近距离煤层群上行开采矿压多元控制技术

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1、近距离煤层群上行幵采矿压多元控制技术作者:智贏论文网日期:2016-9-198:21:08点击：0我国一些矿井受资源枯竭、冲击地压、煤与瓦斯突出、“三下”灰煤开采、矿井达产任务等因素的影响，从不同角度都提出了上行开采问题，并针对各自具体惜况，开肢了相应的研究与试验工作，已积累了大莆的成功经验和丰富成果。己有研究和生产实际表明，不同岩性的层间岩层，上行开采需要满足的采动影响倍数不同，就坚硬顶板条件下单一煤层上行开采而言，采动影响倍数应大于8。上行开采只有在满足采动影响倍数的前提下，方能安全正常进行:若采动影响倍数

2、不满足要求，即上行开采而距离下煤层采空区较近（近距离煤层），上行开采需要采取一定的安全技术措施，冰能确保安全开采［1一4］。H前，在坚硬层间岩层近距离煤层群条件K开嵌的上行开采技术研究和生产实践还较少，未见到公开报道的成功先例。以新疆龟兹矿业丙井近距离煤层艰硬层间岩层条件为例,结合上下采面巷道外错布S方式，认为在下部采空区切眼边界及运输巷处的“悬空结构”将给上行工作而的安全回采带來较人的安全隐患。针对该问题开展深入的分析研究，在顶板一煤层—底板“三位一体”多元防治技术为理念的基础上，采用理论分析与数值模拟相结介

3、的分法确定介理技术参数，提出顶板破断、煤层减压、底板注浆充填及工作而推进A式优化相结合的多方位防治措施，进而确保上行开采安全进行。1工作面概况新疆龟兹矿业丙井A603T作面煤层焊3.2〜5.75m,平均厚度5.0m,采用综放开采技术，全部垮落法管理顶板，回采结束2年多。A603工作面上部的A6—103工作面埋深210〜215m，倾向长145m，走向长1000m,煤层倾角5"。A6—103工作面切眼和运输巷布置与上部A603工作面切眼和运输巷呈外错布置，布置示意阁如阁1。图1上行开采工作面布置示意图A603与A6

4、—103工作面层间距17.1m，层间岩层主要为中砂岩、粗砂岩和砾岩,以中砂岩为主,约占层间岩层焯度的76%〜80%，且煤岩试验测定出中砂岩的单轴抗压强度为67.5〜105.6MPa，平均单轴抗压强度为91.1MPa,为极坚硬性岩性。在下部A603工作面开采过程屮，揭露的顶板完整性好，较难垮落，屈咯硬完整难冒顶板。可能存在垮落不实或大空洞存在，尤是在A603切眼附近。所以，在上部A6—103工作而上行综放开采过程屮，会导致层间岩层失稳，从而发生大面积突然垮塌，制约矿井的安全生产。同时A603采空区处在上部工作而周

5、期來压、超前动压、煤殖及上覆岩层压力等多:準:应力的叠加区，从而增加了上行开采的难度。2“三位一体”多元控制技术2.1顶板预裂爆破2.1.1预裂爆破机理山于岩石爆破碎裂是一个极为迅速的过程，使得对艽机理的研究至今未形成一奩完整准确的理论。似爆破产生的动压“震裂”效应及静灰爆生气体的“气楔”作用得到了广泛的认可。超前深孔顶板预裂爆作为一种在.顶板岩层I々部几无爆破山面的爆破A式，是通过对煤沿体深部高应力集屮区打孔并实施爆破，利川爆破产生的商压冲击波、商温爆轰气体和强力扰动对煤体进行损伤破坏，弱化煤沿力学性质的同时

6、改变岛应力区附近的煤沿体结构，使M:不具备积聚高应力和储存髙弹性变形能景的能力，达到降低应力巣屮程度，破坏顶板大而积突然垮断造成工作而突然剧烈來压的应力条件和能®传递条件。因此，超前深孔顶板预裂爆破防冲原理的核心祚于充分利川爆炸冲击波产生的冲击压缩作川和/、V:力波产生的致裂作川，使顶板产生预裂隙破坏K整体连续性而非崩落，破坏高应力及能量积聚和连续传递的条件，同时随稽工作而的推进，使顶板处于超前支承压力及支架初撑力作川下，使得顶板及时垮落［5］。2.1.2顶板预裂爆破方案爆破主要分为血内浅孔爆破、两巷深孔预裂爆

7、破、顶板（顶煤）工艺巷深孔预裂爆破等。鉴于龟兹煤矿顶板一煤层一底板“三位一体”组合结构会造成未充分垮落区域顶板失稳现象，为了减小作川在顶板上的压力，现场采川了预裂爆破手段切断基本顶形成的“姑竹梁”结构的方法，降低岩梁的抗拉强度，人为改变了周期來乐步距，从而减小悬臂梁结构在滑移、旋转过程屮通过支架传递给底板的动载，进而可以保证工作面安全冋采。此次龟兹矿A6—103工作血上行开采顶板预裂爆破当屮，设计为两巷深孔预裂爆破和工作而内爆破和结介的A式。2.1.3爆破方案及参数根据A6—103工作而覆岩屮关键层为上方20m

8、处的粗砂岩，故木次预裂爆破的对象也是该关键层。结合现场劣际，确定采川药卷直後60mm，炮孔直找75mm，药也规格为60mmX580mm，选择二级煤矿许用乳化炸药。2.2工作面推进方式优化A6-103工作面推进方式的调整方法主要是柯2利一是加快工作面推进速度；二是T作而调斜。合理的工作面推进方式可降低工作血超前支承灰力峰值，减小工作血围岩变形位移贵，宵利于采场网岩稳定性控制。根据工作而前