3.2采场顶板活动规律概论
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顶板活动规律分析报告XXX综采工作面顶板活动规律分析报告生产技术科2020年3月5日综采工作面顶板活动规律分析报告一、工作面概况该工作面采用走向长臂一次采全高全部垮落后退式综合机械化采煤法。
顺槽长度为610m,切眼长度为150m(中-中)。
采用97架ZZ4800/19/42型四柱掩护式普通液压支架,两端头各采用2架ZZD5200/19/42型四柱掩护式端头液压支架支护顶板。
两巷采用DW31.5-300/110X或DW35-300/110X型单体液压支柱超前支护,运输顺槽超前50m,回风顺槽超前30m。
二、顶板日常观测顶板日常观测主要包括液压支架压力表观测、两巷超前支柱压力检测、两巷顶板离层仪观测和两巷围岩表面位移观测。
由于工作面顶板动态观测设备未到货,暂未进行观测。
三、顶板活动情况一)运输顺槽1、超前支护内巷道运输顺槽超前支护内的巷道受采动压力和侧压影响较明显,巷道支护受顶板压力和巷道侧压挤压后,出现明显变形现象,工字钢梁扭结、弯曲,工字钢柱弯曲,甚至呈“V”字形变形情况。
变形逐渐加重,工作面刮板输送机机头附近变形最严重。
2、超前支护外巷道运输顺槽超前支护外的巷道受采动压力影响不明显,大部分巷道支护未出现明显变形现象,顶板离层仪也未发生变化,但个别工字钢出现变形现象。
二)回风顺槽1、超前支护内巷道回风顺槽超前支护内的巷道受采动压力影响明显,巷道支护有轻微变形现象,变形逐渐加重,工作面刮板输送机机尾附近变形最严重,部分工字钢梁出现弯曲现象。
回风顺槽总体比运输顺槽受压小,巷道支护变形量小。
2、超前支护外巷道回风顺槽超前支护外的巷道受采动压力影响不明显,大部分巷道支护未出现明显变形现象,顶板离层仪也未发生变化,但个别工字钢出现变形现象。
三)工作面工作面直接顶垮落可见,基本顶垮落不可见。
根据现场观测,工作面拉架后,4#煤直接顶随即垮落。
根据垮落时出现的声音,以及支架和超前支柱压力变化情况,判断周期来压情况。
第三章采场顶板活动规律第一节概述基本概念1.回采工作面(简称采场)直接进行采煤或采有用矿物的工作空间。
2.顶板、底扳顶板:赋存在煤层之上的岩层。
底扳:煤层以下的岩层。
直接顶:直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。
伪顶:煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3~0.5m极易跨落的软弱岩层。
老顶:位于直接顶上方的厚而坚硬的岩层。
直接底:直接位于煤层之下的岩层。
3.采空区处理方法(1)刀柱法(2)顶板缓慢下沉法(3)全部充填或局部充填法(4)全部跨落法刀柱法:煤柱支撑法即在采空区留一定宽度的煤柱以支撑顶板。
此法在难垮顶板中使用,但常常给下部煤层开采带来困难。
顶板缓慢下沉法随着开采顶板弯曲下沉,而后将采空区填实。
一般在采高较小、顶板易于弯曲下沉(如石灰岩顶板)时使用。
充填法随着开采,将采集的充填料用机械或人工将采空区充填以控制顶板,此种方法由于费用很高,因而只是采特厚煤层或者有必要减少地表沉陷时采用。
全部跨落法即让直接顶廓落,利用岩石跨落后的碎胀性使采空区填满以控制老顶的活动。
第二节有关采场上覆岩层活动规律的假说一、有关假说自从采用长壁工作面开采以来,上覆岩层中是否存在着大结构,以及此结构是什么形式,一直是采矿科学研究的重要课题。
1.压力拱假说它是由德国人哈克和吉里策尔于1928年提出的。
该假说认为:长壁采煤工作面自开切眼起就形成压力拱,此后,拱随着工作面的推进而扩大,直至拱顶达到地表为止。
在工作面前后煤体中形成的前拱脚a,后方跨落岩石则形成后拱脚b,a、b 均为应力增高区,工作面则处于应力降低区,支架承受的载荷仅为上覆压力拱内的岩石重量。
优点:能解释围岩卸载的原因;缺点:未能说明岩层变形、移动和破坏的发展过程以及支架与围岩的相互关系。
2.悬臂梁假说它是德国的施托克于1916年提出的。
该假说认为:工作面和采空区上方的顶板可视为梁,它一端固定于岩体内,另一端则处于悬伸状态,当悬伸长度很大时,发生有规律的周期性折断,从而引起周期来压,靠近煤壁处顶板下沉量最小,表现的顶板压力也小。
大采深综放工作面顶板运动规律研究邢延团(淄博矿业集团有限责任公司 许厂煤矿 山东 济宁 272173)摘要:随采深增大工作面顶板覆岩的运动规律与浅部有很大不同,本文从大采深条件下综放工作面工程实践出发,研究了工作面顶板在纵向方向的破坏范围和推进方向的运动规律,给出了该条件下顶板的垮落步距及其对放顶煤的影响。
实践表明,在研究顶煤及煤层顶板运动规律的基础上,采取合理开采技术,可提高采出率,减少资源浪费。
对实现矿井高产高效,以及指导类似条件下煤炭开采都具有重要意义。
关键词:放顶煤,覆岩移动,顶板来压规律,垮落步距1 引言淄博矿业集团许厂煤矿煤层厚度变化较大,有自然发火倾向,断层较发育,煤层含有夹矸且较稳定。
由于煤层的厚度变化较大,采用传统的采煤方法必然对矿井的技术、经济带来许多不利影响,而放顶煤开采技术对煤层厚度变化的适应性较强[1~3],但对缺乏该条件下放顶煤开采时覆岩移动变形破坏动态变化过程及空间形态与特征的研究,若套用其他煤矿的经验势必不能很好的指导生产实践,因此,在研究顶煤及煤层顶板运动规律的基础上,实施放顶煤开采技术,实现矿井高产高效具有重要意义。
因此,本文以许厂煤矿4306工作面开采过程中,覆岩移动变形破坏动态变化过程及空间形态与特征的实测资料为基础,研究了工作面顶板在纵向方向和推进方向上的破坏与运动规律。
取得的成果对于指导今后类似条件下采用放顶煤一次采全高开采技术,以及采取相应的安全生产措施,有着重大现实意义。
不仅充分利用现有煤炭资源,提高采出率,还延长了矿井服务年限。
2 工作面地质及技术条件4306工作面所采煤层为下二迭统山西组3下煤。
黑到黑灰色,沥青、玻璃光泽,条带状结构,内生裂隙发育,充填钙质和黄铁矿薄膜;贝壳状、菱角状断口,局部见少量瘤状、椭球状黄铁矿结核,沉积较稳定,结构简单;煤层局部含有泥岩、粉砂岩夹矸,厚度0~0.02m ,平均0.01m 。
煤层硬度f =1~3,煤岩类型为半亮型,以亮煤、暗煤为主,夹少量镜煤条带。