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煤礦頂板事故防治技術(shù)-閱讀頁

2025-01-23 23:04本頁面
  

【正文】 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 ( 二 ) 各種頂板事故的原因分析及勘察 ② 防治措施 當(dāng)煤層傾角超過 60186。 ?打緊支柱,軟底要下底梁,順山棚梁要對(duì)接。 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 ( 一 ) 巷道頂板事故的分類 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 ( 二 ) 掘進(jìn)工作面的冒頂事故的原因及防治 ?掘進(jìn)破巖后,頂部巖石與巖體失去聯(lián)系,若支護(hù) 不及時(shí),隨時(shí)可能冒落; ?已支護(hù)的頂部巖石,若支護(hù)失敗,可能造成冒落。 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 ?開岔口應(yīng)選擇巖性較好的位置 ?嚴(yán)格操作規(guī)程,先支抬棚,后拆除原棚 ?注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格,保證抬棚有足夠的強(qiáng)度 ?當(dāng)開口處圍巖夾角被壓壞,應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)和穩(wěn)定措施 ( 三 ) 巷道交岔處頂板事故的原因與防治 第三部分: 頂板事故的致因防治 思考題 ? ? ? ? 第四部分: 煤礦事故隱患分析 圖 41 直接頂初次垮落形成過程 (a) (b) (c) 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的影響 圖 42 老頂斷裂成巖塊后的轉(zhuǎn)動(dòng) 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的影響 圖 43 老頂周期來壓的力學(xué)模型 第四部分: 煤礦事故隱患分析 節(jié)理裂隙按生成原因又分為三類: ?原生裂隙 ?壓裂裂隙 ?構(gòu)造裂隙 第四部分: 煤礦事故隱患分析 圖 44 各類裂隙圖 R1:平行于層面 R2:垂直于層面 R3:向煤壁方向傾斜 R4:向老塘方向傾斜 R5:楔形裂隙 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的重要依據(jù) 圖 45 工作面實(shí)際測(cè)定的“ S- t”曲線 1-采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn) 15米; 2-采煤機(jī)距離測(cè)點(diǎn) 10米; 3-放頂過測(cè)點(diǎn) S點(diǎn); 4-放頂過測(cè)點(diǎn) 15米; 5-放震動(dòng)炮后; 6-采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn) 6米 第四部分: 煤礦事故隱患分析 、 空間上的相對(duì)位置關(guān)系對(duì) 安全生產(chǎn)的影響 圖 46 回采工作面支架調(diào)壓試驗(yàn)所得“ P-△ L”曲線 周期來壓情況 …O… 表示最大值; O-表示平均值; A-支架工作穩(wěn)定區(qū); B-支架工作不穩(wěn)定區(qū) 第四部分: 煤礦事故隱患分析 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的有關(guān)規(guī)定 采煤工作面任意丟失頂煤或底煤,會(huì)帶來以下三方面的問題: ?浪費(fèi)資源,使工作面回采率達(dá)不到規(guī)定要求。 ?會(huì)導(dǎo)致“頂板 +支架 +底板”組成的支護(hù)系統(tǒng)的剛度 降低,引起單體支柱鉆底或液壓支架底座下陷, 頂板狀況進(jìn)一步惡化,從而導(dǎo)致頂板事故。 采空區(qū)不得遺留未經(jīng)設(shè)計(jì)規(guī)定的煤柱。 第四部分: 煤礦事故隱患分析 主要原因: ?有利于形成再生頂板:作下分層開采時(shí)的頂板用之, 一般壓實(shí)時(shí)間為 4~ 6個(gè)月。 , 必須向采空區(qū) 注水或注漿 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的影響 第四部分: 煤礦事故隱患分析 圖 411 ( 1) 錨桿懸吊作用 第四部分: 煤礦事故隱患分析 圖 411 ( 2) 錨桿組合作用 第四部分: 煤礦事故隱患分析 圖 411 ( 3) 錨桿擠壓作用 第四部分: 煤礦事故隱患分析 的影響 思考題 1. 如何認(rèn)識(shí)煤礦頂板事故隱患的危害? 2. 試分析與外力量及消除煤礦頂板事故隱患的重要性 。 第四部分:煤礦事故隱患分析 第五部分: 沖擊地壓的基本知識(shí) 一 、 概述 二 、 沖擊礦壓的形成和機(jī)理 三 、 影響沖擊礦壓發(fā)生的因素 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) 一 、 概述 ( 一 ) 國(guó)內(nèi)外沖擊地壓的發(fā)生情況 ,按發(fā)生原因分為三類。 ?微沖擊 ?弱沖擊 ?中等沖擊 ?強(qiáng)烈沖擊 ?災(zāi)害性沖擊 一 、 概述 ( 二 ) 沖擊地壓的分類 。 1* ?KKK*K三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 假設(shè)煤層中的形變彈性能被塑性變形所吸收,則體變彈性能全消耗于破壞煤體和使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。(222 22222201 EEEREEdEU c ????????? ????????故 ERU c221 ?三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 若考慮巷道周邊的巖塊處于雙向受力狀態(tài),則所需能量要比U1大,現(xiàn)用一般性系數(shù) K0( K0≠1)來表示,則破壞單位體積的能量U2為: ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 ERKU c2202 ?1U三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 按能量準(zhǔn)則: ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 2vUU?ERKrHEc c2)(6202 ?所以: cKrRH c ?化簡(jiǎn)得: 此處的 H即是發(fā)生沖擊地壓的臨界深度,國(guó)內(nèi)外資料表明為 200米。 ERKrHcUUU cv 63)( 2022?????三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 51 我國(guó)部分礦井發(fā)生沖擊地壓的臨界深度 ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 局、礦 名稱 門頭溝 天池 撫 順 大 同 城子礦 大臺(tái)礦 陶莊礦 房山礦 唐山礦 臨界 深度 (米) 200 240 250~ 300 330 460 480 520 540 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 52 發(fā)生沖擊地壓的強(qiáng)度和頻次與開采深度的關(guān)系 ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 地區(qū)與礦名 強(qiáng)度或頻次 單位 開采深度(米) 201~ 300 301~ 400 401~ 500 501~ 600 601~ 700 重慶 地區(qū) 發(fā)生強(qiáng)度 (平均煤量) 噸 /次 68 118 947 1250 — 天池礦 發(fā)生次數(shù) 次 % 1 3 9 32 9 32 6 32 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 53 波蘭發(fā)生沖擊地壓的頻次與開采深度的關(guān)系 ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 開采深度 (米 ) 201~ 300 301~ 400 401~ 500 500 發(fā)生次數(shù) (次 /百萬噸 ) 16 62 83 142 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 2 .煤層和頂板巖石性質(zhì)及特征 ( 一 ) 礦山地質(zhì)因素 3 .地質(zhì)構(gòu)造 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 2 .煤柱 ( 二 ) 開采技術(shù)因素 3 .放炮 1 .采煤方法 圖 51易形成沖擊條件的特例 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) 預(yù)防原則: 二是改變煤巖體的物理力學(xué)性能,以減弱彈性能的能力。 -層間距離(米) 。 b -最大控頂距 ?避免跳區(qū)段回采 ?避免對(duì)采 ?追采的安全距離 ?背離采空區(qū)回采 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) ( 四 ) 避免在高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)巷道 前已述 ( 五 ) 采用長(zhǎng)壁式工作面開采具有沖擊危險(xiǎn) 的煤層 ( 六 ) 改變煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì) 四 、 具有沖擊地壓 煤層的開采技術(shù) ( 七 ) 設(shè)置沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 圖 5- 12所示的沖擊地壓綜合 防治方案,可供相關(guān)人員參考。 2. 試分析采深與沖擊地壓的關(guān)系 . 3. 從開采技術(shù)上應(yīng)如何預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生。 ( 一 ) 國(guó)外煤礦巷道極限深度的確定 1 .原蘇聯(lián) 表達(dá)式為: 二 、 深井開采極限深度的確定 即: 式中: ——覆巖重量, t/ m3; H ——極限深度, m; Rc ——單向抗壓強(qiáng)度, kg/cm2; 極限深度確定為: H=800m (注:不同的巖性有不同的容重及單向抗壓強(qiáng)度) 為不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的極限深度 ( 一 ) 國(guó)外煤礦巷道極限深度的確定 2. 德國(guó) 結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),計(jì)算所得的極限壓力值與極限深度值為: 二 、 深井開采極限深度的確定 式中: ρ——極限壓力 MN/ m2; β——底板巖層強(qiáng)度 MN/ m2, 巖性不同, 值也不相同; H ——極限深度, m 為此得出德國(guó)煤礦的極限深度為 800~1200m, 1200m為超深度或大深度開采。 二 、 深井開采極限深度的確定 根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹, 波蘭煤礦的極限深度為 750 m 日本煤礦的極限深度為 600 m ( 二 ) 我國(guó)煤礦極限深度的確定 當(dāng)巖層處于塑性變形階段時(shí), “ λ”值 側(cè)壓系數(shù)“ λ”值是水平壓力與垂直壓力之比。= ( 二 ) 我國(guó)煤礦極限深度的確定 k 表 61 不同巷道斷面壓力集中系數(shù)一覽表 二 、 深井開采極限深度的確定 巷道斷面形狀 壓力集中系數(shù) k 橢圓巷道斷面長(zhǎng)短軸之比 圓形斷面 2 圓拱形斷面 拱形斷面 3 直角形 (梯形 )斷面 ( 二 ) 我國(guó)煤礦極限深度的確定 巖石強(qiáng)度常隨時(shí)間而變化,一般認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度為 瞬時(shí)強(qiáng)度的 ~,即長(zhǎng)時(shí)載荷影響系數(shù), η=~。 不受相鄰礦區(qū)回采影響時(shí),取 KH= 受相鄰礦區(qū)回采影響時(shí), KH=~ ( 二 ) 我國(guó)煤礦極限深度的確定 二 、 深井開采極限深度的確定 所以,當(dāng)巷道周邊圍巖壓力超過巷道周邊巖體單向抗壓強(qiáng)度時(shí),巷道變形劇烈,可認(rèn)為此時(shí)的巷道即為極限深度,表達(dá)式為: 即 如果考慮構(gòu)造因素的影響,應(yīng)乘以構(gòu)造系數(shù) Kg, Kg的取值范圍一般按經(jīng)驗(yàn)取 。 超過各類圍巖的極限深度后,埋深每增加 100m,其圍巖移近量的增量如表 63所示 。 當(dāng) = 20MPa時(shí), H610m,煤體強(qiáng)度將遭到破壞。 當(dāng) = 30MPa時(shí), H880m,煤體強(qiáng)度將遭到破壞。 思考題 1. 研究深井礦山壓力有何現(xiàn)實(shí)意義? 2. 我國(guó)深井極限是如何確定的 , 考慮了哪些因素
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