青菜溝可行性研究報(bào)告-文庫吧
2025-07-30 14:57 本頁面
【正文】 的直接頂容易跨落、且厚度大，跨落巖石足以充滿采空區(qū)，并支撐住上覆巖層，此時(shí)，上履巖層由煤壁和采空區(qū)矸石支撐達(dá)到自身平衡，采場(chǎng)支架所受載荷僅僅是脫離了上覆巖層的直接頂重量 Q。 Q 值取決于直接頂厚度和在控頂區(qū)懸伸長(zhǎng)度，這是一個(gè)定值，稱為“給定載荷”。 直接頂厚度按 1??? KPMh 計(jì)算， M 為煤層采高， KP 為直接頂巖層的碎脹系數(shù)。 “給定變形量”（圖 2 所示），直接頂跨落后不能充填滿采空區(qū)時(shí)，老頂破壞后沉陷，壓于直 接頂之上，對(duì)于工作面有直接影響，但老頂?shù)目缏溆质怯邢薜?，前端在煤壁和支架上方，后端受冒落矸石的限制，并由前方未破壞老頂和后方已跨落老頂?shù)乃綌D壓形成平衡。采場(chǎng)頂板下沉的基本狀態(tài)，就是由與“給定變形”相適應(yīng)的可縮性，否則將承受不必要的附加載荷。 從現(xiàn)場(chǎng)的開采實(shí)踐上分析，一次周期來壓步距往往在 10m 以上，而工作面控頂距在 3— 5m 左右，采場(chǎng)支架是無法阻止老頂?shù)某料莸模е某休d能力應(yīng)該以能夠防止頂板沿煤壁切落為準(zhǔn)。 無論是采場(chǎng)支架“給定荷載”和“給定變形量”工作狀態(tài)，它既要求支架有一定的支撐能力，既能承受直接頂離 層巖石的“給定載荷”，并防止頂板來壓時(shí)工作面切頂；又要要求支架有一定的可縮性，適應(yīng)老頂破壞沉陷時(shí)的“給定變形”，木支柱、剛性支柱、金屬磨擦支柱都不能完全滿足這些要求，單體液壓支柱則是實(shí)現(xiàn)了既有一定的承載能力，有能保證在一定承載能力下有一定可縮性的先進(jìn)的支護(hù)方法。 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 5 頁 圖1 工作面支架的給定載荷狀態(tài)圖1 工作面支架的給定變形工作狀態(tài) 根據(jù) 青菜溝 煤礦老系統(tǒng)及各巷道布置的層位及圍巖的穩(wěn)定狀況，礦井應(yīng)合理選擇支架類型，利用合理的施工工藝，選用合理的斷面形狀。礦井回采工作面支護(hù)現(xiàn)以木支護(hù)為主。使用木支護(hù)，一般只能支護(hù) 5— 6 個(gè)月就基本損壞，如遇水、損壞時(shí)間更短，需要更換維修，既浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力，影響環(huán)境，又造成安全隱患。隨著礦井服務(wù)年限的延長(zhǎng)，維修量逐年增加，且隨著開采深度的增加，巷道圍巖壓力越來越大，木支護(hù)巷道斷面越來越小，嚴(yán)重影響礦井通風(fēng)和運(yùn)輸，制約了礦井產(chǎn)量，安全工作也受到制約與威脅。 安全生產(chǎn)的需要 使用木材進(jìn)行采面支護(hù)為被動(dòng)支護(hù)，只有當(dāng)巷道圍巖產(chǎn)生變形后，才能提供支撐力。但此時(shí)，巷道圍巖已經(jīng)遭到破壞。而木支架受自身強(qiáng)度限制，所能提供的支撐力有限，同時(shí)木支護(hù)不能防火，容易腐朽，不能阻止和防止圍巖風(fēng)化，因此，木 支護(hù)巷道頂板事故較為頻繁，傷亡事故常有發(fā)生。 2020 年貴州省煤礦各類事故種，頂板事故發(fā)生次數(shù)所占比例很大，約為 %。頂板事故死亡人數(shù)仍為最多，占 %。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。 單體液壓支柱支護(hù)與傳統(tǒng)的被動(dòng)支護(hù)迥然不同，主動(dòng)對(duì)采面進(jìn)行支護(hù)，最大限度提高了圍巖的自支撐能力，同時(shí)隱蔽工程少，可及時(shí)對(duì)變形采面進(jìn)行維護(hù)，減少了事故的發(fā)生。為此，近年來在煤礦積極推廣下，取得明顯的支護(hù)效果。 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 6 頁 環(huán)境保護(hù)的需要 根據(jù)貴州省六盤水市政府統(tǒng)計(jì)，采用木支護(hù)，煤礦每生產(chǎn) 1萬 t煤炭將消耗 80— 90m3坑木， 2020 年 — 2020 年消耗坑木 10 萬 m3/a，說明坑木消耗量非常大。大量木材的消耗，伴隨森林資源的過渡砍伐破壞，導(dǎo)致地表水土流失加劇，環(huán)境問題更趨于惡化。而且隨著國(guó)家對(duì)森林資源的保護(hù)力度在不斷加大，木材資源的長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)亦比較困難，客觀上要求進(jìn)行支護(hù)改革。 第三節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)的可行性 一、礦井地理位置 青菜溝 煤礦位于甕安縣東北方向，距甕安縣直線距離 11km，距草塘鎮(zhèn)約 8km，屬甕安縣草塘鎮(zhèn)，業(yè)務(wù)隸屬甕安縣煤炭工業(yè)局管轄。礦山有簡(jiǎn)易公路相通，交通較為方便（見交通位置示意圖 131）。礦區(qū)由 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定 。 拐點(diǎn) X Y 1 2 3 4 二、地形地貌 本區(qū)大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形東南部，地形切割較為強(qiáng)烈，為剝蝕、侵蝕溝谷山地地貌。最高海拔標(biāo)高 + m，最低海拔標(biāo)高 + m，最大高差 m，全區(qū)地形主要為斜坡、沖溝、陡巖。 三、地質(zhì)構(gòu)造及煤層特征 地層 礦區(qū)區(qū)域地形有震旦系、二疊系、三疊系及零星分布的白堊系、老第三系和第四系，其中的寒武系和三疊系分布最廣，次為二疊系。由于黔中的隆起，缺失了志留系 — 石炭系及侏羅系。出露 的地層自下而上為下二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組、上二疊統(tǒng)吳家坪組，下三迭纃夜郞組和茅草鋪組。由老至新分述如下： 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 7 頁 1） 棲霞組和茅口組（ P1q+m）：下部為深灰色中至厚層泥晶灰?guī)r、燧石灰?guī)r；上部為灰至淺灰色厚層及塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r。厚度大于 150m。 2） 吳家坪組（ P2w）根據(jù)巖性可將該組巖層劃分為五段 第一段（ P2w1）為含煤段。巖性為灰、灰白色泥巖與砂質(zhì)泥巖互層，時(shí)夾黑色灰質(zhì)泥巖。含煤 1 層，厚 16～ 32m。 第二段（ P2w2）：灰至灰色中至厚層燧石結(jié)核灰?guī)r，底部為層厚 4～ 10m 的深灰色中厚層生物灰?guī)r，本段厚 56～ 90m。 第三～五段（ P2w3～ P2w5）：灰至深灰色中至厚層灰色中厚層泥晶灰?guī)r，底部互層，底部為粉晶灰?guī)r，厚 134～ 159m。 3） 長(zhǎng)興組和大隆組（ P2c+d）：下部為深灰色中厚層泥晶灰?guī)r，底部為一層頁巖；中部為深灰色中至厚層狀燧石灰結(jié)核灰?guī)r；上部為深灰色薄至中厚硅質(zhì)巖，偶夾頁巖，厚 40～ 68m。 4） 夜郞組（ T1y）：根據(jù)巖性分為兩段。 第一段（ T1y1）：灰綠色、紫紅色頁巖，偶夾薄層灰?guī)r。厚 50～ 60m。 第二段（ T1y2）：灰色薄至中厚層粉晶灰?guī)r，厚 80～ 200m。 5） 茅草鋪組（ T1m）：淺灰、紫灰 色厚層粉晶灰?guī)r，縫合線發(fā)育，上部夾少量白云質(zhì)灰?guī)r。厚度大于 130m。 6） 第四系（ Q）黃色、黃褐色浮土及坡積物，厚 0～ 10m。 地質(zhì)構(gòu)造 礦區(qū)位于甕安向斜東翼，礦區(qū)范圍總體屬單斜巖層，傾向南西，傾角 15～ 20 度，平均傾角 18 度，屬構(gòu)造簡(jiǎn)單的礦區(qū)。 煤層 1）含煤性： 二疊系上統(tǒng)吳家坪組，自下而上分為三段，僅第一段含煤，本礦區(qū)內(nèi)僅含一層煤。即 D 煤層，該煤層平均厚度 ，含煤段平均厚度 25m，含煤系數(shù)為 %。 2）含煤層的穩(wěn)定性 根據(jù)煤礦采礦工程的觀察結(jié)果，煤層厚度平均在 ，煤層連續(xù)性 總體偏好，厚度稍有變化，部分地段變薄或增厚，屬較穩(wěn)定煤層，為全區(qū)可采煤層。 煤層特征表 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 8 頁 煤層 編號(hào) 煤層平均 厚度 (m) 煤層 結(jié)構(gòu) 煤層傾 角（176。） 密 度 （ t/m3） 穩(wěn)定性 頂?shù)装鍘r性 頂板 底板 D 1～ 簡(jiǎn)單 18 較穩(wěn)定 深灰色中 厚層灰?guī)r 灰白色 粘土巖 四、支護(hù)改革可行性分析 技術(shù)分析 青菜溝 煤礦采掘活動(dòng)集中于 D 煤層，煤層平均厚度 米該煤層位于二迭系上統(tǒng)吳家坪組，巖性為砂質(zhì)粘土巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r，厚約為 15～ 20 米。根據(jù)其 巖石及煤層頂?shù)装逄匦裕褂脝误w液壓支柱支護(hù)能夠滿足采場(chǎng)的支護(hù)要求。選型計(jì)算結(jié)果如下： 青菜溝 煤礦 D106 采煤工作面，采高 ，工作面斜長(zhǎng) 60m，采用二班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備二采一準(zhǔn)的循環(huán)作業(yè)方式，采用 3— 4 排控頂，排距、柱距分別為 、 ，全部跨
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