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下保护层开采工作面参数设计

更新时间:2009-03-28

保护层开采以后,周围岩体的原岩应力平衡状态受到破坏,引起应力重新分布,进而周围煤岩体就会向采空区方向移动,特别是下保护层开采后,首先导致采空区上覆岩层的应力降低,进而破断发生垂直位移,同时发生膨胀变形并在被保护层内部产生很多的微裂隙,被保护层的煤层透气性就会成千上万倍的增加,同时这些微裂隙也为煤层瓦斯的流动提供了通道,如果被保护层的瓦斯含量较大,这样被保护层的吸附状态的瓦斯就会不断的解吸,直到下降到平衡,此时再配合被保护层的卸压瓦斯抽放对增加被保护层的保护范围[1-2]。因此,研究保护层开采机理,判别保护层与被保护层的层间关键层结构,并预测层间关键层结构的初次破断及周期破断规律,对研究下保护层开采的卸压保护范围有着十分重要的意义[3]

1 工程概况

1煤层为矿井主采煤层,位于二迭系山西组下部,赋存稳定,结构简单,煤厚4.0~15.0 m,平均7.3 m,煤层倾角为5°~25°,平均20°。二1煤底板下50 m以内存在4层煤,如果对其进行回采,形成下位保护层,上覆二1煤层将会得到卸压,出现裂隙,煤层透气性系数将会增加,非常有利于二1煤层瓦斯的抽采和消突,对二1煤层回采区域的安全、高效生产产生积极的作用。

采区主要岩层及物理力学参数如表1所示。

 

表1 岩体物理力学参数

  

序号 岩性 厚度/m弹性模量/MPa 25000 11000 16 泥岩 0.5 2体积力(MN/m3)18 中粒砂岩17 砂质泥岩9.0 3.5抗拉强度σb/MPa 0.023 0.026 7 2 0.026 11000 15 二1煤 7.3 0.023 2000 0.2 14 砂质泥岩 5 0.026 11000 2

  

序号 岩性 厚度/m体积力(MN/m3)抗拉强度σb/MPa弹性模量/MPa 13 中粒砂岩 4.6 0.023 25000 7 12 砂质泥岩 7.3 0.026 11000 2 11 中粒砂岩 3 0.023 25000 7 10 石灰岩 0.7 0.024 22000 5 9 煤线 0.2 0.015 2000 0.2 8 砂质泥岩 1.5 0.026 11000 2 7 中粒砂岩 2 0.023 25000 7 6 砂质泥岩 2 0.026 11000 2 5 中粒砂岩 2.5 0.023 25000 7 4 砂质泥岩 5 0.026 11000 2 3 石灰岩 4.5 0.024 22000 5 2 煤线 0.3 0.015 2000 0.2 1 砂质泥岩 4 2 0.026 11000 0 一8煤层 1.2 0.015 2000 0.2

根据矿方开采设计,选择一8煤层先行开采,作为二1煤层的保护煤层,利用保护层开采产生的顶板裂隙对二1煤层瓦斯进行释放,达到二1煤层安全开采的目的。

2 保护层开采高度的确定

由于一8煤层平均厚度仅有0.8 m,局部煤层厚度0.2~0.3 m,因此需要开采一部分伪顶或砂质泥岩直接顶保证被保护层的卸压效果。当采高分别为1.0 m、1.2 m、1.5 m时可根据冒落带及裂隙带的公式求得冒落带及裂隙的高度[4],如表2所示。

广义的思想政治教育还包括道德教育,有学者也从道德接受的视角进行了具体的研究:张琼、马尽举的《道德接受论》(1995)、刘云章的《德育接受学》(2004)、李卫英的《德育的接受性研究》(2007)等。

 

表2 不同采高的冒落带及裂隙带高度

  

开采高度/m裂隙带高度/m 10.8~27.9 24.8~30.0 1.2 31.8~38.9冒落带高度/m 0.8 1.0总计/m 3.0~5.7 3.7~6.4 13.8~33.6 28.5~36.4 4.5~7.0 27.3~31.9 1.5 5.6~7.9 30.6~34.0 36.2~41.9

由表4可知,一8煤层开采1.0 m时,二1煤层完全处在弯曲下沉带中,煤层的增透效果不好;一8煤层开采1.2 m时,二1煤层完全处在裂隙带及弯曲下沉的交界处,煤层有一定的增透效果;一8煤层开采1.5 m时,二1煤层有一部分处在裂隙带内,煤层的增透效果较好。但若开采高度为1.5 m时,就会开采平均0.7 m的矸石,经济上不合理,故一8煤层的采高可定为1.2 m。

3 保护层工作面合理长度的确定

1煤层工作面长度一般为105~150 m,取平均值为120 m,则下保护层3307工作面的合理长度为:

3.1 最小工作面长度

故最小长度Lmin为:

  

图1 工作面最小长度

3307工作面的最小长度Lmin应该为保护层工作面开采后,上覆岩层不断运移最后达到平衡,二1煤层恰好处在被解放范围的上部,见图1。

而企业主或者富有地主“尽管生性自私和贪婪,虽然他们只图自己的方便,虽然他们从其所有雇用的千百万人的劳动中所要达到的唯一目的就是满足自己的无聊的和无厌的欲望,他们却同穷人分享他们所获得的全部改进的产品。他们被一只看不见的手引导着去进行生活必需品的分配,这种分配差不多同假设土地在其所有居民中分割成相等的部分时所能有的分配一样;这样,没有打算去作,没有真正去作,却促进了社会的利益,为人类的繁衍提供了生活资料。”[13]304-305

 

式中:KM、JN为保护层与被保护层的绝对垂距,平均46 m;δ1、δ2为下保护层开采后对上被保护层的卸压角,°,如表3所示。

整理得:

 

表3 保护层沿倾斜的卸压角

  

煤层倾角α/°卸压角/°δ1 δ2 δ3 δ4 0 10 20 80 77 73 80 83 75 75 75 75 87 7575 30 69 40 65 90 80 70 90 77 70

故最小长度:

针对房屋建筑工程具体施工需求,建立健全工程质量监督管理机制,确保建筑工程的总体质量[4]。同时,在原有工程质量监督管理机制的基础上加入工程质量责任制及危险事故应急体系等,并将其深入贯彻落实到实际建设过程中。不仅如此,提升施工现场监理工作的重视度,认真监管施工现场地质勘察等工作,将施工期间的风险性降低到可控范围之内。

 

3.2 煤层巷道两帮瓦斯卸压带宽度

晏书颜诰几留遗,咫尺乡关仰大师。自笑案头尘俗甚,梅花犹欠去年诗。半刺今将治谱宣,明经世业又重编。傅岩本是君家事,若作和羹尚待贤。

该矿在许多开采过的顺槽做过测试,即向顺槽的两帮打钻孔测两帮钻孔内的瓦斯压力和相对瓦斯含量,历次测试数据如表4所示。

 

表4 被保护层顺槽钻孔测试参数

  

工作面 相对瓦斯含量/(m3/t)顺槽位置25041 25072瓦斯压力/MPa 0.72 0.68 31051上顺槽上顺槽7.8 7.5 0.69 31052 0.72 7.8下顺槽下顺槽钻孔深度/m 20 18 15 20 7.6

由上表可知,测得不同工作面顺槽两帮15 m范围内的煤层瓦斯压力都小于0.74 MPa,瓦斯含量都小于8 m3/t,在《防治煤与瓦斯突出规定》规定的范围之内。由于该矿煤层瓦斯覆岩情况变化不大,可认为3307工作面上部的二1煤层顺槽在掘进之后两帮15 m以内的煤层瓦斯压力都小于0.74 MPa,瓦斯含量都小于 8 m3/t。

3.3 保护层的合理长度的确定

设3307工作面的合理长度为L18,二1煤层的长度为L21,二1煤层顺槽两帮的卸压宽度为Lhd,则由图2可知,3307工作面的合理长度L18为:

1煤层工作面上下顺槽在开掘后,在顺槽的两帮都有一定的瓦斯卸压范围,可认为这个卸压范围安全不会发生瓦斯突出。

 

从图9中可以看出,中国规范、美国规范和加拿大规范的理论设计值取值离散程度均较小;在试验值较小时,中国规范更偏于试验值,美国规范、加拿大规范更趋于保守。

 
  

图2 下保护层工作面合理长度

保护层工作面的长度决定着被保护层的解放范围,保护层工作面长度越大,上部被保护层解放的范围就越大;又由于下保护层工作面为首采工作面,鹤壁矿区对薄煤层开采解放层的技术还处于摸索阶段,故下保护层工作面长度不宜过大,认为下保护层3307工作面合理长度应该为能够解放二1煤层工作面平均长度为宜。

综上所述,安全隐患排查和积极干预在肾病内科住院护理质量中的作用确切,可提高护理人员对安全管理的重视,强化安全意识,减少安全事件发生,提升患者满意度,值得推广。

1.3.3 记录入室安静5 min(T0)、椎管内穿刺时(T1)、穿刺完成平卧位时(T2)、给静脉药后20(T3)、40(T4)、60(T5)s、手术开始后 2(T6)、4(T7)、6(T8)、8(T9)、10(T10)、40(T11)min患者的MBP、HR、SpO2、OAA/S、WLi、ANXi、CFi和Pi。

 

3307工作面上下顺槽宽度都是3.2 m,故3307工作面仅需106-6.4=99.6 m即可,因此取3307工作面长度为100 m。

4 结语

对比二1煤层下部四层薄煤层的条件,最终选择了一8煤层作为保护层。通过经验公式计算得当一8煤层开采高度为1.2 m时,二1煤层正好处在裂隙带上部及弯曲下沉带下部,最终确定了一8煤层工作面的采高为1.2 m。

参考文献:

〔1〕马占国,涂 敏,马继刚.远距离下保护层开采煤岩体变形特征[J].采矿与安全工程学报,2008(3):362-367.

〔2〕邵景忠.区域性防治瓦斯突出措施-解放层的分类、作用原理及应用[J].煤炭技术,2008(6):162-164.

〔3〕王延生.上保护层开采及卸压瓦斯抽采的消突效果研究[J].山西焦煤科技,2017(Z1):39-43.

〔4〕刘彦鹏.基于UDEC的近距离上保护层开采数值模拟研究[J].能源与环保,2017(9):62-64.

〔5〕刘艳红.晋中矿区突出煤层上保护层开采总体方案研究[J].山西焦煤科技,2017(7):77-79.

〔6〕高 翔,龙贺.近距离上保护层采动效应的数值模拟及分析[J].山西焦煤科技,2017(7):47-49.

 
刘光明
《江西煤炭科技》 2018年第01期
《江西煤炭科技》2018年第01期文献

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