深部复合顶板大采高工作面回采过断层技术研究.pdf
《深部复合顶板大采高工作面回采过断层技术研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《深部复合顶板大采高工作面回采过断层技术研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、总第2 1 3期2023年第8 期工程技术深部复合顶板大采高工作面回采过断层技术研究张晓新(汾西矿业两渡煤业,山西灵石0 31 30 2)摘要:深部开采复合顶板综采工作面过断层期间面临顶板稳定性差、管理困难等问题,为确保采面安全高效过断层,以5 1 1 0 3综采工作面过F8断层为例,提出采用挑顶卧底法过断层,并综合使用调整采高降低采煤机割岩量、提高推进速度及降低顶板、煤壁管理难度。过断层期间,采用适当增大液压支架工作阻力、顶板及煤壁注浆、顶板及煤壁铺设柔性纤维网等方式提高顶板及煤壁稳定性。现场应用后,采面过断层期间保持4.8 m/d推进速度,由于割岩量较小采煤机截割齿磨损不严重,同时顶板及煤
2、壁始终保持稳定,取得较为显著的过断层效果。关键词:深部开采;复合顶板;煤炭开采;断层中图分类号:TD823.9随着浅部煤炭资源逐渐枯竭,煤矿采深逐渐增加,部分矿井进入到深部开采阶段。在深部开采时地质构造数量、影响程度会随之不断增加,其中断层就是最为常见的地质构造类型 1-3。在断层破碎带及影响区域内煤炭体完整性较差,呈现出黏聚力低、胶结性差特点 4 。现阶段煤矿井下常用采面过断层技术包括有调整采高法、综合法、跳采法、挑顶卧底法等,当开采煤层顶板为复合顶板时,在断层、采动影响等因山西化工Shanxi Chemical Industry文献标识码:ATotal 213No.8,2023D0I:10
3、.16525/14-1109/tq.2023.08.064文章编号:1 0 0 4-7 0 5 0(2 0 2 3)0 8-0 1 6 6-0 351103材料巷oLt7w9-H51103机巷F251103综采工作面21m13120m素叠加作用下容易引起煤壁失稳、顶板冒落等问题,增加顶板管理难度并给采面安全生产带来影响 5-8 。结合山西某矿5 1 1 0 3综采工作面过断层为例,对复合顶板综采工作面过断层技术进行分析探讨,以期为其他矿井类似采面过断层工作开展提供经验借鉴1工程概况51103综采工作面回采的1 1#煤层埋深均值720m,煤层厚度6.0 m、倾角3 8、均值6,煤质为灰分低、发热
4、量高的优质无烟煤,开采经济效益较好。1 1#煤层顶板岩为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩等互层,为复合顶板,顶板承载力较差,随采随垮;底板以粉砂岩、炭质泥岩为主。5 1 1 0 3综采工作面受区域褶曲构造影响,回采范围内断层等地质构造发育。依据采面回采巷道掘进揭露以及钻探、物探成果显示,在采面开采范围内发育有F2、F 3、F 4 及F8等多条断层,具体断层分布位置,如图1 所示。其中F8断层对采面回采影响较为显著。由于断层影响范围内煤岩体承载能力较差加之回采的1 1#煤层顶板为复合顶板,采面在回采过断层期间煤壁片帮、冒顶以及支架间漏顶等问题较为突出。2采面过断层技术2.1过断层技术方案比对51103综采
5、工作面开采的1 1#煤层经济效益显著,煤层厚度大且煤质优越,F8断层基本横穿整个采收稿日期:2 0 2 2-0 8-1 5作者简介:张晓新,男,1 9 9 0 年出生,毕业于太原理工大学,本科,助理工程师,从事煤矿采煤技术研究工作。儿1=1.1-2.9428349m图1 断层分布示意图面。若采用跳采方式过F8断层,虽然可降低断层对采面生产影响,但是需要留设保护煤柱、重新开切眼以及综采设备搬家等,不仅导致煤炭资源浪费而且经济性偏差;同时留设的断层保护煤柱存在有一定程度的应力集中,给下覆1 3#煤层(与1 1#煤层层间距为35 m)带来一定影响。F8断层落差为5.6 m,1 1#煤层厚度均值为6
6、m,断层未能错断煤层,结合以往采面过断层经验以及51103综采工作面现场实际情况,提出采用挑顶卧底+调整采高方法回采过断层。在过断层期间,使用采煤机直接截割煤层顶底板及破碎带内岩体,确保采面顺利通过断层;调整采高可降低过断层破碎带期间采煤机割岩量,降低过断层难度、综采设备磨损程度、顶板及煤壁管理难度。2.2过断层技术方法2.2.1采面起坡点确定51103综采工作面内分布的F8断层未能断开11#煤层,同时顶板本身承载能力、稳定性较差,在断层影响下顶板更为破碎。依据现场情况采用留底割顶方式过F8断层,如图2 所示。为确保采面采煤机、液压支架、刮板输送机等设备平稳、安全运行,确定过断层期间最大起坡角
7、为7,具体采面开采起坡位置可2023年第8 期张晓新:深部复合顶板大采高工作面回采过断层技术研究167.支架设计初撑力为1 0 0 0 0 kN,在过断层期间可辅助采LI断层上盘切割的顶板煤层保留的煤L2断层面图2 采面过断层起坡位置计算示意图通过公式(1)、式(2)确定:1),Li=H(,1tantan ML2=L,-tan 式中:H为F8断层落差,取5.6 m;为F8断层倾角,取4 7;为起坡角,取7;M为1 1#煤层厚度,取6.0m。将上述参数带人公式(1)(2)求得Li=40.4m、L2=34.8m。5 1 1 0 3综采工作面应在与F8断层相距34.8m位置起坡。采面推进至起坡点位置
8、后开始缓慢抬升采煤机,采煤机滚筒单次提升幅度在0.0 2 m以内,在回采过断层后采煤机滚筒降幅也应在0.0 2 m以内。在断层影响范围内采煤机滚筒割走势应与顶板走势保持一致。2.2.2采高调节在5 1 1 0 3综采工作面过F8断层期间通过留底煤方式将采高缓慢降至4.5 m,以便减少采煤机割岩量及磨损情况,提高采面过断层速度;同时适当降低采高有助于顶板及煤壁管理。具体采面过F8断层期间采高控制情况,如图3所示。采面使用的ZF15000/33/72D液压支架护壁高度可达到3.6 5 m、最大支撑力5 0 0 kN,过断层前通过支架护煤壁可有效避免片帮情况出现。图3采高控制示意图2.3顶板及煤壁管
9、理措施51103综采工作面为复合顶板、本身承载能力及稳定性较差,在断层影响区内回采时更容易冒落,提升顶板稳定性是采面过断层期间需要重点关注问题。具体增强顶板稳定性措施包括有适当增加液压支架工作阻力、煤壁及顶板注浆。2.3.1增加液压支架工作阻力适当增加液压支架工作阻力,使得支架顶梁与采面顶板更为贴合,提升采面顶板管理效果。采面液压用砌筑木垛等方式强化顶板支撑。过断层期间应注意断层下盘检查乳化液供液系统以及液压支架各部件情况,当出煤层现问题时及时维护,确保液压支架始终处于完好状态。2.3.2顶板及煤壁注浆在采面煤壁上布置2 排注浆钻孔,具体如图4 所示,上排钻孔与顶板间距0.3m、仰角1 5,下
10、排钻孔与底板间距2.0 m、仰角5,钻孔按三花眼形式布置,2 排注浆钻孔相互配合实现顶板及采面上部煤体加固。采面内布置的注浆孔间距均为8 m,孔深1 0 m、(1)封孔长度2 m,注浆选用水泥单液浆,压力为3 5 MPa。在注浆时可在煤壁及顶板巷铺设柔性纤维网,起到维(2)护顶板及煤壁稳定性效果,同时采煤机可直接截割柔性纤维网,不会影响正常割煤。1515图4 注注浆孔布置示意图3现场应用效果在5 1 1 0 3综采工作面过F8断层时采取挑顶卧底、调整采高方式过断层,期间采用适当提升支架工作阻力、顶板及煤壁注浆等方式提高顶板、煤壁稳定性。现场应用后,采面可保持4.8 m/d推进速度,期间综采设备
11、均平稳运行,顶板及煤壁始终保持稳定。在51103综采工作面采用的过断层技术措施不仅可提高了采面煤炭产量、经济效益,而且安全性较高。4结论1)依据5 1 1 0 3综采工作面现场情况以及F8断层om分布情况,为提高采面煤炭产量及推进速度,降低过断层期间设备磨损及投人,提出采用挑顶卧底以及调S9注浆孔断层面3注浆孔整采高法过断层。在采面与断层相互34.8 m位置时即按照7 仰角起坡,起坡回采期间综采设备可始终保持稳定。2)由于回采的1 1#煤层为复合顶板加之断层影响范围内顶板破碎、煤岩体承载能力较差,为此提出适当增加液压支架工作阻力、顶板及煤壁注浆、顶板及煤壁挂网方式提高顶板及煤壁稳定性;同时由于
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 复合 顶板 大采高 工作面 回采 断层 技术研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。