浅析老顶初次来压与老顶周期来压

浅析老顶初次来压与老顶周期来压

王宝刚

(鹤岗矿业集团益新公司,黑龙江鹤岗154100)

摘　要:掌握老顶初次来压、周期来压与底板强度支柱和撑力等关系及其特点,以便采取措施,防止冒顶,保证安全。

关键词:老顶初次来压;老顶周期来压;顶板管理

中图分类号:TD31 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2003)06-0051-02

0　前言

在长期的煤炭生产实践中,人们逐渐认识到:顶板管理工作的实质,就是对老顶初次来压、老顶周期来压的管理。因为在正常开采过程中,不易出现顶板事故,而老顶初次来压、老顶周期来压前后易发生顶板事故。由此可见,老顶初次来压,老顶周期来压是顶板管理工作的重点,也可以说是主要矛盾。

1　老顶初次来压及老顶周期来压的含义

所谓老顶初次来压,就是回采工作面自开切眼向前推进一定距离,软帮采空区上方老顶形成的双支点岩梁由于自身重量超过自身强度第一次垮落,这时工作面就会出现片帮严重、炸顶、切顶,

放炮后

图1　瓦斯泄排巷布置图

瓦斯泄排巷沿厚煤层顶板或其顶板附近的薄煤

层内布置,这种布置方式有以下优点:

①可以在工作面开采时泄排煤层中部分瓦斯。

②瓦斯泄排巷一端与回风上山相连。另一端与

采空区相连,采空区内部分瓦斯可通过泄排巷直接

进入回风上山。

③在工作面接替较紧张时,在上区段上山附近

尚未压实的情况下,可以泄排巷在采区边界附近准

备下区段顺槽,以减少工作面正常接替所需的时间。

由于瓦斯泄排巷工程量大,现已试验用千米钻

机打孔排放瓦斯。

(2)尾巷排瓦斯技术。解放层或近距离煤层群

首采工作面瓦斯涌出量大,且主要来自采空区。因

此,仅采用加大风量的方法难以解决上隅角瓦斯超

限问题。七台河精煤(集团)公司已采用尾巷通风排

放采空区瓦斯多年,取得了较好的效果。

6　结语

开采煤层群的高瓦斯矿井采区巷道布置,应首

先确定合理的煤层分组和开采顺序,采区通风系统

应力求稳定可靠。高瓦斯煤层群开采的矿井采用沿

空留巷技术,在通风方式中采用泄排巷、布置尾巷排

放瓦斯等措施对矿井生产有较好的经济技术效果。

Investigation of the tunnel layout way at high gas

seam group mining area

LU Yin_ying

(Taoshan Coal Mine,Qitaihe Refined Coal Group Compan y,Qitaihe154600,China)

A bstract:Combined with the concrete conditions of Taos han Coal Mine,put forward a layout way of mining high gas seam group mining area, first,a reasonable seam group and system sequence of seam mining should be defined,then,steady and reas onable mine ventilation should be done.The advantages of the technology of leaving roadway along goaf at high gas mine are analyzed.And the ventilation method,which adopts releasing gas tunnel and tail road way at high gas seam group face is also approached.

Key words:high gas;coal seam group;tunnel layout

收稿日期:2002-12-30;修订日期:2003-04-30

作者简介:王宝刚(1968-),黑龙江肇州人,毕业于辽源煤校采煤专业,现在鹤岗矿业集团益新公司工作。

第22卷第6期

2003年6月

煤　炭　技　术

Coal Technology

Vol.22,No6

Jun.,2003

硬帮出现抽顶、扒皮、掉碎块,若采取措施不得力还会出现局部冒顶事故等现象,这种矿山压力异常增大的现象就叫老顶初次来压。如图1,图2所示

。

图1　初次来压前

图2　初次来压时顶板活动状态

初次来压后,工作面继续向前推进过程中,软帮冒顶区上方形成的铰接岩梁跨度达到一定距离后,由于自身重力等因素,铰接岩梁就会发生一次重新平衡,每次重新平衡都会出现顶板应力重新分布,出现矿山压力异常增大的现象,这种周期性地出现矿山压力异常增大的现象,则被称为老顶周期来压。

2　老顶初次来压、老顶周期来压与其它因素的关系

2.1　老顶初次来压、老顶周期来压与顶板结构及岩性的关系

在回采过程中发现,当煤层直接顶厚度很大时,而且放顶后软帮冒落很充分,能做到随放随冒落,没有悬顶出现。直接顶板冒落后松散膨胀,使原有岩石体积增大,能充填满或基本能充填满出煤后软帮的空间,使老顶铰接岩梁重新平衡时位移比较小,冲击力就小,所以矿山压力显现不明显。

当回采工作面直接顶板较薄或直接顶板岩石坚硬,放顶后软帮冒落不充分出现扒皮或有悬顶。这样工作面顶板有劲,而且随着采煤工作面向前推进,顶板来压越来越明显。这是因为软帮冒落不充分或有悬顶,使老顶铰接岩梁重新平衡时活动空间加大,冲击力就大。因此,回采工作面易出现片帮严重、支柱钻底、炸顶、台阶下沉等现象,如不及时采取得力措施就会发生抽冒顶事故,影响生产。

2.2　老顶初次来压、老顶周期来压与底板强度及支柱初撑力的关系

生产实践中发现,回采工作面老顶活动是有规律的。采煤工作面支柱受力只是在老顶来压时才是老顶压力与直接顶板岩层压力之和,其它时候,只是直接顶板岩层的压力。当工作面支柱初撑力不足,不能与直接顶板压力相抗衡或底板强度不够,顶板一来劲就出现钻底现象,这时就造成直接顶板与老顶间发生离层。如果软帮冒落不充分,就会使老顶

悬壁梁暗中加长,造成工作面老顶铰接岩梁重新平

衡时,活动间空加大,冲击力增大,矿山压力显现明显。

2.3　老顶周期来压与开采速度的关系

开采速度快,直接顶板压力作用在工作支柱上的时间短,不会使直接顶板与老顶之间发生离层或离层很小;反之则离层加大,老顶活动空间变大,从走向来看老顶来压速度加快。

2.4　老顶周期来压与采高、控顶距的关系

当采煤工作面直接顶板冒落不充分时,可以适当降低采高,改善充撑环境;可以改变充撑系数,使采煤工作面矿山压力状况改变。直接顶板厚度不变的条件下,适当降低采高可以使老顶铰接岩梁活动空间减小,从而减少来压程度。

开采过程中,由于种种因素,工作面控顶距离变小,如由四、五排管理改为三、四排管理,这时就会出现矿山压力增大的现象,恢复后,又转好。这是因为,改为三、四排管理时,直接顶板悬壁梁形成压力比支架支撑力大,造成直接顶同老顶间离层,老顶悬壁梁加快增长,所以来压明显。2.5　老顶来压与开采深度的关系

老顶来压与开采深度有密切关系,每当开采深度增加一定距离后,矿山压力都会明显增加。开采次生裂隙较少,周期来压步距较大。深部开采,由于采场周围支承压力与深度成正比,岩层被开采次生裂隙切割的可能性增大,增密,周期来压步距缩短。2.6　老顶来压与煤倾角的关系

假设顶板质点重力为G ,那么正压力N =G ·cos α,下滑力T =G ·sin α,见图3。当α增大时,质点下滑力T 增大,正压力N 变小。因此,工作面倾角增大时,除有走向戗柱外,还要加打倾斜戗柱,防止顶板来压时向下推工作面。

图3　质点受力分析

3　结论

(1)直接顶板薄或坚硬易有悬顶,这时采煤工作面顶板来压剧烈。

(2)周期来压比初次来压明显。

(3)工作面底板强度小,支柱初撑力不够,顶板来压明显。

(4)开采速度慢,顶板来压明显。

(5)适当降低采高,适当加大控顶距,顶板来压情况可得到改善。

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