 浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义[期刊论文]-岩石力学与工程学报 20028