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浅谈综采工作面复合煤层顶板管理技术
浅谈综放工作面复合煤层顶板管理技术
摘要:开采复合煤层的顶板管理在技术上和管理上的难度都是较大的,主要是顶板的维护和管理,我矿在开采6#煤的过程中,由于煤层厚度达12m,,属于较厚煤层,且煤层属不整合层状发育,在正常开采过程中,受采动老顶活动影响较大,在周期来压期间,工作面溜子机头和机尾处、工作面上下安全出口及两道出现不同程度的顶板下沉,帮部压垮等现象,极容易出现工作面漏、冒顶的危害,尤其在当工作面遇到断层、褶曲等地质构造带时,顶板管理和维护及其困难,对安全生产极为不利。本次论文结合我矿复合型厚煤层的综放工作面的顶板管理经验,进行简要阐述。
关键词:综放工作面 复合煤层 顶板管理技术
1煤层及顶板概况
1.1煤层情况描述
我矿6#煤层为复合煤层,主要分布于我矿井田的东部,煤层厚约11.28m~13.85m,平均12.68m,该煤层属不稳定煤层,结构较复杂,一般含夹石0~6层,夹石岩性多为炭质泥岩及泥岩,各夹石厚度一般都在0.4m左右,累计夹石厚度为2m多。主要分布在矿井东翼采区,采煤方法以综采放顶煤为主。
1.2煤层的顶板情况
煤层顶板以老顶为主,直接顶次之,无伪顶分布。直接顶为泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩,单层厚度0.90-5.60m,地层岩性主要为泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩,局部具含砾粗砂岩。老顶
2.1 综放工作面片帮冒顶原因
(1)矿压因素。我矿6#煤层工作面周期来压步距根据现场数据观测一般为20-30m之间,顶板活动比较频繁。根据以上地质资料可知煤层顶板主要为砂岩,而且成块状构造,同时顶板各岩层之间为钙质和泥质胶结,在厚煤层放顶煤开采之后,老顶随工作面开采极易下沉,形成矿压,破坏工作面两出口的巷道支护及工作面煤壁的支撑性,危害较大。
(2)地质因素。
根据以上对我矿煤层结构、顶板岩层情况分析,可以看出我矿6#煤层较厚,而且煤层中间有1-6层泥质夹矸,属于厚煤层不整合接触,煤层整体性极为脆弱,在放顶煤开采过程中,在受原岩应力自身释放和老顶下沉受压的综合作用,煤体受到很大破坏。我矿在开采工程中,工作面煤壁多处经常可以看到片帮现象,同时工作面上下出口及超前支护段巷道顶板下沉较为严重。尤其在工作面遇到断层以及褶曲带时,一般在断层带和褶曲背向处煤层几乎成碎、粒状,煤帮基本起不到承压作用,原有支护也受到极大破坏,极易造成工作面出现漏顶和冒顶。
(3)综放工作面管理及操作不当。同时我们还发现,工作面支架的有效管理对于顶板压力的控制也极为关键,尤其支架选型以及日常操作、检修工作是重中之重,比如在移架时没有接实顶板,造成初撑力不足,工作面没有及时移架形成空顶等操作都会影响到顶板的有效控制;同时日常检修中对乳化液供液系统检修的不到位,使支架出现立柱、片阀窜液等,降低支架的额定支撑强度。
综合以上分析,综放工作面顶板出现漏顶、冒顶等主要受地质和支护设备的影响,本文主要从这两方面出发,结合我矿的实际做法,进行介绍。
3 综采放顶煤工作面的顶板管理技术
3.1优化采煤工艺,科学设计支护设计
1、按照相关经验放顶煤采放比一般控制在1:2,这样有利于工作面的顶板维护和控制,我矿由于属于厚煤层,煤层厚度平均12米,按照此设计我矿将采高一般设计为3.5m,放煤在考虑回收率的前提下,一般在7-8m。通过采放的技术控制,减弱了煤壁的支撑受压,在保证支架初撑力的基础上,工作面顶板得到了有效控制。
2、当顶板及煤体破碎时,减少采煤机的一次进刀量,我矿经过具体实际一般控制在设计截深的80%左右,煤机截割速度可以提高30%,这样通过提高牵引速度,实行浅截快跑,支架实现提前护顶的作用。
3、工作面上下出口以及超前支护,我矿也进行了设计。一般超前支护改为三排单体联合支护,排距不超过0.9米;在两顺槽帮部增加一排锚索护帮,我矿根据围岩破坏范围锚索长度设计为11.3米,采用直径17.8mm的钢绞线,锚索托盘选用厚度20厚钢板,规格为300*300mm;同时在原有顶板支护的锚索范围上,两排之间再增加一排,这样在工作面周期来压时,可以有效的控制两巷的顶板下沉及帮部垮落。在具体操作时,通过及时的矿压观测,根据不同的情况对超前支护进行加密支护,对于两出口的顶板管理十分有效。
4、通过局部注射马丽散也是目前比较实用的技术,根据煤层受压破碎的程度,还可以有目的对工作面煤体进行整体加固,以保证对复合不整合煤层的整体加固,增大加强对煤壁的支撑作用,已达到和支架的联合支护作用,防治发生顶板发生超前漏冒,已达到不影响生产安全。
3.2强化设备管理,做好设备检修
1、 提高支架的初撑力和工作阻力
(1)首先尽可能提高泵站的供液能力或选择高压泵站的供液系统,尽量减少液压系统的跑、冒、滴、漏现象和工作面液压系统的窜液问题。
(2)正确操作支架,在移架升柱后,不要立即把升柱手把打回零位,以提高
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