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松软复合顶板条件下快速掘进的探索与实践
唐小波
【期刊名称】《能源技术与管理》
【年(卷),期】2022(47)5
【摘要】红柳煤矿掘进工作面受地质条件的影响,煤层不同程度地变薄、断层多,地质构造复杂,导致已掘部分巷道成为废巷不能圈定可采储量。
同时,由于开采深度的增加,巷道围岩压力变大,巷道支护难度增大,使得掘进速度大幅度降低,造成采掘衔接紧张局面越发严峻,已严重影响了煤炭生产。
为了提高复杂地质条件下掘进速度,首先分析了松软复合顶板条件下综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,并依据该矿I01采区4煤综掘工作面实际,提出了掘进快速切割、合理支护参数、辅助运输连续、劳动组织优化配置的技术措施,从而达到快速掘进的目的,为红柳煤矿在复合型顶板条件下快速掘进提供可靠的技术保障。
【总页数】4页(P77-79)
【作者】唐小波
【作者单位】国能集团宁夏煤业有限公司红柳煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD263.2
【相关文献】
1.复合松软顶板条件下大断面回撤通路支护技术研究及探索
2.松软破碎顶板条件下实现综掘巷道快速掘进
3.复合松软顶板条件下大断面半煤岩巷快速掘进的探索与
实践4.复合松软顶板条件下大断面半煤岩巷快速掘进的探索与实践5.复合顶板巷道快速掘进技术实践分析
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煤矿岩石物理力学性质分析本文通过对岩石物理力学性质的全面试验分析研究，得到岩石基本物理力学性质参数以及岩石在干燥状态下、自然状态下、饱和状态下的单轴抗压强度，及软化系数，弹性模量和泊松比。
试验结果表明含水量对岩石的抗压强度有着很重要的影响，吸水后的抗压强度明显低于自然状态下的抗压强度，弹性模量和泊松比与抗压强度有着一定的关系。
标签：岩石；物理性质；力学性质1 前言目前各项经济建设事业取得了极大的发展，同时，也遇到了许多与工程地质及岩土力学密切相关的技术难题。
如特殊的区域性构造地质、松散破碎复杂岩基、高地应力作用下的软岩、水工隧洞群之间的相互受力作用、高陡岩坡的持续稳定等等工程建设中遇到的十分突出的问题。
岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定規律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。
掌握岩石物理力学性质，对我们更好的研究岩石带给人们的利与弊是很有益处的[1，2]。
岩石在煤矿的开采过程中起着非常重要的作用，在煤矿开采检查井中，岩石的物理力学性质的数据是工程有效进行的必备数据，本文通过辽宁某煤矿勘察煤层顶底板煤样进行物理力学性质试验分析研究，为后续开采提供有力的数据支持。
2 试验样品、仪器和内容将岩石试样加工成φ50*100mm的圆柱体标准试件，直径允许变化范围为48～52mm，高度允许变化范围95～105mm。
试件两端面不平行度不应大于0.05mm。
把试件放在水平检测台上，边移动边用百分表测定试件的高度，其最大值和最小值的偏差应控制在0.05mm以内。
试件上下端直径偏差不应大于0.3mm。
轴向偏差不应大于0.25。
2.2试验仪器液压式万能试验机WE-10B。
测量范围0-100kN，精度±1%。
静态电阻应变仪YJ-35。
2.3物理性质试验岩石物理性质包括颗粒密度、块体天然密度、块体干燥密度、含水率、吸水性试验。
a.颗粒密度采用水中称量法。
b.块体密度采用量积法。
c.含水率试验：取保持天然含水状态，尺寸大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍，且质量不少于50g的三个试件，在105-110℃的烘箱内烘干24h后冷却至室温。
鸳鸯湖矿区煤层顶板砂岩含水层富水性分区方法研究鸳鸯湖矿区侏罗系中统直罗组下段砂岩含水层是影响2煤开采的直接充水含水层,根据以往勘探结果,该含水层厚度在区内发育不均,约0~382.65m,平均66.28m,抽水试验所得标准单位涌水量0.0027~0.2995 l/m·s,平均0.0896 l/m·s,渗透系数0.0040~0.9557 m/d,平均0.1693 m/d,总体上表现为厚层低渗弱富水。
但是在矿井的建设与生产中,红柳煤矿和麦垛山煤矿分别在2009年9月至2010年10月和2014年7月发生了严重的顶板透水事故,同时麦垛山井田于2016年年末在2煤辅运巷进行的顶板放水试验中,12个钻孔中有8个出水量达到了180m~3/h,个别甚至达到了240 m~3/h。
鉴于这种复杂的富水性分布特点,亟需对该含水层富水性进行深入研究,对于矿井安全高效生产和防治水工作更加有序开展具有重要的指导意义。
本次研究以鸳鸯湖矿区麦垛山和红柳两井田首采区为例,通过文献查阅、资料搜集,对研究区地质及水文地质基本条件进行了细致分析。
在此基础上:首先确定了本次研究的目标层位,并从沉积特征和构造特征两方面共择取了10个富水性影响因素,建立了相应的专题图,圈定了各影响因素下的可能重点富水靶区;基于研究区以往抽水试验资料,采用灰色关联分析方法,计算了各候选因素与富水性之间的关联度,得到岩性结构指数和中-粗砂岩厚度是沉积特征与富水性关系较为密切的两个主控因素;褶皱分维指数和断层分维修正指数是构造条件与富水性关系较为密切的两个重要指标。
其次基于多指标综合评价方法的固有原则,确定了目标含水层富水性评价指标体系,并以富水性指数法为评价方式,分别基于层次分析法、熵权法、加法组合法三种常权以及局部变权方式建立了4种富水性评价模型,进行了富水性分区和差异性比较。
最后以红柳井田首采区11个已采工作面实际涌水量资料作为富水性强弱判据,对分区结果进行了检验和方案优选,得到局部变权分区结果与实际情况基本一致,并建立了各富水性级别与对应工作面涌水量之间的数学关系表达式,对麦垛山首采区即将回采的3个工作面阶段性涌水量及正常涌水量进行了尝试性的预测。
神华宁夏煤业集团有限责任公司红柳煤矿41采区采区准备方案分析宁夏煤矿设计研究院有限责任公司二○一○年十一月附图目录一、概况一）矿井概况神华宁夏煤业集团有限责任公司鸳鸯湖矿区红柳煤矿位于宁夏回族自治区中东部,行政区划隶属灵武市宁东镇和马家滩镇管辖。
红柳井田南北走向长约15km,东西倾斜宽约5.5km,井田面积约85km2。
井田含煤地层为侏罗系延安组,可采及局部可采煤层19层。
井田地质资源储量2255.21Mt，工业资源储量1972.42Mt，设计可采资源储量1266.41Mt。
煤组及水平划分：2煤至4-3煤为上组煤，6煤至12煤为中组煤，15煤至18-2煤为下组煤。
上组煤作为一水平,在2煤设带式输送机大巷和辅助运输大巷；中组煤作为二水平,在10煤设带式输送机大巷和辅助运输大巷；下组煤作为三水平，在18-1煤设带式输送机大巷和辅助运输大巷。
红柳煤矿工业场地选择在井田东南H1903孔附近,工业场地高程+1452m左右。
矿井采用斜井开拓，初期共设四个井筒：主、副斜井，一号回风斜井和一号回风立井。
主、副斜井及一号回风斜井井口位于同一场地，一号回风斜井坡度大，其井口位于主、副斜井井口北侧约400m处；一号回风立井位于井田中部H1304孔附近,南距一号回风斜井约2500m。
水平延深方式：主斜井初期施工至一水平+1215m标高，2煤带式输送机大巷与主斜井间设一水平集中煤仓；副斜井先到达2煤+1300m 标高,然后折返下行至一水平4-3煤+1215m标高。
开采二、三水平时，主斜井沿4-3煤延深235m后，反向作带式输送机斜巷，坡度16°，至二水平10煤斜长242m，二水平至三水平18-1煤斜长258m；副斜井按5.5°坡度折返布置,将各煤层联系起来；回风斜井井底至各煤层采用暗立井或斜巷联系,回风立井井筒直接延深。
二)41采区在矿井开拓系统中的位置41采区位于矿井东北部的4分区，根据矿井开拓部署，矿井从南部工业场地向北布置三条斜井至11采区西部边界，再向北沿2煤布置辅助运输大巷和带式输送机大巷至21采区西部边界，两条大巷继续向北施工至41采区西南角与41采区准备巷道连接，在21和41采区各布置一条回风立井。
综采工作面压力顶板分析报告第一篇：综采工作面压力顶板分析报告双柳煤矿综采工作面顶板压力分析报告在煤层开采过程中，采煤工作面处在岩层之中，为了保持采煤工作面的最小合理空间，必须对采煤工作面进行支护，并对采空区进行处理。
目前，双柳矿正在回采（3+4）#煤层，该煤层为山西组下段顶部煤层，根据勘探资料显示，煤层厚度在3.5—4.25米之间，平均4.0米，主要回采工作面有23420、33406两个工作面，23420综采工作面平均采高3.4米，33406综采工作面平均采高3.56米。
二采区顶板直接顶为泥岩、泥页岩，较为破碎，三采区顶板为砂质泥岩，黑灰色泥岩，半坚硬。
作为双柳矿目前正在回采的两大采区，工作面布置密集，准备时间合理，所以顶板相对稳定，工作面采用全部跨落法管理顶板，支撑掩护式支架支护顶板，随着工作面推进，每循环一次，落山跨落一次。
除遇特殊地质构造，正常回采过程中不易造成顶板跨落。
双柳矿综采工作面采用单体液压支架支护顶板，23420工作面安装ZZ4000－18/38型液压支架118架，最大控顶距4.57m，最小控顶距3.97m。
33406工作面安装ZZ6000－20/42型液压支架134架，最大控顶距5.26m，最小控顶距4.66m。
工作面每个支架安设2台ZBYJ－II型耐震式综采支架工作阻力检测表，用于检测支架前后立柱初撑力及工作阻力。
观测指标有顶板下沉量、活柱下缩量、支架载荷量。
每10个支架安设1台ZDYJ—ⅡB型红外传输压力监测记录仪，用于记录工作面支架压力数据。
每3-4天用ZDYJ—Ⅱ型红外数据智能采集仪对工作面支架记录仪进行数据采集，并传输到专用电脑绘出压力折线图，根据折线图每5天进行一次压力分析报告，每月进行一次总结。
对于材运两巷的顶板离层段经常观察，随时采取措施进行处理。
对于工作面出现的顶板隐患，及时填写《顶板隐患报告单》，及时提出处理意见，现场令责任人进行整改并反馈回组队，以采取有效措施。
宁夏红柳煤矿质检报告宁夏红柳煤矿是中国重要的煤矿之一，位于宁夏回族自治区，是该地区的重要能源供应基地。
煤矿的质检报告是评估煤质的重要依据，下面将介绍宁夏红柳煤矿的质检报告。
宁夏红柳煤矿的质检报告对煤质指标进行全面评估。
首先，对煤的灰分进行分析。
灰分是煤中非可燃物质的含量，它直接影响煤的热值和燃烧效率。
质检报告会对煤中的灰分含量进行测试，并给出相应的标准范围。
从而确定该煤的燃烧特性。
质检报告还对煤的硫含量进行测试和评估。
硫是煤中的一种有害元素，它会在燃烧过程中生成二氧化硫等有害气体，对环境和人体健康产生不良影响。
因此，煤矿的质检报告会对煤中的硫含量进行检测，并与相关标准进行比较。
确保煤的硫含量符合要求，对环境保护和健康安全具有重要意义。
另外，质检报告还对煤的水分含量进行测试。
煤中的水分会影响煤炭的燃烧效果和质量稳定性。
质检报告会对煤中的水分含量进行测定，并给出标准范围。
这有助于煤的使用者了解煤的质量特性，并进行相应的利用和处理。
质检报告还对煤的热值进行测定和评估。
煤的热值是指煤炭所释放的热量，它是评估煤炭能源质量的重要指标。
质检报告会对煤的热值进行测定，并与相关标准进行比较。
从而确定该煤的燃烧能力和利用价值。
除了上述主要指标外，质检报告还可以包括其他一些重要的煤质指标，如挥发分含量、固定碳含量等。
这些指标对于评估煤的燃烧性能和应用范围具有重要意义。
总之，宁夏红柳煤矿的质检报告对该煤矿的煤质指标进行了全面的评估，涵盖了灰分含量、硫含量、水分含量、热值等重要参数。
这些质检报告的结果对于煤的购买方、利用方以及环境保护部门具有重要参考价值，能够有针对性地进行煤的利用、处理和环境监管工作。
对红柳煤矿防治水方案的探讨张志强陈向明神华宁煤集团红柳煤矿【摘要】水害是煤矿五大自然灾害之一，在煤矿建设和生产过程中，常常会遇到水的危害。
煤矿透水不仅影响正常生产和人身安全，而且还会造成严重的经济损失。
本文结合工作实际，对红柳煤矿防治水方案进行分析，对保证矿井的安全生产有着重要的意义。
【关键词】防治水疏放设计可行性一、工程概况红柳井田位于宁夏回族自治区中东部地区，矿井生产能力为８．００Ｍｔ／ａ。
１１采区（首采区）１１２１工作面（首采面）为目前开采工作面。
１１２２工作面准备巷道正在掘进，开采侏罗系上统延安组２号煤层，２号煤埋深１５０～３５０ｍ。
本区影响２煤开采的直接充水含水层为煤层老顶直罗组下段粗砂岩含水层。
该含水层可分为上、下两个分层，上分层厚２９．０７～４１．７６ｍ，平均厚度４０．６ｍ，下分层厚１４．６６～４７．１７ｍ，平均厚度２２．２ｍ，中间夹有７．０～２５．５ｍ粉砂岩、泥岩，平均厚度２０ｍ，为隔水层。
含水层岩性以灰、灰白色中、粗粒砂岩为主，泥、钙质胶结、胶结程度较差，遇水冲击呈松散状，局部地段裂隙发育，含水层渗透性较差，属于孔隙裂隙层间承压水，以古封存地下水且以静储量为主，富水性弱～中等。
１１２１工作面（首采面）于２００９年９月３０日开始回采，回采过程中受顶板直罗组砂岩水影响，采空区涌水量过大，严重威胁矿井的生产安全。
二、防治水方案的确定疏水降压作为矿井水害防治的技术途径之一，有其特定或合理的应用条件，一般在下列矿井水文地质条件下，多采用疏水降压的技术。
具体有：１）矿井主要充水含水层属于自身充水含水层。
２）矿井主要充水含水层属于直接充水含水层。
３）矿井主要充水含水层以静储水量为主，动态补给量有限。
４）煤层顶板间接含水层与煤层之间隔水层的厚度小于工作面顶板冒落带与裂隙带高度。
结合矿井实际涌水状况，２００９年１１月２１日，１１２１工作面推采至５６ｍ处（__________回风巷、运输巷分别推进到４７．５ｍ、６４．５ｍ），采空区发生第一次涌水，最大涌水量１８１７ｍ３／ｈ，稳定涌水量约１００ｍ３／ｈ，总涌水量约１１．５万ｍ３。
煤岩地层岩石的力学特性分析摘要：煤岩地层岩石的力学特性包括变形特征和强度特征。
本文对煤岩的力学特性进行了系统的分析，探讨了岩石试件在各种载荷作用下的变形规律和开始破坏时的最大应力（强度极限）以及应力与破坏之间的关系，为煤矿的开采和煤层气的开发提供理论依据。
关键词：煤岩力学特性变形特征强度特征1、煤岩的结构构造特征岩石的组成成分、结构构造特征造成了岩石物质成分的非均质性、物理力学性质的各向异性和结构构造的不连续性。
这是区别于其他力学材料的最突出特征，而煤岩层的这些特征尤为显著。
煤岩的非均质性和各向异性突出表现在其组成成分在同一煤层中纵向（垂直层理）和横向不同方向和深度上的差异，以及在其生成过程中所形成的明显层状构造和孔隙结构所体现出的差异。
通常煤岩中存在有两组近于垂直的割理，主要裂隙组面割理发育较完善延伸可至数百米，而端割理发育在面理之间，沟通了面割理。
两组割理与层理面近于垂交或陡角相交。
由于煤岩层状构造发育，空隙结构特殊，构造作用对后期的改造或产生裂隙，都充分体现出了煤岩结构构造的不连续性。
2、煤岩地层岩石的强度特征2．1单轴压缩条件下煤岩的强度特征对鲍店矿3煤31个煤样和新河矿3煤48个煤样在MTS815.03岩石伺服试验机上采用s15-⨯的轴向应变加载速度进行10mm/单轴压缩试验(加载方向均垂直于煤层层面),得出的详细力学参数见论文第3章表.33和.34,结果汇总在表4.1中。
煤岩强度较低且离散性大的原因除与试验条件、取样制样技术等外在因素有关外,第2章的研究结果表明,主要与其微组分、微孔隙裂隙、微结构等内在因素有关。
对煤岩单轴抗压强度的试验结果表明,煤岩强度与其容重、空隙率、含水率、煤体结构以及煤岩变质程度等有关。
具体来讲,煤块的单轴抗压强度随其容重的增加而增加;随其孔隙率的增加而减小;煤体节理裂隙越发育,其强度越低;受火成岩影响,煤的变质程度越高,其强度越高。
2．2三轴压缩条件下煤样的强度特征岩石在三轴压缩条件下的最大承载能力称三轴极限强度或三轴压缩强度氏,恒定围压下岩样破坏后,应力应变曲线中不随压缩变形增大而变化的轴向应力称残余强度氏。
利用测井曲线的物性特征确定鸳鸯湖矿区石槽村井田煤层对比的依据摘要：利用测井曲线的物性特征，曲线形态特征以及能够反映井田内煤岩层沉积旋回的曲线形态组合特征，确定鸳鸯湖矿区石槽村井田煤岩层对比的依据。
对鸳鸯湖矿区石槽村井田侏罗系中统延安组含煤地层进行定性、定厚解释和煤岩层的对比分析，总结提出了鸳鸯湖矿区石槽村井田含煤地层，煤层、煤组的划分、沉积旋回的划分和聚煤规律。
关键词：物性特征；曲线形态特征；成因地层单位；沉积旋回；石槽村井田石槽村井田位于宁夏回族自治区灵武市东南约四十多公里处，属于磁窑堡镇管辖。
井田范围：井田南北长约4.5Km，东西宽约7Km，面积约31.4Km2。
井田南部有国道307线和古王高速公路穿过，与银古高速公路相连直达银川市，国道307线西经灵武可接国道109线，交通极为方便。
1990年初至1992年底，宁夏煤田地质局对鸳鸯湖勘探区进行了详查勘探，石槽村井田是在鸳鸯湖勘探区详查基础上划分出来的三个井田之一。
通过对煤岩层物性特征的一般性和特殊性进行对比分析，并且利用各种物性曲线做出钻孔的剖面解释时，就能准确掌握该区域地层的物性组合特征和沉积规律，这样就能对井田内煤岩层做出更加符合实际的解释。
在工作中我们广泛利用HGG、DLW、HG、DZW四种测井参数曲线对煤岩层进行定性、定厚解释和煤岩层的对比分析，成果可靠，并且在生产实践中得到进一步检验。
1.井田岩、煤层地球物理特征1.1.岩层的物性特征。
本井田钻孔揭露的有新生界第四系、第三系和中生界的侏罗系地层。
第四系由风积砂以及未胶结成岩或松散的黄土和砂砾构成。
一般该地层孔径扩大较为普遍，物性参数曲线特征反映不稳定。
第三系主要是由一套红土层和砂砾层构成，各物性参数曲线反映相对平缓，基本与下伏老地层有着相同的物性规律。
侏罗系安定组和直罗组的岩性为一套细粒至粗粒的陆相沉积砂岩，延安组地层为本井田的含煤建造，其岩层的物性特征表现为：岩层的岩性随着粒度的由细变粗，其泥质含量的减少，自然伽玛逐渐减小，电阻率值随之增大，密度值也相应增大，自然电位由零向负方向变化。
