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《综放工作面破碎顶板冒落特点及控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、实用技术综放工作面破碎顶板冒落特点及控制技术徐金海张顶立李正龙孟祥军(中国矿业大学)(山东兖州矿业集团公司兴隆庄煤矿)摘要通过现场观测和理论分析,系统总结了破碎顶板综放工作面煤壁片帮和端面冒顶的规律和特点,并由此提出了破碎顶板的控制措施,在现场应用后取得了显著的效果,使片帮冒顶得到了有效的治理。关键词综放工作面破碎顶板端面冒顶片帮兴隆庄煤矿是年产4Mt的特大型矿井,该矿采表1煤壁片帮深度分布统计煤一队为集团公司年产3Mt的三个综采队之一。片帮深度/mm0~300300~600600~900>900但自4318综放面投产以来,因出现频繁的片帮、端频度分布/%3640
2、877155面冒顶事故,生产比较被动。为此,对该面进行了跟观测表明,工作面煤壁片帮的形态主要有两种,班实测和调研,同时对该面煤层及顶板岩层力学性见图1。质进行了实验测定,经过理论研究摸清了综放面端面冒顶特点和规律。并由此提出了综合防治措施,取得了较好的经济效果。1工作面概况4318综放面地质构造简单,煤层厚度78m~84m,倾角35~14。煤层普氏系数f=18,顶图1煤壁片帮的形态部煤质较硬,含1层~2层夹矸,中、下部夹有丝炭a)倒墙式片帮。煤壁上、下部片帮深度相等且层,易离层破碎。煤层的层理、节理发育,其中一组多发生在采煤机滚筒前方10m以内,片帮深度一般节理
3、与工作面平行,一组与工作面成60角斜交。为05m左右,主要是平行于煤壁的节理、煤机采动每间隔10mm~50mm及200mm~400mm发育影响和支承压力共同作用的结果。这种形式的片帮一层节理面。约占70%。4318工作面长度为195m,采用ZFS520017/b)滑落式片帮。煤壁上部沿斜面滑下,在端面35型低位放煤液压支架,两端头采用十字铰接顶梁处形成较大的空顶面积,主要是因降压移架时煤壁支护顶板,工作面机采高度为30m,采放比为承受的压力增大而引发的。这种形式的片帮约占1!174。30%。2工作面片帮冒顶的观测结果与特点分析在工作面某些地段发生倒墙式片帮后又发生滑落式片帮,诱
4、发较大范围的端面冒顶,严重影响工作21工作面煤壁片帮的统计与分析面生产。工作面煤壁片帮长度、深度的观测统计结果,见22工作面冒顶状况统计与分析表1。工作面发生片帮的长度占工作面长度的在4318工作面布置6条测线,对下列5个参数598%,其中片帮深度大于300mm的占64%,一般进行了观测:支架第一接顶点至梁端的距离a、端面不会诱发冒顶;片帮深度大于900mm的达155%,距b、片帮深度c、冒顶宽度d和冒顶高度h。统计对生产影响较大,多数情况下会诱发端面冒顶。30Coal2/1999结果,见表2。b)大冒高形态。表现为首先出现a)的冒顶情表2综放面冒顶统计参数况,在支架的反复
5、支撑作用下稳定层被破坏,冒落继指标a/mb/mc/md/mh/m冒长/面长续向上发展,有时可达煤层顶板。参数061030054076080345%c)滑坡式冒顶。下位顶煤及煤壁以一定角度超前冒落和片帮,发生的过程为:下位顶煤冒落∀煤壁片帮∀顶煤进一步冒落。工作面端面冒顶高度的分布,见表3。可见冒23工作面支架工作状况的专项观测顶高度在10m~15m的频度较小,说明该层位支架顶梁俯仰角()与端面顶板(煤)冒落高度存在较为稳定的分层,其自稳时间较长,但如不及时(h)的关系,见图4。当支架顶梁低头工作时,随俯角处理小冒顶导致该稳定层的破坏将会诱发大冒顶,的增大冒顶高度迅速
6、增大,即端面状况迅速恶化,而冒至直接顶的频度较大说明了这一点。表3工作面端面冒顶高度分布当俯角大于5时,均冒至顶板岩层;当仰角大于6时,冒高范围/m05以内05~1010~15>15冒至直接顶随仰角值的增大冒高值增加逐渐变快,工作面状况开始恶化;当顶梁的仰角在0~5时,工作面的冒顶高比率/%276189117152266度较小。因此支架顶梁保持微仰角较为合理。工作面空顶距(a+b+c)与顶煤冒落高度的关系,见图2。可见,冒高随空顶距的增大而急剧增加。观测还发现,顶煤发生冒顶的概率与随空顶距增大而急剧增加,当空顶距在06m以下时的概率为65%,a=
7、06m~14m时为312%,a>14m以上时为790%。图4顶梁俯仰角对冒顶高度的影响4318综放面投产以来的矿压观测结果表明,初撑力通常不超过2000kN,工作阻力为3000kN左右,支护能力远没有得到充分发挥,#支架围岩∃系统处于不良的工作状态。3工作面片帮冒顶的机理分析图2端面空顶距离对端面冒顶的影响现场实测与调研表明,造成4318综放面生产状根据观测结果,4318综放面端面冒顶主要有三况恶化和频繁发生片帮冒顶
