技术研究内容

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1、山西中煤杨涧煤业有限公司40102综放工作面过陷落柱技术实践研究二O—O年五月、工作面概况40102综采放顶煤丁作面位于4#煤层401盘区，该盘区位于井田西北部，401盘区轨道大巷以西，为本矿首采工作面。其上部地表位于歇马关村以北、马关河及元元公路以东，工作面对应地表范围内为低山丘陵区，沟谷从分水岭向两侧呈树枝状分布，各沟谷平时基本干枯无水，唯雨季才汇集洪水。地面标高为1161.2m〜1235.9m,无工业及民用建筑。401021作面井下东部为401盘区轨道大巷保安煤柱线，南部为歇马关村村庄保护煤柱。工作面标高为

2、961.963m〜999・200m。工作面所釆煤层平均厚6.25m,含夹肝石0・5层，属复杂结构，赋存较好，厚度变化不大。煤层具有爆炸危险性，为自燃煤层。顶板多为山西组底界的K4粗砂岩，局部为砂质泥岩，多属中等坚硬岩石;底板多为粉砂岩，砂质泥岩及灰黑色泥岩属中等坚硬岩石,4#煤与8#煤间距为37m,煤层倾角3~8°o工作面矿床顶板充水条件差，水文地质条件相对简单。工作面走向长150m,倾向长1100m,工业储量150.1万吨，可采储量为117万吨，可采期8个月(顶底板岩层岩性见和关图表所示)。马关河西区煤层顶底板

3、物理力学性质成果表煤层顶底板岩性力学试验(MPa)4号顶板底板中粗砂岩砂质泥岩粉细砂岩泥岩天然性状态抗压强度27.8-43.528.524.6-44.615.1抗剪强度12.2-29.714.79.4-1269.3抗拉强度5.6-13.110.37.59.4界系统组界Kz«.四系Q状「柱宀O煤厚藥志层一腹厚度最＜1—最大平號㈤岩性描述篥三策R■二上•«巷」fl・土石••■玄XJ、•••C奥八iw■••■■系■乐ffiNh下石盒子组pta山西组IpisC3C3t中本工溪统组CzC2lK656K:*KK25V3T7喘

4、0500—00JJUU-2S-264.05地层柱状简图tfkntrr-ix*丄r4¥HZWJC/X•只丄

5、^rrUJZdr4¥E缶Q.口1/只＜7VtaJliW.laX7^灰黄色钙■■■■•••■•二、陷落柱赋存状况40102综放工作面所过的陷落柱在40102运输顺槽掘进的过程中已揭露其短轴边缘，但其范围大小当时未进行探测。为确保综放工作面采取适宜的方案顺利通过该陷落柱，矿方安排探水队于2009年11刀17U-11月20口对其进行了打钻探测，本次探陷落柱共施工了8个钻孔，其中水平钻孔5个（1#报废），竖直钻孔3个，各孔参数及探放情况见《陷落柱探放钻孔表》。根据此次陷落柱探放及初期掘进揭露的性状分析，初步推测陷落柱呈椭

6、圆状，长轴30米，短轴25米,其位置横向与40102运输顺槽由帮平行,且与40102运输顺槽掘进过程中所揭露的落差为3米的断层接近。根据此次陷落柱前期探测情况分析，陷落柱虽然直径接近30m,但陷落柱充填及胶结状况尚好，顺槽掘进和探放陷落柱时淋水不大，为保持工作面连续推进,减少搬家倒而次数，提高资源冋收率，缓解生产衔接，经2010年1月12日《40102工作面过陷落柱专题会议》研究决定，采取平推硬过的方案。经过实际揭露，陷落柱的长轴为25米，短轴为20米，陷落柱的不规则下沉，造成柱体内岩块松散，岩性不一致，硬度有较

7、大差别，部分夹杂煤屑块，同时陷落柱下沉过程中由于重力滑动和摩擦造成附近的围岩断裂和变形，产生派生构造，使工作面起伏不平。陷落柱在下沉过程中形成漏斗状凹陷区域，使上覆顶板岩层的连续性遭到一定破坏，陷落柱范围内顶板涌水量急增，造成生产环境恶化。三、过陷落柱方法及措施1、在临近陷落柱5〜8m时，逐步起吊输送机头部，降低采高，沿顶板开采，减少漏肝量。进入陷落柱区后，采用浅截深多循环的作业方式。陷落柱内支架低，区外支架高，高支架向低支架过渡吋要采用等差，即相邻两架高低差以150-200mm为宜，以防液压支架挤架或咬架。2、

8、由于陷落柱内岩石较硕，釆取了爆破处理，用釆煤机将肝石装入刮板输送机，爆破吋用旧胶带挡住液压支架的立柱和推移千斤顶，以防崩坏。3、过陷落柱时，在采煤机不能截割的情况下采取了放炮做超前棚的方法推进。当煤壁发生片帮或掉顶超前移架不能有效支护顶板时，采取走向架棚的办法超前支护顶板，超前支护采用长1・2米的11号工字钢，每架两棚均匀布置，煤壁用2.8米的单体打柱，工字钢与支架搭接不