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1、极近距离托复合软顶回采摘要:通过对工作面设备的合理配套及应用,改革支护方式,科学、系统的组织生产,严格安全技术管理,填补了极近距离托复合软顶回采上的空白。关键词:极近距离;托复合软顶开采;支护方式;“兀”型钢梁;4梁8柱。1、概述:正阳煤矿于1958年建矿,1960年1刀1日正式生产,矿井开拓方式为斜井单水平上、下山分区式开拓,经历了三次改扩建后矿井设计能力150万吨/年。2006年核定能力165万吨/年,1〜11月份实际产量165万吨,预计全年生产184万吨。矿井开采煤层为上侏罗系鸡西群城子河含煤组,井田内有可采煤层16层,平均煤层总厚度为21米,倾角5。〜25。,发育较稳定。2、
2、矿井薄煤层氏存情况:我矿各采区开采中部层组29#层时,将下部层0.8〜3m间距极近的27#层薄煤层(优质煤层,厚度0.8〜1.3m,灰分18〜20%)全部放弃,没有开釆,总共可采储量559力吨。分别分布在一采浅部29#层组和四采29#层组,储量分布为286万吨和273万吨。当时没冇开采的主要原因是由于29#层开采完后,其底板由于较薄受采动影响产生底鼓,底板岩石完整性被破坏,再开采27#层顶板支护困难,因此全部放弃。3、釆区概况:四采29#层位于皮带井东部,29#层于2003年回采完毕并关闭该区,其卜部的27#层煤层厚度0.9〜1.Im,倾角5°,灰分18〜20%,可釆储量273万吨。
3、距29#层层间距0.8〜1.6m,为煤页岩互层,即27#顶板,其底板为5m细砂岩。4、设计依据:由于29#层已开采完,老顶活动已经完成,因此,开采其下近距离煤层时,工作面只是直接顶活动,其上覆岩石已冒落完,已垮落的顶板岩石经过一次压实,老顶已经历了一次暴露、破裂、折断的过程,再次开采时其矿压显现顶板来压表现为静载荷,没有动载荷作用,这样,为极近距离煤层掘进及开采支护创造了有利条件。冋采工作只要支护其直接顶及上层开采时产生的冒落带载荷即可。5、回采工作面控顶可行性分析:根据直接顶极限跨距计算结果在2.5〜4.7m,由此可确定对于回采工作而控顶是可行的,而且只要保证直接顶不发生漏顶,在回
4、采过程中是可以保证工作面的顶板管理的。6、回采工作面设计:1)技术条件:该工作面为四采27#右一工作面,设计为高档工作面,采高0.9〜1.5、工作面长度104m、走向长度450m、煤层倾角5。、可采储量6.3万吨,工作面采用MG-80/200采煤机,配SGZ-110型刮板运输机,DZ-1.2单体液压支柱配自制铁顶帽支护顶板;下巷选用SGW-40T运输机转载、SJ-80皮带一台。2)工作面顶板管理:工作面采用3、4排柱管理,循环进度0.7m,机道宽1.4m,排距0.7m,柱距0.6m,支护密度1.8棵/nf。工作而采用走向长壁后退式开采,全部陷落法处理采空区。为防止单体液压支柱初撑力增
5、大,将直接顶剪切破坏,采用自制铁顶帽(采用长0.3m、宽0.2m、厚0.02m铁板,底下焊接长0.3m的“兀”型钢梁制成)扩大顶板支护面积,减少支护对直接顶的应力集中,工作面初撑力在5t/棵。3)机道顶板管理:由于机道宽,控顶时间较长,因此机道顶板管理是决定复采成功的关键因素。经研究决定对机道采用在第一排柱间每6m增设一根单体柱配2.Om长“兀”型钢梁挑梁支护机道,使机道顶板得到及时支护。遇冇层理或节理发冇的地方,根据现场实际情况进行加密挑梁,成对布置“兀”型钢梁边步式支护机道,根据现场观测基本护住了机道的顶板。4)上下两口端头支护:上下出口端头采用4梁8柱支护顶板,下出口在采后位码
6、石墙,码到二排柱。上下出口20m范围内末排柱使用对柱管理。5)超前支护:上巷超前20m采用双排单体柱配较接顶梁支护,排距1,4m,柱距1・勿;下巷超前20m采用双排单体柱配矿用工字钢支护,排距0.8m,柱距1.0m。由于下巷留巷,采后位以石墙为准,滞后20m用单体柱挑棚梁加强支护,20m以外采用木柱替换掉单体柱沿空留巷,形成木棚加石墙支护,保证沿空留巷的安全使用。6)进刀方式:采用端部斜切割三角煤自成缺口进刀,双向割煤。7)作业方式:采用三、八作业,边采边准,当班作业方式釆用分段综合作业。移溜滞后采机15米,不准超过30米;打柱滞后采机不准超过15米。8)矿压观测:由矿压观测结果可知
7、:当工作面白开切眼推进20.5m时,工作面1〜4排柱支柱载荷明显上升,曲10MPa上升至22MPa,说明原29#采空区老顶已活动。推进至37・4m时,支柱载荷明显上升,2〜4排柱最低载荷为20MPa.最高载荷为39MPa,这说明初次来压已开始。初次来压持续13•加左右,支柱载荷开始下降,1〜4排柱支柱载荷降到20〜13MPa,说明初次来压已结朿。工作面在初次来压期间,机道出现二皮脱落、顶板破碎,三、四排柱泄压现象显现,下巷沿空留巷片帮严重。工作而继续推进4