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地质构造复杂块段煤层开采的矿压显现特征研究

更新时间:2009-03-28

福建主要含煤地层是下二迭统童子岩组煤系,煤田受岩浆活动、断层等影响,地质构造比较复杂。因此,在地质构造复杂块段进行煤炭开采活动是不可避免的。本文以丰海煤矿403采区-330mC1#S采煤工作面受遇断层构造影响的局部块段为研究对象,探讨该块段开采期间支柱承压变化情况,进一步揭示了复杂地质构造对煤层开采的矿压显现特征。

1 工作面概况

(1)地质构造条件。本工作面位于403采区-330m石门南冀,南至中巷尾部,北以石门保护煤护线为界,走向推采长度为210m,倾向长约60m。C1#煤层以单斜构造为主,倾向280~320°,煤层倾角 25~35°,平均在 30°,煤层平均厚度为1.3m。煤层直接顶为泥质细粉砂岩,厚度0.5~1.5m,老顶砂岩,厚度3.5m;伪顶局部发育,为砂质泥岩,厚度0.1~0.2m。顶板细粉砂岩,具水平层理,上部具缓波状层理,节理裂隙发育。底板较完整,顶板为细粉砂岩,厚度约2m,节理裂隙发育情况一般,含较多的植物化石。巷道揭露局部有小断层,对工作面开采有一定影响。

姥姥没接她的茬。反正也不是什么大不了的事,当年全是我做的主,今天我就再做主一次,也不跟你爸你妈商量了,全告诉你吧。

(2)生产技术条件。采用正规长壁后退式采煤法,使用电煤钻打眼,爆破落煤,人工攉煤,溜槽溜煤,1t固定矿车装煤,电瓶车拉煤;采用DW-250/80系列单体液压支柱结合DJC-1000绞接顶梁支护顶板,支柱排、柱距为1m×1m,一排密集切顶,“见五留四回一”全部垮落法处理采空区;工作面执行“边采边准”作业方式,1天1个循环,循环进度为1m。

当前主要表现:其一,思想观念错位。高校外部治理结构经历了松散管理、集权管理、分权管理,再到集权管理、现代化治理等多次变革和探索的轮回,很多人思想中没有高等教育“两治”现代化的概念,看不到“两治”现代化的功能作用,对高校法人治理模式的认识仍停留在传统的认识阶段。其二,原因分析缺位。虽注意到了存在的问题,但对问题原因的探究感到茫然,缺乏具体的对策。需要进一步研究存在的问题及原因,有针对性的提出“两治”现代化的对策,为党和国家的决策以及教育实践的开展提供理论依据。

2 矿压显现特征研究方法

2.1 观测点布置

在403采区-330mC1S工作面沿倾向方向布置了3条观测线作为研究对象,连续地进行观测,每推进1.0m(1个循环)观测记录1次。第1条测线布置在距工作面上出口约2m处,第2条测线布置在工作面中部,第3条测线布置在距工作面下出口约2m处。同时在每条测线的4棵支柱上各设置一个名牌作记号,按照“从上到下,从里到外”原则,依次编制“01~12”。便于数据采集记录,为研究提供方便。

2.2 现场观测方法

(4)顶板状况统计观测。每班观察1次,用钢卷尺测量并计算在控顶区内,冒高超过100mm以上的顶板局部冒落面积占所观测区顶板面积的百分数。

Analysis of Sonar Waveforms for Diver Detection with Experiments……………GUO Xiaojun(4·39)

(3)顶底板移近量观测。与活柱下缩量观测同时进行,用钢卷尺在记号牌柱子附近量取顶板至底板间的距离,采面每推进1循环记录1次,2次读取数值差即为顶底板移近量。

(2)活柱下缩量观测。用现场标记法观测。当支柱支设完毕后,用钢锯条或其他方法在活柱上刻出一明显的“+”记号,再用标尺量取初读数并记录,第2次观测时直接标尺量取读数并记录,2次读取数值差即为活柱下缩量数值。

(1)支柱载荷量观测。现场采用便携式单体支柱工作阻力检测仪(KBY-60型)观测。观测时将KBY-60型检测仪配备的转接阀套接到单体支柱上的三用阀注液口处旋紧,按下开关读取数据,然后将所读取的数据填在记录表上。

(5)煤壁片帮情况。每班观察1次,并用钢卷尺测量控顶区内煤帮片帮、垮落的最大深度。

3 观测结果分析研究

经过100多天的现场观测记录,对其观测数据用统计整理法进行整理分析,绘制出曲线图,如图1所示。从图1中可看出:工作面在推进至19m时,支柱载荷18 MPa;顶底板移近量82mm,均达到小峰值,此为直接顶来压;当推进至26m时,工作面煤壁严重片帮,顶板多处出现明显的裂隙,采空区大面积垮落掉块发出巨大的断裂声,顶底板移近量、支柱载荷和下沉速度急增,支柱载荷达21 MPa,顶底板移近量达120mm,均达到最大峰值,为老顶初次来压;此前在加固支护质量的同时应适当加大工作面控顶距,增加工作面支柱支撑力和稳定性;当工作面推进至43m时,支柱载荷19 MPa,顶底板移近量90mm,均达到峰值,此为周期来压;当工作面推进至53m时,支柱载荷20 MPa,顶底板移近量100mm,均达到峰值,但此次来压步距才10m,同周期来压步距17m数值相差7m,通过数据分析比对,结合现场揭露地质情况,此为遇断层构造。另外,从图中还可看出,工作面推进自47m(距遇断层6m)起,支柱载荷P值和顶底板移近量l值逐步增大,53~58m(距断层5m)范围支柱载荷P值和顶底板移近量l值逐步梯减。同时,其现场煤层较松,片帮量大,顶板较破碎。因此得出该工作面断层影响范围为5~6m。

  

图1 支柱载荷P、顶底板移近量S与推进距离L的关系曲线图

4 结语

通过现场观测和理论分析等研究方法,对丰海煤矿403采区-330mC1#S采煤工作面受遇断层构造影响的局部块段开采进行分析,掌握了回采期间对工作面的影响特征:即工作面推采至断层构造的水平距离越近,越容易形成工作面采空区支承压力与断层应力集中区域的应力叠加,现场表现为顶板裂隙变大,顶板和支柱下沉,煤壁片帮严重和支柱下缩流液等等;随着工作面与断层之间的距离不断增大,两者的应力叠加现象逐渐消失;同时,划定其影响范围为5~6m。这对工作面小眼合理布置和采面支护质量维护加固提供了一定依据,为工作面安全生产提供了保障。

参考文献

1 耿献文,马全礼.矿山压力测控技术(第二版).北京:中国矿业大学出版社,2013.

 
吴国强
《能源与环境》 2018年第02期
《能源与环境》2018年第02期文献

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