能源研究
近距离薄煤层群联合开采矿压显现规律分析李向前（山西汾河焦煤股份有限公司回坡底煤矿，山西洪洞041600）
摘要：以近距离薄煤层群联合开采矿压显现规律为着手点开展分析探究，结合具体工程实际，设计针对近距离煤层
联合开采的矿压及支柱受压观测方案，对观测所得结果进行比对分析，并总结了近距离煤层联合开采时的矿压显现规律，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴与指导。关键词：矿井；近距离煤层；联合开采；矿压显现规律中图分类号：TD324文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)04-0007-02
AnalysisoftheMinePressureBehaviorLawintheCombinedMiningofShort-distanceThinCoalSeamGroups(HuipodiCoalMine,FenheCokingCoalCo.,Ltd.ofShanxi,Hongtong041600,Shanxi,China)
Abstract:Analysisandstudyontheminepressurebehaviorlawincombinedminingofshort-distancethincoalseamgroupswascarriedout.Basedontheactualengineeringpractice,thispaperdesignedtheminepressureandpillarpressureobservationschemesforjointminingofclosecoalseam,theobservationresultsofwhichwerecompared,andsummarizedthelawofminepressurebehaviorduringthejointminingofshort-distancecoalseams,hopingtoprovidereferenceandguidanceforthedevelopmentofsimilarprojectsinothermines.
Keywords:mine;close-distancecoalseam;jointmining;lawofminepressurebehavior
LIXiangqian
0引言
从而更好地指导生产实际。近距离煤层作为一种各大矿区广泛存在的煤层赋存形式，实现对其的高效回采对矿井的长久可持续发展意义重大。近距离煤层在进行联合开采时，由于上下作业面在回采期间会相互影响，使得回采难度大幅增加，因此，针对近距离煤层联合开采时的矿压显现规律进行探究，对于更好地指导近距离煤层联合开采作业，提升回采作业效率意义重大。2观测方案
1工程概述
在090105作业面和100105作业面的上部（距离运输巷10m）、中部和下部（距离轨道巷10m）布设单体液压支柱，并在液压支架中布设采动应力测试点。各测区分别布设测线2条，用于测量初排和末排时支柱工作阻力，并将每个测区所得两个数据的均值作为该测区对应时刻的工作阻力。与此同时，在液压支架上布设压力监测仪，记录支架载荷。现阶段，A矿主采9#煤层和10#煤层，其中，9#煤层厚度介于0.8m～1.2m之间，倾角2毅～8毅；10#煤层厚度介于1.5m～2.6m之间，倾角3毅～10毅，两煤层属于典型的近距离煤层，层间岩层为厚度3.5m～4.1m的砂质泥岩层。9#煤层直接顶为厚度6.5m的石灰岩层，局部节理发育。采用联合开采工艺对9#煤层和10#煤层进行回采，分别布设090105作业面和100105作业面，其中，090105作业面选用高档普采工艺，100105作业面选用综采工艺。回采时，090105作业面超前100105作业面10m～20m，但由于层间距比较小，090105作业面回采后的覆岩移动、应力集中和采空区卸荷等均会对10#煤层顶板造成影响，导致10#煤层回采时矿压显现明显，影响作业效率和作业安全[1]。因此，需要对联合开采的应力变化特征进行分析探究，收稿日期：2019-01-23
作者简介：李向前，1988年生，男，山西霍州人，2017年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。
3联合开采矿压显现规律分析
借由对两个回采作业面长达44d的持续观测，作业面推移总长度为64.5m，其中，090105作业面经历基本顶初次来压和两次周期来压，100105作业面经历三次周期来压。各测区支柱（支架）工作阻力随推移距离的变化情况如图1、图2、图3所示。5045403530252015105
010
090105工作面1测区平均值/MPa（工作面上部）100105工作面1测区平均值/MPa（工作面上部）
20
3040
推进距离/m
50
60
70
图11#测区支护工作阻力示意图
3.1090105作业面矿压显现特征分析通过对监测结果的分析可知，090105作业面顶板·7·
2019年第4期初次来压与周期来压步距及强度参数如表1所示。5045403530252015105
090105100105工作面2测区平010
20
工作面302测区平均均值值/MPa/MPa（（工作面工作面中中部部））
推进距离40
/m
50
60
70
图22#测区支护工作阻力示意图
5045403530252015105
090105100105工作面3测区平均值/MPa（010
20
工作面303测区平均值/MPa（工作面工作面下部下部））
推进距离40
/m
50
60
70
图33#测区支护工作阻力示意图表19#煤层作业面矿压显现统计表
初次来压第一次周期来压第二次周期来压测区来压步来压强来压步来压强来压步来压强距/m度/MPa距/m度/MPa距/m度/MPa1#
2#
27.528.235.2#
29.338.812.9均3值
28.138.113.135.637.112.738.413.212.937.513.335.737.213.437.413.336.536.5
分析表1可知，090105作业面具有以下矿压显现规律：a)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）的初次来压步距分别为27.5m、28.2m和29.3m，均值为28.1m；初次来压强度分别为35.2MPa、38.8MPa和38.1MPa，均值为37.1MPa；b)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）的第一次周期来压步距分别为12.9m、13.1m和12.5m，均值为12.9m；周期来压强度分别为35.6MPa、38.4MPa和37.5MPa，均值为37.2MPa。第二次周期来压步距分别为13.2m、13.3m和13.4m，均值为13.3m；周期来压强度分别为35.7MPa、37.4MPa和36.5MPa，均值为36.5MPa。整个作业面的来压具备明显的周期性，其周期来压步距约为13.1m，周期来压强度约为36.85MPa；c)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）来压时，支柱的增载系数分别为1.57、1.63和1.45，均值为1.55，矿压显现十分显著，对回采面生产有较大的影响[2-3]。3.2100105作业面矿压显现特征分析分析监测结果可知，100105作业面顶板初次来压与周期来压步距及强度参数如表2所示。分析表2可知，100105作业面具有以下矿压显现规律：a)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）的初次来压步距分别为19.6m、21.5m·8·
2019年4月
和20.7m，均值为20.6m；初次来压强度分别为44.6MPa、45.2MPa和45.3MPa，均值为45.1MPa；b)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）的第一次周期来压步距分别为10.5m、12.8m和11.5m，均值为11.6m；周期来压强度分别为45MPa、43.3MPa和43.8MPa，均值为44.1MPa。第二次周期来压步距分别为10.1m、11.5m和10.6m，均值为10.7m；周期来压强度分别为42.8MPa、44.3MPa和43.6MPa，均值为43.6MPa。从整体上看，100105作业面矿压显现具有明显的周期特性，周期来压步距约为11.1m，周期来压强度约为43.7MPa；c)作业面上部（1#测区）、中部（2#测区）和下部（3#测区）来压时，支柱的增载系数分别为1.73、1.77和1.81，均值为1.75，这表明顶板来压时矿压显现显著，对作业面的正常回采有显著的影响[4]。表210#煤层作业面矿压显现统计表
初次来压第一次周期来压第二次周期来压测区来压步来压强来压步来压强来压步来压强1距度距距/m#2#19.6/m#
21.544.6/MPa10.5/m度/MPa均值
20.745.212.843.34510.1度42.8/MPa320.6
45.345.1
11.511.6
43.811.544.1
10.644.310.7
43.643.6
综合分析可知，A矿9#煤层和10#煤层联合开采时，两作业面顶板矿压显现均具有显著的周期性，且来压时支柱的增载系数偏大。但是，联合开采时，下煤层作业面的顶板初次来压步距（20.6m）和周期来压步距（11.1m）比上部煤层作业面的顶板初次来压步距28.1m）和周期来压步距（13.1m）都小。与此同时，下部煤层作业面顶板初次来压强度（45.1MPa）、周期来压强度（43.7MPa）和液压支柱增载系数（1.75）比上部煤层作业面顶板初次来压强度（37.1MPa）、周期来压强度（36.85MPa）和液压支柱增载系数（1.55）大。分析图1、图2和图3中来压时波峰宽度可知，10#煤层作业面来压持续时间相对较短，这是因为顶板石灰岩层受破坏后强度大幅降低，局部发生断裂所致。总体来说，近距离煤层联合开采期间，下部煤层作业面相较于上部煤层作业面动压影响更为显著，矿压显现更加明显，具体表现为顶板位移变形更大，支柱载荷增加更快，有时甚至会引起煤壁片帮现象[5]。4结语
近距离煤层作为一种广泛存在的煤层赋存形式，实现对其的高效回采对推动矿井长久发展意义重大。经过相关分析研究可知，在近距离煤层的联合开采中，下部煤层作业面相较于上部煤层作业面不仅动压影响更为显著，而且矿压显现也更加明显，下煤层来压时间短且顶板垮落速度快。因此，在实际生产中必须加强对下部煤层的支护，确保生产的安全进行。（下转37页）
（2019年第4期林磊：煤矿一通三防工作中的危险源分析2019年4月
领导的重视，这就导致煤矿企业中一些安全管理制度陈旧、甚至照搬其他煤矿企业的安全管理条例，这必然会导致许多安全生产过程中的安全隐患不能及时被发现和处理。而且不同煤矿企业之间的安全隐患各有不同，不进行安全投入而照搬其他企业的安全条例，不一定适合于本企业的安全生产。更重要的是，因为安全投入不到位导致企业没有及时淘汰落后、老化的设备，造成机电设备等使用过程中存在巨大的安全隐患。掘进工作中潜在危险源的增多，会影响到煤矿工人的生产积极性，生产效率大打折扣。要明确赏罚制度。“一通三防”的安全培训工作要长期持续进行，让煤矿企业员工认识到做好“一通三防”工作的重要性；回风巷回风斜巷
进风斜巷运输巷工作面
风井
总回风大巷
主副井井
溜煤眼
区段集中巷
煤仓
2一通三防中危险源的预控措施
井底车场
a)改善通风条件，完善通风系统，消除危险源。煤矿企业简化通风网络的同时，要以简化生产系统为原则，首先要对通风系统的线路进行合理规划，避免通风线路的混乱。以能有效管理“一通三防”为前提，掘进开采系统要采用双局部通风机，切实保障煤矿井下通风安全，煤矿企业生产必须严格遵守煤矿“一通三防”细则中的有关规定，开井施工前的测风地点必须在构成稳定的通风系统后，才可以开掘其他巷道。此外，测风地点的选择应符合有关“一通三防”的规定，同时加强对安全监测人员的培训，使其能按照正确的测试方法进行风量的测试和汇报，对于选定测风地点不合理的煤矿企业必须责令其停顿改造。很多煤炭企业由于通风系统差、通风设备落后或故障导致煤矿瓦斯、CO中毒等事件不断发生，应引起煤炭管理企业的高度重视。一个合格的煤炭企业必须把安全生产及掘进员工的生命财产安全放在第一位，必须毫不犹豫地改善煤矿通风条件，完善矿井通风系统，消除由于管理不善引起的危险源，切实保障煤矿员工生命财产安全不受损害。图1为山西晋煤集团长平矿通风系统设计图；b)加大有关“一通三防”的安全教育和培训力度。“一通三防”相关知识应落实到煤矿领导管理者、一线员工、本身从事安全生产管理的工作人员等煤矿企业的所有员工。重视员工生命财产安全，认真贯彻安全生产相关法律法规，认真组织煤矿企业职工技能培训工作，通过各种形式强化煤矿安全专业工种、要害工种的安全技术培训；要加大安全检查的力度和深度，同时安全管理人员要严格按“一通三防”标准执行，对安全生产过程中存在的员工违规操作行为绝不姑息；运输大巷
图1煤矿通风系统示意图
c)加大对“一通三防”工作的资金投入。煤矿企业的“一通三防”投入作为“隐形投资”虽然不会产生直接收益，但却是煤矿企业创造更大经济效益的前提。煤矿企业要加大对“一通三防”安全保护措施必要的投入，保护工人生命财产安全不受损失，提高“一通三防”管理者的工作积极性，加大对危险源的排除和检测力度，促进煤矿企业创造更大的经济效益。煤矿企业管理者必须合理利用“一通三防”专项资金，消除通风防护类资金的拖欠现象。建立针对“一通三防”的安全工作责任制度和安全监督管理制度，做到发现安全隐患，第一时间汇报并能及时采取有效措施解决。3结语
做好煤矿的“一通三防”工作对于保障煤矿企业员工生命财产安全、保证企业平稳生产至关重要，煤矿企业必须重视“一通三防”的安全管理，及时发现并排除安全隐患，消除潜在危险源，保证煤矿井下的安全生产，保障一线员工的生命财产安全。参考文献：［1］宋伟.煤矿“一通三防”工作现状及改进措施［J］.山西能源学
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［3］黎秋生，张龙洋，蒋名星.煤矿“一通三防”存在的主要问题及
其对策研究［J］.科技资讯，2016，14(36)：81.
（责任编辑：高志凤）
（上接8页）参考文献：［1］孔德中，王兆会，任志成.近距离煤层综放回采巷道合理位置
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（责任编辑：白洁）
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