坚硬顶板煤层一次采全高顶板支护管理研究.pdf

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1、第48卷第6期地质与勘探Vo1．48No．62012年11月GE0L0GYANDEXPL0RAⅡ0NNovember，2012坚硬顶板煤层一次采全高顶板支护管理研究李建璞，杨小彬，刘伟，李艳强(1．中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083；2．中国冶金地质总局，北京100025)[摘要]大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向，越来越多地被采用，顶板事故在矿山生产安全事故中占有较大比例，有效控制顶板，合理对顶板进行支护是采矿过程中必须认真考虑的问题。大采高综采工作面采场顶板跨度大、高度高，矿山压

2、力复杂，管理难道大，本文针对某矿9、10号煤层大采高综采工作面顶板坚硬特性，通过理论计算出了不同工作条件下支架工作阻力和顶板支护强度参数，结合对本矿区所做的相似模拟实验结论，对顶板管理中支护强度进行了分析研究，就矿区特定顶板条件选定和提出了具体支护要求。[关键词]大采高坚硬顶板顸板管理【中图分类号]TD327[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2012)06—1229—5LiJian—pu，YangXiao—bin，LiuWei，LiYan—qian~Researchoncontrolofroofsup

3、portforfullseamminingcoalseamwithrigidroofs[J]．GeologyandExploration，2012，48(6)：1229—1233．场顶板进行了研究。郝海金(2004)根据数值模拟结O前言果研究了采高变化与煤壁片帮关系。认为随采高加我国从1978年起，从德国引进G320—20／37、大，工作面煤壁、直接顶与煤壁交接的拐角处以及支G320—23／45等型号的大采高液压支架及相应的采架上方的岩体内，其水平应力、垂直应力和剪应力都煤、运输设备，在开滦范各庄矿1477工作面开

4、采7有不同程度的增加，但增加的幅度不大。弓培林号煤层，开始了大采高开采工艺。2007年，神华集(2001，2004，2006，2008)运用“关键层”理论，对大采团上湾矿投入使用郑州煤机厂研制出ZY10800／28／高支架围岩关系、支架稳定性、煤壁偏帮机理进行了63D型两柱掩护式大采高液压支架，实现了最高月研究，认为影响大采高支撑压力分布的主要因素采场产量109．5万t，我国大采高开采部分指标已进人世覆岩结构及运动规律以及煤层的厚度强度，并将大采界先进行列。王家臣(2009)对厚煤层开采技术进高直接顶分为I、Ⅱ、Ⅲ

5、类，增大初撑力，可以减小直接顶行大量研究工作，对大采高工艺给以了高度评价。下沉量，理论分析了大采高采场的P一△关系。侯大采高综采工作面采场顶板岩层的运动规律和采场忠杰也对关键层理论进行了研究论证，进一步证明了压力显现规律有其特殊性，采场顶板煤壁管理复杂，关键层理论在矿压控制顶板管理方面的作用。赵强难度大。在矿压显现及顶板管理方面，钱鸣高(2010)、Eerlng(1993)、Thomas(1993)、何富连(1996，2003)提出了“关键层”理论，研究了“砌体(1997)、刘长友(1999)、毛德兵(2005)、

6、祁寿勋梁”理论的力学模型，认为直接顶顶板的下沉量与(1986)、王永秀(2005)、夏均民(2004)等对围岩压力支架工作阻力、直接顶高度、直接顶弹性模量、老顶显现及支架支护阻力，针对不同地质条件分别进行了回转角等密切相关。靳钟铭(2001)提出了基于“关研究，提出了支护要求。何满朝(1996)就巷道围岩支键层”理论的顶板岩层运动规律，认为覆岩的垮落护提出了详细的解决方案。断裂受关键层的特征、层位及分布控制，在不同采高对于类似某煤矿煤系地层地质条件的顶板管理时“三带”范围的确定应根据关键层的特征确定。研究较少。本文

7、以坚硬顶板、厚夹矸、分层等特殊煤方新秋(1999，2000)运用数值模拟和相似模拟对采层赋存条件一次采全高综采工作面为基础，采取理[收稿日期]2012—08—16；[修订日期]2012—10—22；[责任编辑]郝情情。[第一作者]李建璞(1976年一)，男，2007年毕业于天津大学，获硕士学位，在读博士研究生，高级工程师，现主要从事安全技术及工程、安全管理等研究工作。E—mail：lijianpul609@163．corn。1229地质与勘探论分析计算的方法，研究了大采高工作面采场顶板平，一般不易冒落，为塑性I级顶

8、板。控制技术及管理措施，为一次采全高综采面及采空10号煤层位于太原组下段，是本区的主要可采区顶板控制措施提供依据，对类似地质条件的工作煤层之一，位于9号煤层之下，结构复杂，煤层平均面顶板管理具有一定的借鉴意义。厚度约为4．0m，含两层稳定夹矸，硬度系数为ix0．7。煤层倾角平均约10。左右；原煤为低中灰，特1概况高硫瘦煤，洗煤为低灰，中高硫，特低磷瘦煤，胶质