【正文】 0 .1 1 8 6 1LrCzRc ho?? ? () 式中 Lr—直接頂?shù)某醮慰迓洳骄啵?； Cz—綜合弱化常量； Rc—直接頂單向抗壓強(qiáng)度 ， 據(jù) XX 煤礦 15 層煤直接頂?shù)臏y(cè)式 結(jié)果為 Rc＝ ； ho—工作面 的直接頂分層厚度 ， 經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，取 。 表 礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)表 名稱(chēng) 來(lái)壓步距 支架載荷(kN) 活柱縮量(mm) 頂?shù)滓平? (mm) 頂?shù)滓平俣? (mm/h) 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 直接頂初次跨落 7 152 基本頂初次來(lái)壓 21 173 1 次周期來(lái)壓 10 2 次周期來(lái)壓 11 3 次周期來(lái)壓 12 4 次周期來(lái)壓 11 5 次周期來(lái)壓 13 6 次周期來(lái)壓 10 直接頂經(jīng)常是處于破斷狀態(tài)，且無(wú)水平力的擠壓作用，因而它難于形成結(jié)構(gòu)，它的重量應(yīng) 全部 由工作面支架來(lái)承擔(dān)。 礦壓觀測(cè)分析 頂板來(lái)壓及頂?shù)装宸诸?lèi)情況 自開(kāi)切眼 5m 開(kāi)始設(shè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，先后經(jīng)歷了直接頂初次跨落、基本頂初次來(lái)壓、 六 次山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 周期來(lái)壓。 ③ 選點(diǎn)測(cè)底板比壓時(shí)，沿工作面均勻布置 9 個(gè)點(diǎn)，計(jì)算時(shí)各測(cè)點(diǎn)值在基本頂一次周期來(lái)壓過(guò)后，進(jìn)行底板比壓測(cè)量。 (2)工作面觀測(cè) ① 在工作面上、中、下部布置 3 條測(cè)線，每條測(cè)線布置 2 臺(tái)圓圖自記儀，觀測(cè)數(shù)據(jù)用于分析工作面支架阻力變化規(guī)律及頂板來(lái)壓規(guī)律，評(píng)價(jià)支架的適應(yīng)性，為以后綜采工作面支架參數(shù)確定提供依據(jù)。深部基點(diǎn)位于頂板粉砂巖中，淺部基點(diǎn)位于頂板中部。 ② 頂板離層 采用 LBY3 型頂板離層指示儀監(jiān)測(cè)頂板巖層錨固范圍內(nèi)外離層情況。 礦壓觀測(cè)的內(nèi)容與方法 (1)巷道礦壓觀測(cè) ① 巷道表面位移 采用十字布點(diǎn)法安設(shè)表面位移觀測(cè)斷面，對(duì)頂?shù)装逡平考皟上镆平窟M(jìn)行觀測(cè)。 移動(dòng)變電站 6kV 電源來(lái)自三采變電所，采煤機(jī)、接面溜子、乳化液泵站由移變站供電 。 排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)：下巷積水順?biāo)疁贤饬鳎ㄓ伤猛馀牛┲?315 運(yùn)輸上山水溝 →400m 東石門(mén)→ 400m 北區(qū)石門(mén) → 400m 立排水倉(cāng) → 地面。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 說(shuō)明： 3移變3150 3東工作面2315運(yùn)輸上山31315軌道上山31503工作面示 意圖500340 圖 31503 工作面示意圖 新風(fēng)： 180m 矸石井（管子井、皮帶井） → 400m 矸石井（管子井） → 400m 車(chē)場(chǎng) → 400m東大巷 → 400m 北區(qū)石門(mén) → 三采石門(mén) →315 軌道上山 → 工作面上平巷 →31503 東工作面。移架過(guò)程中應(yīng)使用好支架防倒防滑機(jī)構(gòu)，防止移架過(guò)程期間倒架、滑架和咬架、擠架，要保持支架垂直煤壁及輸送機(jī)。 (2)裝煤、運(yùn)煤方式 工作面采用 SGZ630/264W 輸送機(jī)運(yùn)煤，通過(guò)運(yùn)輸巷 SZD630/110 轉(zhuǎn)載機(jī)和 SD80 皮帶輸送機(jī)接力運(yùn)輸至煤倉(cāng)。 具體 進(jìn)刀方式 見(jiàn)圖 。 采煤工藝 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 采煤機(jī)采用斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤，由上往下割煤，上行掃浮煤，液壓支架及時(shí)支護(hù)頂板。 采煤方法 采煤 方法 工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采法開(kāi)采。 。 錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平線呈 20176。 ② 巷幫支護(hù) 錨桿形式和規(guī)格： Φ181800mm 等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿。 。 錨固方式：樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固，采用兩支錨固劑，鉆孔直徑 32mm，錨固長(zhǎng)度 1000mm。見(jiàn)圖 。巷道斷面規(guī)格：梯形斷面，凈寬 ? 高 (下幫 )＝30002400mm2。 錨桿布置：錨桿間排距 10001100mm。 ，靠近底板的錨桿呈 30176。 錨固方式：樹(shù)脂端部錨固，采用 1 支 MSK2850 樹(shù)脂錨固劑， 鉆孔直徑 32mm。 錨桿布置：錨桿間排距 8501100mm，每排長(zhǎng)鋼帶之間布置錨桿安裝 2m 短鋼帶。 錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線呈 30176。 ① 頂板支護(hù) 錨桿形式和規(guī)格： Φ202022mm 全螺紋鋼等強(qiáng)錨桿。上平巷為回風(fēng)、行人及輔助運(yùn)輸，布置梭車(chē)。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 采用樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固，錨帶網(wǎng)支護(hù)。按中線掘進(jìn)，單軌布置。 錨桿布置：錨桿間排距 1200700mm，兩幫各布置 2 條錨桿。 ，靠近底板的巷幫錨桿安設(shè)角度為 30176。 錨固方式：樹(shù)脂端部錨固，采用一支錨固劑。 錨索：?jiǎn)胃摻g線 ，長(zhǎng)度 6m，加長(zhǎng)錨固，采用 4 支 MSK2850 樹(shù)脂錨固劑。 錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線呈 30176。 錨桿支護(hù)形式和規(guī)格： Φ202022 mm 等強(qiáng)度全螺紋鋼錨桿。錨桿支護(hù)形式和規(guī)格 ： Φ202022 mm 等強(qiáng)度全螺紋鋼錨桿。工作面切眼支護(hù)斷面圖錨索 圖 工作面切眼支護(hù)斷面圖 ① 頂板支護(hù) Ⅰ 區(qū)：頂板采用錨帶網(wǎng)、錨索支護(hù)。850 850 85085020176。30176。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 10030176。距西幫 3m， 沿傾斜方向每隔 1m 支設(shè) 1 棵戴帽單體液壓支柱 ， 支柱時(shí)穿鐵鞋。 ，長(zhǎng)度 160m。 工作面巷道布置及支護(hù) 設(shè)計(jì) (1)工作面切眼 工作面由東向 西推采，開(kāi)切眼位置在東邊界。平均傾斜寬 160m。 表 其他設(shè)備選型 序號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 電壓 (V) 功率 (kW) 備注 1 BRW200/ 乳化液泵 2 1140 125 2 接面 SZD630/110 型轉(zhuǎn)載機(jī) 1 660 110 3 接面 SD80 型皮帶機(jī) 1 660 110 4 下巷皮帶機(jī) SD80 1 660 110 5 入倉(cāng)刮板機(jī) SGW40T 1 660 55 合計(jì) 510 31503 東工作面 巷道布置及支護(hù)設(shè)計(jì) 工作面位置與毗鄰關(guān)系 進(jìn)行綜采的首采面 31503 東工作面為擴(kuò)大區(qū)三采區(qū)、 15 層煤東翼第三階段工作面，西部鄰近 315 運(yùn)輸上山及 315 軌道上山，東部到邊界切眼，南部未開(kāi)拓。 所以 選用ZY2600/09/20 型液壓支架。主要考慮以下幾方面： 層煤傾角大，支架必須有防倒防滑機(jī)構(gòu)； ，煤層節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在片幫、冒頂?shù)目赡苄?，需進(jìn)行及時(shí)支護(hù)； ，支架重量不易太重，考慮采用輕型支架。 具體技術(shù)特征見(jiàn)表 。 根據(jù)上述條件，采煤機(jī)可選用 MG132/300WB 型雙滾筒無(wú)鏈液壓牽引采煤機(jī)，其主要技術(shù)特征如下 表 ?；卷敒闇\灰色中砂巖，厚度為 16m，矽質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬不易冒落， f =5，弱含水；直接底板為深灰色 1m 左右粉砂巖，易碎，含有大量的植物化石， f =3，屬 Ⅲ a 類(lèi)軟底。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 (2)設(shè)備選型 ① 采煤機(jī) 采煤機(jī)應(yīng)根據(jù)煤層厚度、煤的力學(xué)性質(zhì)以及煤層傾角、頂?shù)装逍再|(zhì)對(duì)采煤機(jī)的影響來(lái)選擇，如前所述， 31503 東工作面煤層厚度為 ～ ，平均厚度為 ，煤層含有夾矸 ，屬硬煤；煤層傾角平均為 20176。 由于 XX 礦 的 綜采 首采 工作面已經(jīng)限定平均長(zhǎng)度 160m 左右，因此，只能按工作面的日最小循環(huán)數(shù)驗(yàn)證工作面長(zhǎng)度是否滿足要求。 為了調(diào)整支架，支架重量不可太大，在支護(hù)強(qiáng)度滿足的情況下，支架移架步距選擇較小為宜；另外受礦井配采限制，綜采工作面生產(chǎn)能力不宜大于 40 萬(wàn) t。 ⑤ 防治水安全措施 突水前安全措施：工作面上下兩巷水溝保持暢通，無(wú)淤泥、積水及臟雜物堆積 ； 下巷有積水時(shí)，必須安泵排干 ； 該面水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，雖不會(huì)影響生產(chǎn)， 但隨工作面推進(jìn)，老空水流入該面下巷，因此面下巷應(yīng)有一臺(tái)備用排水泵 ； 要保持工作面下部超前開(kāi)采 5m，實(shí)現(xiàn)仰采，出現(xiàn)淋水后，可盡量減少進(jìn)入工作面的水量 ； 工作面開(kāi)采過(guò)程中，必須堅(jiān)持有疑必探的原則。 ④ 綜采工作面煤塵治理技術(shù) 煤礦 粉塵的危害是眾所周知的，粉塵不僅使長(zhǎng)期處于該環(huán)境下工作的工人患 職業(yè)（矽）肺病，還會(huì) 發(fā)生 爆炸 ， 對(duì)工 人及礦井的安全造成極大的威脅。 采煤工作面的快速推進(jìn)不僅是一個(gè)效益問(wèn)題，而且是一項(xiàng)極其重要的防火措施，是保持工作面采空區(qū)較低自燃幾率的根本問(wèn)題。 ③ 綜采工作面防滅火技術(shù) 對(duì)于低瓦斯礦井，在確保人員呼吸、設(shè)備冷卻及創(chuàng)造較好生產(chǎn)環(huán)境的前提下，風(fēng)量計(jì)算中各參數(shù)取下限以減少工作面兩端風(fēng)壓差。 另外，還需在綜采工作面設(shè)置瓦斯自動(dòng)報(bào)警斷電儀和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)綜采工作面的瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)并及時(shí)分析。 經(jīng)風(fēng)量計(jì)算、風(fēng)速驗(yàn)算后， 31503 東工作面風(fēng)量取 335m3/min。 ，操作空間小，不利于人員安全操作和躲避災(zāi)害。 (個(gè)別受斷層影響的塊段最大達(dá)到 30176。 。其底部為煤 16，厚度 左右 ， f＝ 。基本頂為淺灰色中砂巖，厚度平均 16m，鈣質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬不易冒落， f=5，基本頂初次來(lái)壓步距為 21m，屬于 Ⅰ 級(jí)來(lái)壓不明顯頂板。 ，斷層多地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。 15 煤層綜采適應(yīng)性分析 (1)煤層賦存 煤層厚 ～ ，平均 ，含夾石 0～ 2 層，夾石厚度 ～ ，平均 ，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 為復(fù)雜煤層，一般由夾石將煤層分為上下兩個(gè)分層，上分層厚 左右，下分層厚 左右。 ⑤ 推進(jìn)速度快，可減小礦壓對(duì)底板的破壞，避免了支柱鉆底造成支護(hù)材 料的丟失浪費(fèi)，增加了礦井效益。 ④ 促進(jìn)我礦 “雙高 ”礦井建設(shè)。 ② 綜采支護(hù)回撤采用快 速移架方式，減少了高檔普采工作面人工回撤柱梁鞋工序，有力地保證了安全生產(chǎn)。而在薄煤層工作面實(shí)施綜采尚屬首次。因此，為確保 XX 煤礦實(shí)現(xiàn)安全高效開(kāi)采，急需對(duì) XX 煤礦 15 層煤采煤方法進(jìn)行改革。 ④ 礦井全員效率低，生產(chǎn)成本高，安全條件差等一系列問(wèn)題日益突出。 ② 工作面推進(jìn)速度慢，工作面支護(hù)難度大，工作面及上、下平巷受壓力影響范圍大，上下平巷維護(hù)量大。 目前綜采已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的重要途徑，綜采工作面年產(chǎn)量大多在 80 萬(wàn) t 以上。工作面循環(huán)作業(yè)方式均采用三班生產(chǎn) ， 邊采邊準(zhǔn)，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的檢修班，設(shè)備檢修在生產(chǎn)班中利用支柱、回柱放頂時(shí)間進(jìn)行。最大控頂距 ，最小控頂距 ，見(jiàn)四回一， 見(jiàn)附圖 。 目前該煤層均采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法。 ，煤層硬度 f =。原始巖溫為 31℃ 的點(diǎn)屬地溫正常背景下的一級(jí)高溫區(qū)。 地溫 常溫帶一般在孔深 40～ 60m，溫度 16℃ 左右。礦井第二次延深勘探對(duì)第 15 煤層進(jìn)行了煤塵爆炸試驗(yàn)，各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。容重 ，工業(yè)儲(chǔ)量 22 萬(wàn) t，可采儲(chǔ)量 萬(wàn) t。 (4)儲(chǔ)量情況 31503 工作面儲(chǔ)量計(jì)算范圍：東至 31503 東切眼；西到 315 上山保護(hù)煤柱線；上至 31503東上巷；下到 31503 東下巷。) 落差 (m) 性 質(zhì) 影響程度 F1 65 335 60 正斷層 頂板破碎 F2 55 325 60 正斷層 頂板破碎 F3 80 350 60 1 正斷層 頂板破碎 F4 78 348 70 正斷層 頂板破碎 F5 50 320 65 正斷層 頂板破碎 F6 165 255 40 正斷層 頂板破碎 F7 140 50 50 正斷層 頂板破碎 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 F8 30 300 50 正斷層 頂板破碎 F9 145 55 40 正斷層 頂板破碎 F10 145 235 45 逆斷層 頂板破碎 F11 180 90 70 3 正斷層 需補(bǔ)切眼 F12 95 185 50 正斷層 頂板破碎 F13 170 80 60 正斷層 頂板破碎 F14 20 290 40 正斷層 頂板破碎 F15 55 325 50 正斷層