3關(guān)于綜采放頂煤安全開采間題的認(rèn)識(shí)-文庫吧資料
2024-08-26 15:49本頁面
【正文】 柱始終處于高承載狀態(tài)，由活柱縮量或支架阻力等壓力顯現(xiàn)表達(dá)的顯現(xiàn)規(guī)律沒有明顯周期性等是頂板擠壓破壞頂煤作用實(shí)現(xiàn)的標(biāo)志。② 已開采頂分層（頂板已經(jīng)歷過一次破壞運(yùn)動(dòng)）的采場(chǎng) 。顯然 .當(dāng)頂板比較堅(jiān)硬的條件下 .在頂板處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的日常期間依靠頂板壓力破壞頂煤是不可靠的。作者認(rèn)為，在含高瓦斯煤層 .需要沿頂板開掘?qū)ｉT巷道抽排瓦斯的條件下，綜合考慮上述措施是可行的。對(duì)于不具備頂煤超前破壞的采場(chǎng)，有人建議采用預(yù)注水軟化煤層，超前爆破等措施，人為制造內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的 第 11 頁 共 18 頁 辦法，以實(shí) 現(xiàn)放頂煤開采。hr— 可放出的頂煤厚度 。根據(jù)目前研究結(jié)果， kmax在一般煤層和開采技術(shù)條件下 .kmax變化于 之間 。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(chǎng)，是頂煤已超前破壞的標(biāo)志 .如果忽略煤層各分層間以及煤層與頂板間粘結(jié)力，不考慮頂煤（ hr）和底煤（ hd）邊界條件的差別，則可以用下式 近似表達(dá)放頂煤開采條件下內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)范圍和存在條件，即：式中： h— 開采煤層深度 。前兩條是前提和基礎(chǔ)，后兩條是實(shí)施的關(guān)鍵。 ③ 采場(chǎng)支架選型及工況合理。在綜放實(shí)現(xiàn)安全開采的前提下， 第 10 頁 共 18 頁 保證采場(chǎng)較高回收率的條件是： ① 頂煤能破碎到由放煤口自由放出的程度，即煤層可放性好。 b 鑒于內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)范圍的擴(kuò)大，更有條件考慮在內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中掘進(jìn)布置回采巷道，以解決 采場(chǎng)巷道礦壓控制方案問題 .3 提高放頂煤綜采回收率及實(shí)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(jiǎn)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。針對(duì)放頂煤開采的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型特點(diǎn)，其開采設(shè)計(jì)決策應(yīng)考慮下述原則： a 支架阻抗力的下限應(yīng)能按平衡頂煤和直接頂同時(shí)運(yùn)動(dòng)的作用力 。在放頂煤開采條件下，垮落的直接頂厚度（ m2）與采空區(qū)殘留的浮煤高度（ hf）間的關(guān)系可用式（ 13）表出： ③ 由于一次采出煤層厚 度增加，出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的可能性及應(yīng)力場(chǎng)所伸展的范圍都比分層開采條件下大得多。有關(guān)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)對(duì)采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)的影響要比分層開采復(fù)雜得多。放頂煤綜采條件下的采場(chǎng)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(diǎn)： 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。掘進(jìn)時(shí)間不受巖層運(yùn)動(dòng)限制。滿足此要求的支護(hù)阻抗能力，應(yīng)保證在直接頂和下位巖梁來壓時(shí)完全平衡其作用力，即不出現(xiàn)安全閥開啟、頂板沉降的情況。在該處布置巷道，圍巖將承受超過原始應(yīng)力（ rh）的幾倍，不僅巷道維護(hù)困難，而且經(jīng)常在掘進(jìn)時(shí)引發(fā)沖擊地壓和瓦斯煤層突出等重大事故。在內(nèi)應(yīng) 第 8 頁 共 18 頁 力場(chǎng)（即圖 3 中 2 的位置）掘巷：此條件下掘巷的時(shí)間必須在老頂運(yùn)動(dòng)基本穩(wěn)定之后，支護(hù)方式應(yīng)考慮內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)煤體已經(jīng)破壞的現(xiàn)實(shí)，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(shí)的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大巷道頂板下沉量。b— 巷道寬度， m。其中，屬于有內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的結(jié)構(gòu)模型（如圖 3 所示），如果不出現(xiàn)底鼓等情況，則正確的設(shè)計(jì)決策分別為：沿空留巷（圖 3 中 1 的位置）：此時(shí)支架阻抗力最小需平衡直接頂?shù)淖饔昧?，支架的可縮量應(yīng)適應(yīng)下位巖梁觸研并壓實(shí)的沉縮全過程。X402。δha — 下位巖梁裂斷來壓觸矸時(shí)的最大采場(chǎng)頂板下沉量， m。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)具體煤層和開采條件建立采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型的工作已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)用階段 .采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型的類型和相應(yīng) 的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，開采方法的選擇、開采參數(shù)確定等設(shè)計(jì)決策，也就有了科學(xué)的基礎(chǔ)。當(dāng)開采深度較小，或者 煤層強(qiáng)度較高，支承壓力不足以超前破壞煤壁的情況下，采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)模型如圖 4 所示，即直接頂及老頂?shù)臄嗔哑茐膶⒃诿罕谔幇l(fā)生， “ 內(nèi)應(yīng)力場(chǎng) ” 的范圍（ s1）將趨于零。顯然，當(dāng)老頂來壓完成進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，該部分煤體的支承反力只要平衡直接頂?shù)淖饔昧纯?。上下兩巖層同時(shí)運(yùn)動(dòng)的條件可由下式表示： 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可以根據(jù)實(shí)測(cè)所得采場(chǎng)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(yùn)動(dòng) 步距值。實(shí)踐證明，對(duì)于一般 第 6 頁 共 18 頁 巖層覆蓋的采場(chǎng)，老頂總厚度大約為采高的 46倍，老頂所包含的 “ 傳遞巖梁 ” 數(shù)目，一般不超過 3 個(gè)。但當(dāng)假頂未壓縮，即 kc=ka時(shí)， mnm=nmc1，第 n 分層的冒高是第一分層冒高值的 n 倍。當(dāng)老頂下位巖梁周期來壓步距 c1和來壓完成時(shí)控頂距 lk處的頂板下沉量 △ha 已知時(shí)，可以按下式近似算出 sa值代入式（ 1），推斷 m2值。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(yùn)動(dòng)明顯影響采場(chǎng)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。③ 支承反力的大小和分布。提供回采工作面和巷道礦山壓力控制等開采設(shè)計(jì)決策及進(jìn)行開采條件分析的完整采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型所包含的內(nèi)容如下：① 需控制的巖
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