3關(guān)于綜采放頂煤安全開采間題的認(rèn)識-免費閱讀
【正文】 中國科學(xué)院院士 .教授。如果采用煤柱護(hù)巷，很容易把巷道錯誤的布置在支承壓力的高峰區(qū)，由此造成的巷道維護(hù)工作量會比分層綜采成倍的增加 .回采工作面推進(jìn)將會遇到特大的困難。顯然如果有 “ 內(nèi)應(yīng)力場 ” 作為緩沖，這類事故發(fā)生的可能性及強度都會小得多。能否避免這些事故的發(fā)生。 第 14 頁 共 18 頁 要從提高工作面頂煤放出率和減少護(hù)巷煤柱損失兩個方 面同時入手。必須指出，這個結(jié)果是靠老塘丟煤換來的，不能由此得出放頂煤綜采工作面支架阻抗力可以比分層綜采低的結(jié)論。 ② 盡可能將放煤步距、移架步距與直接頂，特別是足夠厚度的下位巖層垮落步距統(tǒng)一起來。只有煤壁前方出現(xiàn)壓 力顯現(xiàn)隨老頂活動而明顯變化的“ 內(nèi)應(yīng)力場 ” ，才有可能在不采取爆破等輔助性破煤措施的情況下，實現(xiàn)較高回收率的目標(biāo)。因此不難得出，靠頂板壓力實現(xiàn)破煤的條件為： ① 頂板（包括直接頂和老頂）強度較低，來壓步距很小的采場 。σc — 煤層最弱分層的單向抗壓強度 。 ② 直接頂板（特別是下位巖層）能隨頂煤的放出而及時冒落，并及時充填已放出的頂煤空間，即 直接頂各巖層冒落性好，垮落步距小。因此，采場礦壓顯現(xiàn)的規(guī)律性是頂煤回收率是否均衡可靠的一個重要標(biāo)志。對于圖 4所示不出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力場結(jié)構(gòu)類型的采場，回 采工作面控制設(shè)計以防止老頂動壓沖擊為前題，無需考慮煤壁片塌和直接頂破碎等事故。x— 懸頂系數(shù)同樣，知道了采場結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，為相鄰工作面準(zhǔn)備的回采巷道位 置、開采或準(zhǔn)備的時間以及正確的維護(hù)方法，也不難確定。分布于 “ 外應(yīng)力場 ” （圖 3 中s2 部分）煤體上的支承壓力由上覆巖層的總體作用力所決定，其大小分布范圍受直接頂和老頂?shù)挠绊戄^小。對于未開始推進(jìn)的工作面，當(dāng)已知上覆各巖層分層厚度（依煤層柱狀或石門剖面圖），可按巖層失穩(wěn)冒落的條件，由下向上逐層推出既采高h(yuǎn) 條件下的垮落巖層（即直接頂）總厚度 mi 值：如各分層采高相同（ hm=h），則當(dāng)假頂完全壓實，即 kc≈1 時 ， mnm=mc1，冒高值與開采頂分層時相同 。必須抓住在該開采條件下，巖層運動和礦山壓力顯現(xiàn)特點及控制的可能性這個實質(zhì)和關(guān)鍵 .因 此，建立符 第 5 頁 共 18 頁 合客觀實際的綜放采場結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，是正確進(jìn)行 “ 綜放 ” 條件研究的基礎(chǔ)。目前我國有的綜放工作面，在沒有搞清采場支承壓力分布的情況下，錯誤的采用了煤柱護(hù)巷方案，造成了產(chǎn)量低、推進(jìn)速度緩慢、巷道維護(hù)極端困難的惡性循環(huán)。② 采用綜放開采技術(shù)，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)及輔助設(shè)備和較大幅度降低巷道掘進(jìn)和維護(hù)工作量 .減少了工作面?zhèn)€數(shù) .實現(xiàn)了煤礦井下的集中生產(chǎn)和安全生產(chǎn) 。鮑店礦 1303網(wǎng)下綜放工作面達(dá)到了 穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo) .月產(chǎn)超過了 19 萬 超過了 80％，成本比分層綜采下降 50％ .回采工效達(dá) 70t/工 .頂板運動狀況如圖 1 所示。資 源回收率進(jìn)入七十年代，特別是最近兩年來，我國潞安、兗州等現(xiàn)代化礦務(wù)局放頂煤綜采工作面發(fā)展迅速，效益突出。 [關(guān)鍵詞 ]放項煤綜采X8226。1993 年全局綜放工作面平均月產(chǎn)超過 18 萬 t，最高月產(chǎn)達(dá)240850t，平均日產(chǎn)都在 7000t 以上，直接噸煤成本下降 13 元，其下降幅度超過 50％，回采工效提高一倍以上 .有關(guān)高產(chǎn)高效綜放面的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)如表 1所示。南屯礦 “ 孤島 ” 煤放頂煤工作面的結(jié)構(gòu)狀態(tài)如圖 2 所示。當(dāng)前推廣綜放工作必須回答的兩個關(guān)鍵問題：一個是保證安全開采的條件問題 。只有在對放頂煤開采煤層及頂板活動規(guī)律和礦山壓力分布顯現(xiàn)特征。結(jié)構(gòu)模型中需要控制的巖層范圍，一般由采空區(qū)已垮落的巖層組成的 “ 直接頂 ” （圖 3 中 a所示）和運動明顯影響采場礦壓顯現(xiàn)的 “ 傳遞巖梁 ” 所組成的 “ 老頂 ” （圖 3 中 b所示）等兩部分組成。上下兩巖層同時運動的條件可由下式表示： 在生產(chǎn)現(xiàn)場，可以根據(jù)實測所得采場支架阻抗力或頂板下沉量隨工作面推進(jìn)距離關(guān)系曲線直接推斷老頂巖梁數(shù)目及運動 步距值。δha — 下位巖梁裂斷來壓觸矸時的最大采場頂板下沉量， m。在內(nèi)應(yīng) 第 8 頁 共 18 頁 力場（即圖 3 中 2 的位置）掘巷：此條件下掘巷的時間必須在老頂運動基本穩(wěn)定之后，支護(hù)方式應(yīng)考慮內(nèi)應(yīng)力場煤體已經(jīng)破壞的現(xiàn)實，支護(hù)阻抗力應(yīng)不低于平衡直接頂作用力的要求，可縮量應(yīng)能適應(yīng)工作面推進(jìn)至老頂來壓時的內(nèi)應(yīng)力場可能出現(xiàn)的最大巷道頂板下沉量。放頂煤綜采條件下的采場結(jié)構(gòu)模型如圖 5所示，與同一煤層分層開采條件下 的結(jié)構(gòu)模型相比有以下特點： ① 由于采出煤層的厚度（采高 hd 加放出頂煤厚度 hr）增加，冒落巖層總厚度即直接頂厚度（ m2）將比分層開采大的多，具體值仍可按頂分層開采條件下的頂分層 第 9 頁 共 18 頁 冒高即式（ 3）－（ 8）的推斷方法確定。 b 鑒于內(nèi)應(yīng)力場范圍的擴大，更有條件考慮在內(nèi)應(yīng)力場中掘進(jìn)布置回采巷道，以解決 采場巷道礦壓控制方案問題 .3 提高放頂煤綜采回收率及實現(xiàn)條件鑒于能保證均勻分層開采的煤層條件并不多，加之分層開采巷道煤柱損失不可避免，因此簡單的得出繚放采區(qū)回收率將低于分層綜采的結(jié)論是不正確的。煤壁前方出現(xiàn)壓力顯現(xiàn)隨老頂來壓而明顯變化的內(nèi)應(yīng)力場，是頂煤已超前破壞的標(biāo)志 .如果忽
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