PDF《长初次来压步距下三角式扇形卸压初采技术研究》

0 引言中硬岩层采场条件下,位于直接顶之上的基本 顶厚而坚硬,常见岩性有砂岩、砾岩、石灰岩、坚硬的 砂页岩等,其厚度一般大于

2 m,单轴抗压强度一般 大于

60 MPa. 多年的开采实践表明,在工作面初采 期间、基本顶初次断裂之前,由于矿山压力较小、顶 板坚硬,基本顶一般难以垮落,易形成大面积的悬

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1 杨继和等:长初次来压步距下三角式扇形卸压初采技术研究

2017 年第

8 期顶. 随着采场的推进,在自重应力或上覆软弱岩层 的作用下,大面积悬露的顶板弯曲应力达到其强度 极限时,产生裂隙直到断裂,顶板断裂后很难靠咬合 点的摩擦力维持平衡,岩梁会产生剪切破坏,其运动 常给采场带来严重的矿压显现,甚至断裂后冒落形 成冲击矿压和暴风现象. 冲击风暴的强度随着岩梁 悬露的面积、采高的增加而增大. 近年来,初次来压 引发顶板事故已成为煤矿的主要灾害之一. 多年 来,相关学者对此进行了大量研究,并取得了丰硕的 研究成果,防止和减弱其危害的基本原理是改变岩 体的物理力学性能,减小顶板悬露和冒落面积;

减小 顶板下落高度,以降低空气排放速度. 主要措施有: ①顶板高压注水,从工作面两巷向顶板打深孔,进行 高压注水,顶板注水可以起软化顶板,增加和扩展裂 隙,润滑弱面等作用;

②强制放顶,减少悬露面积;

③预防暴风措施,一般是采用堵和泄的办法. 为解 决中硬岩层回采工作面初次来压步距长、初采损失 大,基本顶断裂来压时矿压显现显著的问题,笔者尝 试研究了三角式卸压初采技术,以期提高煤炭资源 采出率.

1 中硬岩层条件下采场初次来压显现情况 1?

1 下位岩梁初次来压矿压显现情况

41108 工作面为大恒煤业投产验收工作面,采 用综采放顶煤技术进行回采,全部垮落法管理顶板. 工作面初采期间,根据矿压观测,自开切眼后帮推进

60 m,下位岩梁初次断裂垮落之前,工作面中部

6 条 测线支架时间加权平均工作阻力为

2 710 kN/ 架;

推过60 m 之后,来压期间时间加权平均工作阻力为

6 513 kN/ 架,增阻系数为 2.40. 在41108 工作面下 位岩梁初次断裂时,从位于

41108 回风巷距工作面

380 m 处观察到,工作面方向突然传来一阵飓风,作 业人员险被冲倒,随即粉尘飞扬,之后散落在设备上 形成

1 mm 以上的粉尘. 根据工作面来压前后矿压 观测数据和压力显现情况可判定,41108 工作面下 位岩梁初次断裂垮落步距为

60 m. 1?

2 上位岩梁初次来压矿压显现情况 在41108 工作面推进

112 m,上位岩梁未断裂 来压之前,工作面煤壁和顶板比较稳定. 煤壁只有 局部少量片帮,控顶范围内顶板沉降不明显,工作面 内支架前后立柱高度都保持在

1 400 ~

1 500 mm. 上位岩梁断裂来压期间,工作面煤壁大范围片帮,工 作面中部顶板急剧下沉. 由于支架大立柱一直处于 急速开启 让压 状态,活柱高度显著降低. 来压期 间,工作面中部支架前后立柱高度在

620 ~

900 mm, 工作面内安装的

10 台监测分机,几乎同时显示出顶 板压力突增,中部支架一级伸缩柱几乎压至缸底. 支架状态如图

1 所示. 图1上位岩梁初次断裂期间支架状态 Fig?

1 Powered supports status during the period of initial breaking of upper rock beam 经矿压观测数据与矿压显现情况分析,上位基 本顶初次来压步距为