特厚煤层分段综放开采动压机理与规律研究.pdf

第29卷第4期煤炭学报VoI．29No．3
2004年8月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYAug．2004

文章编号：0253—9993(2004)04—0388—04
特厚煤层分段综放开采动压机理与规律研究

周英，南华，李化敏，戴永浩

(1．焦作工学院资源与材料工程系，河南焦作454000；2．中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083)

摘要：根据甘肃砚北煤矿矿井动力现象的特征，通过现场实测与资料统计，实验室煤岩力学性
质试验及理论分析，得出了砚北煤矿矿井地应力分布的基本规律，并进一步证实砚北煤矿矿井动
力现象属冲击地压，其冲击的强弱程度属中等偏弱且具有明显的脆性特征，地应力的大小和方向
是影响其动力现象的最根本因素．
关键词：大倾角；放顶煤；地应力；动力现象
中图分类号：TD823．49文献标识码：A

Studyofdynamicpressuremechanismsandlawsoffullymechanized
sub-levelcavinginextremelythickcoalseam

ZHOUYing一，NANHua，LIHua—min，DAIYong—hao

(1DepartmentofResourcesandMaterials，JiaomoInstituteofTechrvolog)，Jiaomo454000，China；2．SchoolofResourcesandSafetyEngzneering．
ChinaUniversityofMiningandTechnolog)，Beijing100083，China)

Abstract：Onthebasisofin—situmeasurementsanddatastatisticsanalysisofthedynamicundergroundphenomena
inYanbeicoalmine，locatedinGansuProvince，andlotsoflaboratorytestsoncoalandrockspecimensandtheo—

reticalanalysisoftestingresults，theauthorcorrespondinglyconcludedthebasicdistributionlawsofgroundstressin

Yanbeicoalmine．Furthermore，itcanbeprovedthatthedynamicundergroundphenomenainYanbeimineisrock

burstinreality，andtheimpactstrengthisinmiddleclass，itneedstobepointedoutthattheorientationandmag—

nitudeofthegroundstressisacriticalfactorinfluencingthedynamicphenomenainYanbeicoalmine．

Keywords：steepdipangle；sub—levelcaving；groundstress；dynamicphenomena

砚北煤矿位于甘肃省华亭煤田中东部，于1996—12—18正式开工建设，1998年11月开始准备南一采
区第1个工作面．工作面煤层倾角38～56。，煤层平均厚度50．4m，老顶为细、中粒砂岩，直接顶岩性以
泥岩、砂质泥岩为主．直接底板为含砾中、细粒砂岩．矿井为低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险，爆炸指数
34．68％；煤层易自燃发火．采用走向长壁水平分层综采放顶煤采煤法，分层厚度12m，工作面平均长度
52m．砚北煤矿在采掘中经常听到工作面煤炮声，且在工作面两巷连续发生过多次较大的有破坏性的动力
现象．运输平巷在掘进和回采中均出现较大变形与破坏；回风巷道围岩变形破坏严重，卡缆联接螺栓断
裂，巷道底臌，在全长范围内采用架间套木梯形支架维护．为了对动力现象进行有效的治理，缓解矿压显
现给生产带来的不利影响，必须对采掘工程进行科学合理的设计与施工及对各种因素进行充分调查研究．

1煤岩物理力学性质试验

煤岩物理力学性质测定按1987—11—18发布的中华人民共和国煤炭工业部《煤和岩石物理力学性质

收稿日期：2003一ll一27
作者简介：周英(1957一)，男，湖北随州人，教授．E—mail：[e-mail]

第4期周英等：特厚煤层分段综放开采动压机理与规律研究389

试验测定方法》进行．在进行静力学参数测定前，对煤岩进行了动参数测定⋯．
(1)通过煤样加工及试验可知，煤层平均单向抗压强度为11．9MPa，平均抗拉强度为0．18MPa，平
均弹