复杂地质条件下大倾角高架工作面采煤研究与实践
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8 0
集 t大拄顶距4 0 m最小34 mm 90
部 电机动 率 2 0 w2 0 K '
倾
角
顶 I 接顶 直
板 f 基本顶
板
关
级
2
I I
刮板 输进机 S z 6 Ho G 74 0
备 件 底
底 顿 允 许 比 压
24 aF 02 MP (= )
2 部 电机动率 4 K x 0w 2 部 电机功率2 4 w,带宽 1 m x0 K O
K S Z 00 8 G 3 0 幛 2 台 薄层状冰 平层理, 厚度 5 m。 移动 站 体 工 作阻力 K N 6 0 00 巷 台 1 . 质构造情况 3地 特 初 捧 力 K N 5 6 04 B S1 2 O 6 O 2 自 扬程 2m, t 6 r / 0 10r h  ̄ 水泵 本 面 在掘进 过程 中共 揭露 出 l 7条断 层 ,其 中上 巷 6 征 对底板最大比压 MP s 4 a 2 B W(GQ 3 8 0 2 台 {讴 5 m. i 3m% Q K )0 - 5 i 0 10 条, 下巷 3条 , 中间巷 7条 , 中过 F 2断层 有 冒顶 , 眼 1 其 1 切 亡 O米全岩巷道 , 表 3 条, 由于落差较大有 1 破顶总长 3 0米 , 造成切 眼大 于 架不接顶 ,没有足够的 初撑力 ,受煤层及 自重 序号 项 目 3 。坡的巷道有 3 0 7米长。 单 位 本面预计 倾 向下 滑力 的作用 , 液 1 . 4水文地质 顶底 直接顶厚度 5 产 21 2 4下巷共施工 4个底板疏水 降压钻孔 ,将煤层 底板下伏青 压 支架 尾发 生下摆 , 1 板条 基本顶犀度 1 7 灰 岩 及 其 下 巨 厚 火 成 岩 裂 隙 承 压 水 施 放 减 压 , 放 水 量 在 生 向下的滑动 ,造成顶 件 直接底犀度 2 5  ̄ 2 m ̄,该 地区 的底板承 压水水位 由最初 的 一 5 m下 降至约 梁 倾 倒 及 尾 粱 下 滑 。 0 10 3 20 2 直接项初次垮落步距 m 1 0 .2 . 当 3 0 降低 了底板承压水 的压力 , 2 1 0 m, 使 2 2面底板水 突水机率大大 51 液压支架挤架 。 初 来压 步 距 1 6 降低 ;根 据物探报 告底板 最大水 量 7 ~ 0 m ,一般水 量 l O 支架 出现下滑时 ,顶梁 O8 02 次 最大平均支护强度 KI h ^ 30 1 m ; 综合 顶底板情况 , 本工作 面最 大涌水 量 9 ~ 2 3 , 0 10 m / 一般涌 侧护板在下滑力的作用 3 h 来 最大平均顶底板移近量 m 00 9 水 量 1~ 5 3 。 0 2 m/ h 下将会收缩 。如果相邻 压 来压显现程度 不明显 支架 稳定 状态较 差 , 将 1 . 5瓦斯 、 煤尘 自燃等特征 来压步距 1 1 会 出现几组支架同时下 煤 的 自然倾 向等级 为 I 类 , I I 不易 自然 , 煤尘 不爆 炸 , 面属于 本 周期 滑的现象 , 顶梁滑动 , 侧 高瓦斯 区 , 煤层绝对瓦斯涌出量 8 0 / n . m3 。 2 mi 最大平均支护强度 K ,l N『 30 I 5 4 来压 护板在较大下滑力的作 2 设 备 选 型 最大平均】 风藤皈移近量 06 0 用下 收缩 量 累计 增 加 , 21工作面采场支护强度计算 : . 来压显现程度 不明显 而 按 采煤工作面质量标准规定 , 合理支 护强度的计算 ,2 2工作 造成 支架 间距 减少 , 21 最大平均支护强度 Kl h ^ 30 5 形成挤架。 .. 51 3当局部 5 平时 最大平均顶底板移近量 面支架需要 承受 的荷载为 8倍采高的岩石重量。 08 0 顶板压力 Q X采高 X岩石容重 X工作 面长 X支架最大控顶 发生挤架后 ,其上 部支 6 =8 直接顶悬顶情况 m 1 0 距 架 间距将 自然增 大 , 在 7 底板容许 }压 七 MP a 2 3 ( . X2 2 8x3 5X10x47 ) N 5 . K 4 移架过程中 ,由于支架 8 直接顶类型 类 2 =3 8 6 9 l o KN 处于活动状态 ,稳 定性 9 基本顶级别 级 I 】 较差 ,在下滑力和支架 工作 面共需要有 8 0台液压支架 1 0 巷道超前影响范围 2 0 自重 分力 的作用 下 , 顶 22 Z 60 /1 2型液压支架特征 ( . Y 0 02 / 4 见表 1 ) 梁易偏向架间距超 宽的方 向向下倾倒 ,由此支架会产生上下错位 , 工作 阻力 F 60 0 K =(0 0 8 ) N X 48 0 00 OKN , 当错位高度超 过支 架顶梁厚度时 , 咬架 、 倒架将接踵而 至。 5 . 2防止 液压支架下滑 、 挤架 、 咬架 的措施 :. 1根据煤体松 软 52 . 可见 F >Q, 所选 支架的工作 阻力能满足支护要求 。 割煤移架 , 严格执行跟机移架操作 , 同时割煤 后应 及时推出伸 根据 2 1 2 2工作面的采深 、 地压 , 此种支架 的工 作阻力 、 初撑力 、 情况 , 缩梁 , 做好及时支护 , 护好暴露的顶板及煤壁 。522移 架操 作必须 . . 对底板最大 比压 , 均满 足 2 1 2 2工作面条件 ( 见表 2。 ) 严格执行带压擦 顶移架 ,严禁支 架大起大落 ,降架高 度不得超 过 3 采煤 工 艺 移架前必须清理好架前和架间浮煤 ,以减少移架阻力 , 移 , 。 采用 MG 0 /0 一 1 机割煤 , 割深度 06米 , 307 0 WD 煤 截 . 两采 一准 , lO O mm, 架时 , 活动侧护板收缩量 以能顺利移架 为原 则 , 不得将 活动侧护 板 两端头斜切进刀 。 4 本 工 作 面 实 际 测定 矿 压 参 数 :见 表 3) ( 次收完 , 防止架间流碴。5 - . 3液压支架移到位后 , 2 活动侧 护板 必 须立 即推 出 , 同时确保距支架 中心 1 0 . m±00 m, 5 . 5 均匀布置。52 .. 4 5 大倾角高架工作面顶板管理 根据 2 1 2 2工作面实践 , 51 . 液压支架 在顶板管理 中出现 下滑 、 尾粱倒架 、 咬架 、 挤架 原 伪斜 开采是 防止支架上窜下滑的有效措施 , 因分析:.. 51 1液压支架下滑 。 2 2工作面 , 断层影 响, 21 受 局部倾 角达 下端 头超 前工作面 , 和工作 面成 9 。较为合适 , 3 既能抵 消支架在推
项
使用
内
目
格
地点
i备名棒 殳
果焦 机
规格型号
MG 0 /0 - D1 3 0 0V 7 V
量
单位
备 注
大l
煤层厚 度
Biblioteka Baidu煤 层 倾 角 适
用
2- 14 2
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面
Z 6 0 1 2 Y 00 1 4
1地 质 概 况 -
表 1 Z 6 0 / 14 Y 0 02 ,2
表221 2 2综 采 工作 面
数
型 液 压 支 架 特征 表
容 单 位 规
该工作面煤层厚度 28 45 平 均煤厚 31 为 复杂结 .~ .m, . m, 构煤层 ,在煤层 中下部距 离底板 06 11 .~ .m处,有一层厚 约 01 的粉砂岩夹矸 , . m 为无烟煤 。 1 顶 底板 状 况 . 2 本面北部煤 直接顶板为 中砂 岩灰色 , 以石英为 主, 长石 次之 , 下部含泥灰 团块 , 分选 好, 胶结, 度 2 m, 钙质 厚 1 南部直 接顶灰黑色粉砂岩 , 泥质胶结易破碎 , 0 7 , 厚 ~ m 局部有细砂
科 技论 坛
・ 9・ 5
复
杂 ( 河北邯郸矿业集团公 司陶二矿 防实区, 河北 邯郸 0 60 ) 5 15 摘 地 2 1 要: 陶二矿 2 2工作面工作 面, 角 2 o ~3 。 , 倾 0 7 局部 受断层 影响可达到 3 。 , 7 平均 2 o , 向长 50 倾斜 长 6 — 2 m , 2 走 5m, 0 10 面 积 530 , 73m 煤厚 3 m, . 容重 1 5 m , O .t 3 7 / 可采储量 207 吨 , 945 外面 5 米长 , 采 9 米后 , 8 推 2 和里面对接 。本面 20 年 1 09 2月份投产 ,01 质 2860 , 月产量 2000吨 , 回采过 程 中, 架及 支架下滑事故在 过断层期 间时常发生 , 2 1 年 元 月份结束 , 共采煤 7 6吨 平均 5 在 歪斜倒 组织正规循 环难 度较 大, 造成 单产、 工效较 低。 条 ; ; 关键词 : 复杂地质条件 采煤 地质构造 件 机械设备配备表 1 . 层情 况 1煤
乳化 戎 j 泵
绞 车
B W-1/ 1 R 3 53 5
J2 D5
2 古 电机功率 2 0 w 0K
台
岩, 灰黑色 ; 为灰黑色粉砂岩 , 底板 泥质胶结夹细砂岩 薄层 ,
地 质构造
总 支架高度
不曩 竞 架过断层
21 ~42
两 刮板辅选机 S W-0 G 4T 皮带运{机 S D 5 茸 J 一10
集 t大拄顶距4 0 m最小34 mm 90
部 电机动 率 2 0 w2 0 K '
倾
角
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级
2
I I
刮板 输进机 S z 6 Ho G 74 0
备 件 底
底 顿 允 许 比 压
24 aF 02 MP (= )
2 部 电机动率 4 K x 0w 2 部 电机功率2 4 w,带宽 1 m x0 K O
K S Z 00 8 G 3 0 幛 2 台 薄层状冰 平层理, 厚度 5 m。 移动 站 体 工 作阻力 K N 6 0 00 巷 台 1 . 质构造情况 3地 特 初 捧 力 K N 5 6 04 B S1 2 O 6 O 2 自 扬程 2m, t 6 r / 0 10r h  ̄ 水泵 本 面 在掘进 过程 中共 揭露 出 l 7条断 层 ,其 中上 巷 6 征 对底板最大比压 MP s 4 a 2 B W(GQ 3 8 0 2 台 {讴 5 m. i 3m% Q K )0 - 5 i 0 10 条, 下巷 3条 , 中间巷 7条 , 中过 F 2断层 有 冒顶 , 眼 1 其 1 切 亡 O米全岩巷道 , 表 3 条, 由于落差较大有 1 破顶总长 3 0米 , 造成切 眼大 于 架不接顶 ,没有足够的 初撑力 ,受煤层及 自重 序号 项 目 3 。坡的巷道有 3 0 7米长。 单 位 本面预计 倾 向下 滑力 的作用 , 液 1 . 4水文地质 顶底 直接顶厚度 5 产 21 2 4下巷共施工 4个底板疏水 降压钻孔 ,将煤层 底板下伏青 压 支架 尾发 生下摆 , 1 板条 基本顶犀度 1 7 灰 岩 及 其 下 巨 厚 火 成 岩 裂 隙 承 压 水 施 放 减 压 , 放 水 量 在 生 向下的滑动 ,造成顶 件 直接底犀度 2 5  ̄ 2 m ̄,该 地区 的底板承 压水水位 由最初 的 一 5 m下 降至约 梁 倾 倒 及 尾 粱 下 滑 。 0 10 3 20 2 直接项初次垮落步距 m 1 0 .2 . 当 3 0 降低 了底板承压水 的压力 , 2 1 0 m, 使 2 2面底板水 突水机率大大 51 液压支架挤架 。 初 来压 步 距 1 6 降低 ;根 据物探报 告底板 最大水 量 7 ~ 0 m ,一般水 量 l O 支架 出现下滑时 ,顶梁 O8 02 次 最大平均支护强度 KI h ^ 30 1 m ; 综合 顶底板情况 , 本工作 面最 大涌水 量 9 ~ 2 3 , 0 10 m / 一般涌 侧护板在下滑力的作用 3 h 来 最大平均顶底板移近量 m 00 9 水 量 1~ 5 3 。 0 2 m/ h 下将会收缩 。如果相邻 压 来压显现程度 不明显 支架 稳定 状态较 差 , 将 1 . 5瓦斯 、 煤尘 自燃等特征 来压步距 1 1 会 出现几组支架同时下 煤 的 自然倾 向等级 为 I 类 , I I 不易 自然 , 煤尘 不爆 炸 , 面属于 本 周期 滑的现象 , 顶梁滑动 , 侧 高瓦斯 区 , 煤层绝对瓦斯涌出量 8 0 / n . m3 。 2 mi 最大平均支护强度 K ,l N『 30 I 5 4 来压 护板在较大下滑力的作 2 设 备 选 型 最大平均】 风藤皈移近量 06 0 用下 收缩 量 累计 增 加 , 21工作面采场支护强度计算 : . 来压显现程度 不明显 而 按 采煤工作面质量标准规定 , 合理支 护强度的计算 ,2 2工作 造成 支架 间距 减少 , 21 最大平均支护强度 Kl h ^ 30 5 形成挤架。 .. 51 3当局部 5 平时 最大平均顶底板移近量 面支架需要 承受 的荷载为 8倍采高的岩石重量。 08 0 顶板压力 Q X采高 X岩石容重 X工作 面长 X支架最大控顶 发生挤架后 ,其上 部支 6 =8 直接顶悬顶情况 m 1 0 距 架 间距将 自然增 大 , 在 7 底板容许 }压 七 MP a 2 3 ( . X2 2 8x3 5X10x47 ) N 5 . K 4 移架过程中 ,由于支架 8 直接顶类型 类 2 =3 8 6 9 l o KN 处于活动状态 ,稳 定性 9 基本顶级别 级 I 】 较差 ,在下滑力和支架 工作 面共需要有 8 0台液压支架 1 0 巷道超前影响范围 2 0 自重 分力 的作用 下 , 顶 22 Z 60 /1 2型液压支架特征 ( . Y 0 02 / 4 见表 1 ) 梁易偏向架间距超 宽的方 向向下倾倒 ,由此支架会产生上下错位 , 工作 阻力 F 60 0 K =(0 0 8 ) N X 48 0 00 OKN , 当错位高度超 过支 架顶梁厚度时 , 咬架 、 倒架将接踵而 至。 5 . 2防止 液压支架下滑 、 挤架 、 咬架 的措施 :. 1根据煤体松 软 52 . 可见 F >Q, 所选 支架的工作 阻力能满足支护要求 。 割煤移架 , 严格执行跟机移架操作 , 同时割煤 后应 及时推出伸 根据 2 1 2 2工作面的采深 、 地压 , 此种支架 的工 作阻力 、 初撑力 、 情况 , 缩梁 , 做好及时支护 , 护好暴露的顶板及煤壁 。522移 架操 作必须 . . 对底板最大 比压 , 均满 足 2 1 2 2工作面条件 ( 见表 2。 ) 严格执行带压擦 顶移架 ,严禁支 架大起大落 ,降架高 度不得超 过 3 采煤 工 艺 移架前必须清理好架前和架间浮煤 ,以减少移架阻力 , 移 , 。 采用 MG 0 /0 一 1 机割煤 , 割深度 06米 , 307 0 WD 煤 截 . 两采 一准 , lO O mm, 架时 , 活动侧护板收缩量 以能顺利移架 为原 则 , 不得将 活动侧护 板 两端头斜切进刀 。 4 本 工 作 面 实 际 测定 矿 压 参 数 :见 表 3) ( 次收完 , 防止架间流碴。5 - . 3液压支架移到位后 , 2 活动侧 护板 必 须立 即推 出 , 同时确保距支架 中心 1 0 . m±00 m, 5 . 5 均匀布置。52 .. 4 5 大倾角高架工作面顶板管理 根据 2 1 2 2工作面实践 , 51 . 液压支架 在顶板管理 中出现 下滑 、 尾粱倒架 、 咬架 、 挤架 原 伪斜 开采是 防止支架上窜下滑的有效措施 , 因分析:.. 51 1液压支架下滑 。 2 2工作面 , 断层影 响, 21 受 局部倾 角达 下端 头超 前工作面 , 和工作 面成 9 。较为合适 , 3 既能抵 消支架在推
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1地 质 概 况 -
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该工作面煤层厚度 28 45 平 均煤厚 31 为 复杂结 .~ .m, . m, 构煤层 ,在煤层 中下部距 离底板 06 11 .~ .m处,有一层厚 约 01 的粉砂岩夹矸 , . m 为无烟煤 。 1 顶 底板 状 况 . 2 本面北部煤 直接顶板为 中砂 岩灰色 , 以石英为 主, 长石 次之 , 下部含泥灰 团块 , 分选 好, 胶结, 度 2 m, 钙质 厚 1 南部直 接顶灰黑色粉砂岩 , 泥质胶结易破碎 , 0 7 , 厚 ~ m 局部有细砂
科 技论 坛
・ 9・ 5
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杂 ( 河北邯郸矿业集团公 司陶二矿 防实区, 河北 邯郸 0 60 ) 5 15 摘 地 2 1 要: 陶二矿 2 2工作面工作 面, 角 2 o ~3 。 , 倾 0 7 局部 受断层 影响可达到 3 。 , 7 平均 2 o , 向长 50 倾斜 长 6 — 2 m , 2 走 5m, 0 10 面 积 530 , 73m 煤厚 3 m, . 容重 1 5 m , O .t 3 7 / 可采储量 207 吨 , 945 外面 5 米长 , 采 9 米后 , 8 推 2 和里面对接 。本面 20 年 1 09 2月份投产 ,01 质 2860 , 月产量 2000吨 , 回采过 程 中, 架及 支架下滑事故在 过断层期 间时常发生 , 2 1 年 元 月份结束 , 共采煤 7 6吨 平均 5 在 歪斜倒 组织正规循 环难 度较 大, 造成 单产、 工效较 低。 条 ; ; 关键词 : 复杂地质条件 采煤 地质构造 件 机械设备配备表 1 . 层情 况 1煤
乳化 戎 j 泵
绞 车
B W-1/ 1 R 3 53 5
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2 古 电机功率 2 0 w 0K
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