深井采场安全高效回采工艺与顶板控制研究

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该文结合协庄煤矿深部开采的实际情况,探讨了采回平行作业的现实必要性、实施采回平等作业的前提条件、采回平行作业的具体实施以及保障采顺平行作业的措施;在中国的煤矿企业中,采深逐年增加,很多矿井,如新汶局的孙村煤矿、协庄煤矿、华丰煤矿等都已进入深部开采阶段.随采深的增加,巷道支护变得困难,冲击地压危险增大,严重影响采场围岩稳定与控制,使矿井的安全维护费用明显增加,生产成本增大,导致矿井生产效率大大降低,经济效益下滑.传统的回采工艺为"破、装、运、支、控"顺序施工模式,下循环的生产必须在上循环全部完成的情况下才能开始,造成了工作面开机率低、工效低、单产低.分析其原因,在回采工艺的各工序中,回柱占用的工时最长,且不能与割煤平行作业.采回平行作业:以3416E工作面为例,该面的回采工艺过程为:预开机窝——煤机进刀——煤机上行提机割顶煤——煤机下行推机割底煤,跟机预挂顶梁并支柱——回柱,煤机上行提机割顶煤与回住放顶的平行作业.因此,对动压冲击危险是实施采回平行作业的主要障碍,为防止动压冲击,应选择合理的顶板控制方式并确保支护系统的稳定性.该文根据协庄煤矿进行的提机割煤影响范围观测记录和回柱放顶煤影响范围观测记录,经过数据的整理与分析,得出了采回平行作业的合理错距,并在此基础上对原有的正规循环作业图表作出了修改,绘制了修改后的循环图表.此外,还探讨了深井采场高产高效的一些措施.为保证深部开采条件下的生产的安全、高效,该文探讨了深井采场矿压显现特点顶底板移近量是由对采场矿压显现有明显影响的上覆岩层(直接顶和老顶岩梁)的范围、岩性和运动发展规律以及支架(柱)对上覆岩层(直接顶和老顶岩梁)的抵抗程度所决定的,与采深无关;岩梁的悬跨度为L<,A>(近似为运动步距c),此时,采场内在控顶距L<,k>处的顶板下沉量Δh<,A>由几何关系可得活柱缩量与支柱载荷是由对采场矿压显现有明显影响的上覆岩层(直接顶和老顶岩梁)的范围岩性和运动发避孕药规律以及支柱特性、支柱的工作状态所决定的,也与采深无关.结合协庄煤矿深部开采的情况,探讨了深井采场的矿压显现特点及其控制,而且分析并总结了破碎顶板和煤壁片帮的治理措施.破碎顶板和煤壁片帮的主要原因是随采深增加,煤壁前言的支承压力增大.对于破碎顶板,Ⅱ型钢梁配单体支柱支护机道破碎顶板是较为成熟的技术;而对于煤壁片帮,木锚杆支护是较为成熟的技术,同时还可以采取煤体中深孔注水的方法.
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