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1、淺埋煤層開采巖層控制10第一節(jié)淺部煤層長(zhǎng)壁工作面上覆巖層活動(dòng)特點(diǎn)第二節(jié) 淺埋煤層長(zhǎng)壁開采頂板砌體梁結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性第三節(jié) 淺埋煤層采場(chǎng)支護(hù)第四節(jié) 近距沖積層采場(chǎng)礦山壓力規(guī)律神府、東勝煤田探明儲(chǔ)量2236億t,占全國(guó)探明儲(chǔ)量的1/3,是世界七大煤田之一,神東礦區(qū)開采區(qū)域大部分集中于埋深在100~150m以內(nèi)的淺部,煤層的典型賦存特點(diǎn)是埋深淺、基巖頂板較薄、表土覆蓋層較厚。第一節(jié)淺部煤層長(zhǎng)壁工作面上覆巖層活動(dòng)特點(diǎn)通常將具有淺埋深、基巖薄、上覆厚松散層賦存特征的煤層稱為淺埋煤層。煤層埋藏淺并不一定礦壓小,淺埋煤層長(zhǎng)壁工作面普遍出現(xiàn)臺(tái)階下沉現(xiàn)象,支架壓毀,礦
2、壓顯現(xiàn)劇烈。C202工作面是大柳塔煤礦的試采工作面,開采2—2煤層,厚3.8m,傾角約3°,埋深平均65m。煤層直接頂厚一般3m左右,為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。老頂厚17.3m,為砂巖和砂質(zhì)泥巖。開采區(qū)上方燒變巖厚20m左右,其上為毛烏素沙漠風(fēng)積沙覆蓋層。工作面長(zhǎng)102m,采高2.2m,爆破落煤,日進(jìn)1循環(huán),循環(huán)進(jìn)尺1.2m。采用HZWA摩擦支柱配合HDJA—1200鉸接頂梁支護(hù),見四回一,全部垮落法管理頂板。一、工作面礦壓顯現(xiàn)特征與規(guī)律普采工作面開采技術(shù)條件1、來壓步距不大。老頂初次來壓步距為24m,周期來壓步距平均8m。2、來壓明顯,動(dòng)載明顯,“三量
3、”的增值倍數(shù)大,平均為2.6~3.8。3、來壓的主要特征是頂板沿煤壁產(chǎn)生切落,出現(xiàn)臺(tái)階下沉。下沉量為350~600mm,最大一次沿工作面中下部范圍長(zhǎng)達(dá)70m,說明老頂巖塊難以形成穩(wěn)定的鉸接結(jié)構(gòu)。普采工作面礦壓顯現(xiàn)特征1203面開采1-2煤層,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。煤層平均傾角3°,平均厚6m,埋深50~65m。覆巖上部為15~30m風(fēng)積沙松散層,其下為約3m風(fēng)化基巖。頂板基巖厚15~40m。直接頂為粉砂巖、泥巖互層,裂隙發(fā)育。老頂主要為砂巖,巖層完整。工作面長(zhǎng)150m,采高4m,循環(huán)進(jìn)尺0.8m,日進(jìn)2.4m。頂板支護(hù)采用YZ3500—23/45掩護(hù)式液
4、壓支架,支架初撐力2700kN/架,工作阻力3500kN/架。綜采工作面開采技術(shù)條件1、初次來壓步距27m。主要特征是工作面中部約91m范圍頂板沿煤壁切落,形成臺(tái)階下沉。來壓猛烈,部分支架損壞。2、周期來壓步距9.4~15.0m,平均12m。來壓歷時(shí)較短,支架平時(shí)工作阻力不大,只有來壓時(shí)才超過額定值,動(dòng)載明顯。3、頂板破斷直接波及地表。初次來壓時(shí)在對(duì)應(yīng)煤壁的地表出現(xiàn)了高差約20cm的地塹,表明貫通地表。工周期來壓時(shí)發(fā)生了類似破斷,工作面臺(tái)階下沉是頂板基巖沿全厚切落的結(jié)果。4、根據(jù)地表巖移觀測(cè),基巖頂板破斷失穩(wěn)表現(xiàn)出單組關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)特征,工作面覆巖
5、將不存在“三帶”,基本上為冒落帶和裂隙帶“兩帶”。綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征1203工作面第一個(gè)周期來壓地表下沉剖面工作面上覆巖層整體切落與臺(tái)階下沉20604面正常推進(jìn)速度為22循環(huán)/d(17.6m/d),最快推進(jìn)速度34循環(huán)/d(29m/d),日產(chǎn)煤3.7萬t。工作面埋深80~110m,地表起伏不大,煤層平緩,傾角0.5°~2.6°,斷層很少。開采2-2煤層,煤厚平均4.5m,f=1~3。煤層頂板基巖厚度較大,約42.6m,f=2~7(平均4.0)。基巖風(fēng)化層平均厚5.4m,沙礫層、亞粘土層和沙土層平均厚度56m。工作面長(zhǎng)220m,采高4.3m,循環(huán)
6、進(jìn)尺0.8m。支架初撐力4098kN/架,工作阻力6708kN/架??焖偻七M(jìn)工作面的礦壓特征在基巖變厚,推進(jìn)速度加大的條件下,工作面初次來壓步距增大為54.2m,來壓動(dòng)載系數(shù)2.14。工作面周期來壓步距平均14.6m,動(dòng)載系數(shù)為1.58。來壓期間,中部支架一般都達(dá)到額定支護(hù)阻力,體現(xiàn)了明顯的板破斷特征。出現(xiàn)頂板沿煤壁切頂現(xiàn)象,但臺(tái)階下沉一般在100mm以內(nèi),對(duì)工作面不構(gòu)成明顯威脅。工作面來壓規(guī)律當(dāng)工作面推進(jìn)速度小于15循環(huán)/d時(shí),初撐力平均為額定值的84%;工作阻力為額定值的81%。當(dāng)推進(jìn)速度快時(shí),工作面壓力減輕,工作阻力為額定值的69%。周期來
7、壓步距存在大小周期,小周期12m,大周期20m。工作面快速推進(jìn)時(shí)表現(xiàn)為大周期,工作面臺(tái)階下沉減緩。20604面基巖比較厚,但平均28m厚的砂巖老頂夾有1~2煤線。因此分為下組16m厚和上組12m厚的2組關(guān)鍵層,雙關(guān)鍵層的疊合運(yùn)動(dòng),是構(gòu)成工作面大小周期來壓現(xiàn)象的根本原因。推進(jìn)速度和基石厚度對(duì)來壓的影響1、頂板基巖沿全厚切落,基巖破斷角較大,破斷直接波及地表。來壓期間有明顯的“頂板臺(tái)階下沉”和動(dòng)載現(xiàn)象。工作面覆巖基本上分冒落帶和裂隙帶“兩帶”。2、淺埋煤層工作面頂板一般為單一主關(guān)鍵層類型,老頂巖塊不易形成穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu)?;鶐r厚度比較大時(shí),會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)關(guān)
8、鍵層組,形成大小周期來壓現(xiàn)象,其礦壓顯現(xiàn)特征介于淺埋煤層采場(chǎng)和普通采場(chǎng)之間。二、淺埋煤層上覆巖層運(yùn)動(dòng)特征3、基巖與載荷層厚