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浅谈走向长壁后退式采煤方法在润华煤矿6D煤层的应用

时间:2015-08-14 11:35 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:王开有 点击次数:

  摘要:鸡东县华盛煤炭有限公司润华煤矿6D采煤工作面采用走向长臂后退式采煤方法取得成功,对采场顶板支护、压力计算分析、回采期间的现场管理进行总结

  关键词:顶板支护;压力计算;现场管理

  1概况

  鸡西市鸡东县华盛煤炭有限公司润华煤矿2005年改扩建后,核定生产能力30万吨,6D煤层是该煤矿的主采煤层,储量较大,煤层厚度2米,煤层倾角28度,灰分26.58%,挥发分36.74%,煤层层理发育,老顶为细砂岩厚度4.5米,直接顶为细粉砂岩及页岩2米,没有伪顶,底板为泞灰岩1.3米。6D层属复合煤层,纯煤厚度1.3m,煤页岩厚度0.6-0.8m。

  2原开采情况

  2005年前由于经济原因,没有大量投入有效的支护材料,工作面顶板支护强度不够,不能满足采后动压的影响。6D煤层直接顶较厚,顶板在回采中不能随回随落,局部悬顶距离走向达到8米时才能冒落,对采煤工作面冲击较大,经常发生顶板事故。

  3长壁后退式采煤方法的应用

  2005年改扩建后,对西二区-50右6D采煤工作面进行回采,该工作面沿走向布置,走向625m,倾斜95米,煤层厚度2.0米,可采储量15.29万吨。

  4支护方式选择

  (1)工作面使用DZ-25型外注式单体液压支柱配HDJA-1000型铰接顶梁带刹杆支护,支护方式齐梁齐柱,悬臂比为1﹕1。采用“四”排管理,排距1.0米、柱距0.5米、炮道0.5米。最大控顶距为5.0米,最小控顶距为4.0米,临时柱间距3.0米;(2)工作面架设单巷一梁两柱对头切顶抬棚。端头支护采用双巷,每巷连续两架一梁三柱对头抬棚,抬棚梁使用2米×Φ0.16cm以上的硬质圆木,工作面采用自滑槽板运输;(3)必须先支柱后放顶,支柱超前回柱一架棚,备用柱必须打在新切顶线梁下或抬棚下。炮后及时挂梁,临时柱间距3米。工作面采空区出现走向2米,倾斜5米的悬顶时,必须停止作业,采取强制放顶措施后,方可作业。抬棚不得出现一梁一柱现象。翻抬棚时,必须随回随支;(4)回采过程中,如需要调整铰接梁头长度时,必须在顶板完整的条件下进行,只许后缩不许前抻,不得出现连续断梁。如遇地质变化带,支柱不够高时,必须用木垛接顶;如顶板破碎时,必须铺网支护;(5)工作面上顺槽必须备有50棵单体柱、30棵铰接梁、1m3刹条、20根抬棚料和足够的木垛料以做备用。工作面开设下缺口,倾斜长5米,最大控顶距6米,最小控顶距5米;(6)超前支护上下顺槽自煤壁线起沿走向20米用DZ-25型单体液压支柱配HDJA-2000型铰接梁打双排超前支护,排距为1.2米,间距为1.2米。

  5采场支护参数计算

  (1)工作面支柱的选型计算:

  所需支柱最大高度H大计算:H大=m大-b=2.0-0.1=1.9米

  所需支柱最小高度H小计算:H小=m小-b-S大-A=1.75米

  式中:m大、m小——工作面最大、最小采高,分别取2.0米和2.0米;S大——工作面最大控顶距平均最大下沉量取0.1米;a、b——支柱卸载高度、顶梁厚度,分别取0.05米、0.1米。

  根据支柱规格及我矿现有情况选用DZ-25型外注式单体液压柱。

  (2)工作面顶板压力计算:采场平均压力P的计算

  (t/m3)P=(1/K-1)×h×r×k1×k2=16.8t/m3

  式中:h——实际采高,2.0米;K——顶板岩石碎胀系数,取1.5;

  K1——动载系数,取1.4;K2——悬顶片帮系数,取1.2;r——岩石容重,取2.5吨/米3。

  (3)采场支护密度N的计算:N=P/(F×C)=0.84棵/米2

  式中:F——选用单体液压支柱的额定阻力,取25吨;C——单体液压支柱的性能系数,取0.8;

  (4)采场实际最大支护密度N大、N大′及最小支护密度N小计算:

  N大=(((L/Z)+1)×R大)/(L×I大)=1.81

  N大'=(((L/Z)+1)×R大')/(L×I大)=1.81

  N小=(((L/Z)+1)×R小)/(L×I小)=2.26

  式中:L——工作面长度,95米;I大、I小——工作面最大控顶距5.0米、工作面最小控顶距4.0米;R大、R小——最大控顶距排数4排,最小控顶距排数4排;R大′——最大控顶距下最小支柱排数4排;Z——工作面支护间距,0.5米。

  (5)采场支护安全倍数&大、&大'、&小的验算:

  &大=N大/N=1.81/0.84=2.15;&大'=N大'/N=1.81/0.84=2.15;&小=N小/N=2.26/0.84=2.69

  经过计算支护强度大于或等于2倍,所以满足采场支护要求。

  6采场管理

  (1)工作面正常回采,推进到两煤壁间距10米时,若采空区顶板不充分垮落,此时开始强制放顶;(2)挑顶时,沿工作面倾斜方向每1.0米布置一个挑顶眼,眼深1.5米,倾角70°。挑顶眼必须布置在第三、四排柱之间,严禁在采空区布置挑顶眼;(3)强制放顶冒高达不到4米以上时,必须沿走向每推进2米进行一次强制放顶工作。强制放顶冒高达到4米以上时,才能结束,强制放顶期间,放顶工作必须一次性完成,不准中断,其他工序严禁同时作业。

  7支护的效果及结论

  经过该采煤方法的尝试,自开采到结束,没有发生冒顶及推掌子事故,工作面月单产提高了三分之一,提高了煤炭回采率,为企业创造了可观的经济效益,降低煤炭资源的损失。为华盛煤炭有限公司润华煤矿原煤年产量的提高起到决定性的作用。由于该采煤方法的成功应用,为矿井其它类似顶板地质条件的煤层开采提供经验,也为其它矿井提供借鉴和参考。

  参考文献:

  [1]徐家林.岩层移动与控制的关键层理论及其应用[D].徐州:中国矿业大学,1999.

  [2]王岐成主编.矿山压力与岩层控制技术[M].北京:煤炭工业出版社,2007(09).

  [3]牛克洪主编.矿山压力与岩层控制技术[M].北京:煤炭工业出版社.


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