浅埋深整体性强的软岩条件下的长壁综合机械化开采

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1、浅埋深整体性强的软岩条件下的长壁综合机械化开采中国煤矿工程机械装备集团进出口公司（简称CME）1997年向印度出口了3套综采成套设备，在中国专家指导下，首先在巴兰布矿P-1首采工作面安装好设备，于1998年5月11日投产。至1998年11月初已采出33.8万t煤炭，11月23日工作面推至735m处停采，工作面结束，获得良好经济效益。后将设备全部搬至第二个工作面，按原地面爆破工艺生产。1巴兰布矿5号煤P-1工作面条件1.1煤层赋存条件5号煤P-1首采面开采深度40～55m，煤厚平均2.41m，倾角1°～3°，煤硬f=2.5～3，煤质为C级，容重1.5t/m3，发热量为5335kcal/kg。

2、该面上覆岩层从下向上为：薄层页岩平均厚240mm，比较稳定；砂岩平均厚41.5m，RQD平均为62.4%～77%，个别分层RQD达100%，RMR为48%，单向抗压强度为3.216～13.964MPa，单向抗拉强度为0.91～1.318MPa；表土层平均厚9.5m，底板为砂岩及砂页岩。P-1首采面的地质构造简单，工作面淋水大，一级瓦斯涌出量＜1m3/t，煤层无爆炸危险。1.2生产技术条件矿井利用斜井与立井联合开拓，矿井生产能力为54万t/a，工作面长度145m，走向长度735m，平均采高2.31m。选用CME提供的主要设备：MG375W型双滚筒采煤机一台；ZZ4400/14/27型支撑掩护

3、式支架99台，排头架4台（支架工作阻力5024kN/架，合支护强度为84.5t/m2）；SGZ-764/400型刮板输送机一台，SZZ-764/132型桥式转载机一台；PCM-110型破碎机一台，MRB-200/31.5型乳化液泵3台，RX-1000型乳化液箱2台；CK2型工作面通讯设备2套，英国变压器、开关及电站一套。2液压支架选型及主要参数调定2.1支架支护强度确定中方专家根据印方最初提供的P-1首采面岩性指标：RMR为48%，RQD平均为46%～62%，单向抗压强度为86.8kg/cm2，属中等稳定程度，利用岩石自重法及巷顶初次来压步距法确定的支架支护强度为75t/m2，合工作阻

4、力为4400kN。其安全系数为1.3～2.2。印方专家依据表1所列给的资料，经计算，含30%的安全系数，确定巴兰布矿支架支护强度为55t/m2，合支架工作阻力为330t/架。表1印度两矿的钻孔资料2.2架型选择印度专家推荐采用两柱掩护式支架，CME专家根据现场观察到的上覆岩层整体性较强、巷柱式开采时采空区垮落呈大块等情况，加之采深浅，决定采用四柱支撑掩护式支架，提高了支架切顶能力。实践证明，这种选型是正确的。2.3液压支架主要参数调定支架结构高度1.4～2.7m；移架步距0.6m，梁端距346～414mm；泵站压力30MPa，初撑3628kN/架，立柱初撑力942kN。强度试验泵压30×1

5、.25=37.5MPa，印度对立柱的试验工作阻力为40MPa。支架型式和强度试验均通过了中国和印度的试验标准，取得了合格证。在工作面开采过程中，因P-1首采面上覆岩层岩性局部发生变化，致使在该面推至距开切眼84m和168m处两次垮至地表，使工作面中部支架压死，并损坏了液压系统元件和支架顶梁、立柱等部件。经中印专家研究决定：在采取地面爆破条件下，将工作面全部安全阀开启压力由35MPa提高到40MPa，支架支撑能力提高约14%，使支护强度从割煤前的74t/m2提高到84.5t/m2。3P-1首采面岩性变化及其矿压显现特征在中国专家组织领导下，采用四八交叉作业，采煤机斜切入刀，双向采煤，追机作业，

6、先移架，后推溜及时支护顶板，计划日产1950t。在工作面推采过程中，于5月28日和6月17日工作面上覆岩层两次垮至地表，顶板大面积垮落，活柱急速下缩，工作面矿压显现剧烈，使工作面中部部分支架被压死，并遭破坏。经分析认为：发生上述剧烈矿压显现是由于上覆岩层岩性同最初提供的资料相比有变化，变化了的岩层，导致了难垮顶板的矿压显现。3.1P-1首采面岩性变化勘测由表2可知：P-1首采面岩性分布是不均的。沿工作面走向，靠近开切眼附近顶板完整性较高，RQD＞75%，顶板属难垮顶板。压死支架正处在此区内。表21998年6月以后印方提供的P-1首采面岩性资料根据在P-1首采面采空区上方新打的BH-3和BH-

7、4钻孔资料，自地表至22.5～47.5m和33～49.4m岩层下落后仍呈大块规则排列，可取出各个分层的完整岩芯，这表明其岩性整体性是很强的。巴兰布矿P-1首采面上覆岩层断裂步距是有规律的，共垮至地表4次，其步距分别为84、84、86和84。除第一次垮至地表前其间上覆岩层断裂次数较少外，其余三次垮至地表前其间上覆岩层断裂分别为5、7和7次。来压强度分别在1.22～1.41、1.28～1.37和1.12～1.37