林西矿-再生胶结顶板控制研究应用

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1、附件1开滦（集团）有限责任公司2016年技术创新计划项目任务书项目名称：注水胶结再生顶板控制研究应用承担单位：唐山开滦林西矿业有限公司项目负责人：李振国参加单位：生产技术部、相关回采单位项目专业：采、掘、开计划年度:2016年度起止年月：2016年1月至2016年12月填报日期：2015年12月3日开滦（集团）有限责任公司制－13－一、项目内容摘要厚煤层分层开采后，下分层开采时采煤工作面上方岩层经过一次冒落，通过注水胶结重新压实后形成再生顶板。再生顶板各岩层从下到上依次为：第一层是压实的浮煤层，随釆随落，为工作面伪顶，可作为假顶的标志层；第二层为注

2、水和松散破碎岩石组成的胶结层，厚度一般为400mm~800mm，为下分层的直接顶板；第三层位于胶结层之上，为上分层开采时垮落带内的冒落岩层；第四层为上分层开始时裂隙带内的岩层，岩层完整性较好，岩石块度较大。只有当顶板遇到水膨胀和经过一定的时间以后能够胶结的软弱泥质岩石时，才能形成人工胶结顶板。依靠向采空区中冒落矸石洒水，可以形成人工胶结顶板，并保证它具有足够的稳定性。开采相邻分层的超前时间，变化范围很大，由2-3个月到几年，影响其的主要因素有：上分层回采时引起的岩石剧烈移动的稳定情况；为了安全和有效的开采下分层，冒落矸石的经过注水胶结形成再生顶板的

3、情况；煤的自燃发火性质及釆空区的温度情况。顶板岩石的强度越低及遇水膨胀的能力越大，则胶结的时间越短。经过洒水的冒落矸石，经过10~12个月以后，允许短时间悬露的面积约为6-9m²。经过14~16个月后，再生顶板的强度提高基本较少。说明一般经过10~16个月再生顶板开始具有足够的强度，可以进行下分层的回采活动。关键词再生顶板；注水胶结；分层开采－13－二、项目的立项背景和意义目前林西矿在18采区是矿井生产的主力生产区域，煤层厚度较大，可采储量较大，2016年开采的1893上底综采工作面为研究对象，进一步实践，摸索出更为成熟的再生胶结顶板管理方法。18

4、93上底综采工作面位于林西井田单斜构造块内，为8、9煤层分合区区域，根据1883上综采工作面回采实见资料分析，上分层采高2.8m，已回采范围剩余煤层厚度3.7~7.0m，平均5.5m，夹石岩性为粉砂岩，黑色质硬，局部为泥岩，块状，易碎，含植物化石。煤层倾角15°~28°，平均20°。煤层走向范围53°~58°。分层开采注水胶结顶板技术是一种三种技术中使用最为成熟的一种，是20世纪80年代对厚煤层主要开采技术。该技术是将厚煤层分成若干个2~3.0米的分层，通过注水胶结再生顶板后逐层开采。当采用自上而下逐层开采时，其工艺过程是为确保下分层回采安全，在上

5、分层开采后必须铺设人工假顶或形成再生顶板。目前多采用在分层间铺设金属网，作为下一分层开采的“假顶”。针对厚煤层的开采技术有很多，目前结合本矿井的生产经验，掌握了再生顶板管理的基本技术，实现了企业安全生产，但需要对具体的煤层条件和地质条件做调查研究，通过技术试点和加强管理最大化的实现煤炭企业的效益。－13－三、国内外现状及发展趋势国内厚煤层开采技术的发展分层开采在20世纪80年代以前，厚煤层主要以分层开采为主，即平行于厚煤层面将厚煤层分为若干个2.0~3.0m左右的分层自上而下逐层开采，个别也有自下而上逐层开采的。当自上而下逐层开采时，上一分层开采后

6、，下一分层是在上分层垮落的顶板下进行，为确保下分层回采安全，上分层必须铺设人工假顶或形成再生顶板。目前多采用在分层间铺设金属网，作为下一分层开采的“假顶”，下分层开采在“假顶”保护下作业，称为下行分层开采。有的矿区为了进行地面保护，或在特易自燃的特厚煤层条件下采用了上行充填开采，如水砂充填、风力充填等，称为上行分层开采。分层开采的优点是技术相对成熟，是我国长期应用的1种采煤方法，具有设备投资少、一次采高小、瓦斯治理技术相对成熟、上露岩层及地表可以实现缓慢下沉等。但分层开采同样也有一些缺点，如巷道掘进率高、产量低、开采成本高、下分层巷道支护难度大、区

7、段煤柱损失大、采空区反复扰动、易引起采空区自燃等。由于分层开采存在上述不足，我国从20世纪80年代中期开始研究和应用厚煤层放顶煤开采技术，并取得了举世瞩目的成绩。国外厚煤层开采技术的发展国外近年来,在原有的中厚煤层开采装备的雄厚技术基础上,研制开发适用厚煤层开采一次采全高的高产高效综采设备,特点是大功率,高强度,重型化。使工作面设备有较大功率和强度备用系数去应付可能出现的恶劣条件,避免出现满负荷或超负荷状态。由这些设备配套装备的采煤工作面,其生产技术经济指标都比较好,而且未发现有严重损坏的主要生产设备。－13－四、项目主要实施内容、技术路线、技术关

8、键及创新点一、研究、实施内容1、1893上底工作面回采时实施进一步探煤厚工作记录。2、1893上底工作面分层开采后铺设人工