【摘要】：以峰峰集團(tuán)山西大遠(yuǎn)煤業(yè)1201急傾斜工作面為背景,系統(tǒng)研究了急傾斜厚煤層走向長壁綜放開采的基本問題,指出支架的合理設(shè)計(jì)是該類煤層成功開采的首要條件,支架設(shè)計(jì)要充分考慮急傾斜厚煤層綜放開采的頂板活動(dòng)規(guī)律,以工作面上部頂板的沖擊載荷確定支架的工作阻力。同時(shí)急傾斜支架要有足夠的抗側(cè)向擠壓能力,結(jié)合工作面采放工藝確定側(cè)護(hù)板的抗擠壓能力。急傾斜厚煤層綜放開采的頂煤放出體與煤巖分界面具有明顯的不對(duì)稱性。結(jié)合頂煤放出規(guī)律、支架穩(wěn)定性等綜合確定采放工藝,提出"下行動(dòng)態(tài)分段、段內(nèi)上行放煤"的采放工藝,適用于急傾斜厚煤層走向長壁綜放開采,可最大限度地減少采放過程中對(duì)支架的不利影響,并可獲得較高的頂煤采出率。工作面安裝前需對(duì)軟弱底板進(jìn)行加固。
【圖文】：

，地層形態(tài)為北西傾向，地層傾角平均53°，最大62°。煤層、頂板、底板硬度系數(shù)小，屬于典型的“三軟”煤層。試驗(yàn)的1201工作面位于井田淺部，埋藏深度242.6～195.6m，煤層厚度6～8m，平均6.8m，煤層硬度系數(shù)0.3。直接頂為灰色、層理發(fā)育的粉砂巖，厚度8m，硬度系數(shù)f=4～6.14�；卷敒橹猩皫r(俗稱K3砂巖)，以淺灰～灰白色中粒砂巖為主，局部為細(xì)砂巖，鈣質(zhì)或泥質(zhì)膠結(jié)，厚度5m，硬度系數(shù)f=6.31。直接底為粉砂巖、煤與炭質(zhì)泥巖互層等。1201工作面長80m，可采走向長度680m，工作面?zhèn)涡?3°布置，工作面切眼布置見圖1。圖11201工作面切眼剖面Fig.1StartingcutsectionofPanel12012頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律及支架基本參數(shù)的確定2.1頂板運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律急傾斜煤層走向長壁開采的顯著特點(diǎn)之一是垮落的頂板會(huì)沿著煤層底板向下滑移，在采空區(qū)形成不均勻充填，如圖2所示。圖2的工作面頂板運(yùn)動(dòng)形態(tài)可以概括為圖3，，在工作面下部密實(shí)充填、中部不均勻充填、上部無充填而形成空洞［5］。這種結(jié)果導(dǎo)致工作面支架受力不均勻，不同區(qū)域的支架與頂板作用關(guān)系不同。對(duì)于厚煤層的放頂煤開采，采出空間更大，工作面頂板垮落和充填的不均勻性更加明顯，不合理的采放工藝會(huì)導(dǎo)致頂煤沿著支架的頂梁、掩護(hù)287

煤炭學(xué)報(bào)2017年第42卷梁、煤層底板向下滑移，帶動(dòng)支架傾斜，更加惡化支架與圍巖關(guān)系。根據(jù)急傾斜厚煤層走向長壁開采的頂板垮落和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，工作面上部支架以承受基本頂垮落的動(dòng)載沖擊為主，工作面下部支架以承受頂煤和破碎頂板的下滑擠壓和上部支架擠靠的靜載為主。在進(jìn)行支架選型計(jì)算時(shí)以上部動(dòng)載沖擊計(jì)算支架工作阻力，以下部靜載擠壓計(jì)算支架側(cè)護(hù)板的抗擠壓能力。圖2工作面頂板破壞形態(tài)Fig.2Ｒooffailurepatternsoftheworkingface圖3頂板垮落特征Fig.3Ｒoofcavingcharacteristics2.2支架工作面阻力計(jì)算圖3，4所示，按動(dòng)載影響段計(jì)算支架載荷，基本頂破斷后會(huì)形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)，隨著工作面推進(jìn)和基本頂破斷巖塊回轉(zhuǎn)，基本頂結(jié)構(gòu)會(huì)突然失穩(wěn)［6－8］，對(duì)工作面支架產(chǎn)生沖擊，形成基本頂對(duì)支架的動(dòng)載荷，動(dòng)載荷P按式(1)計(jì)算［8］。P=G3+G1+K(G2+Lq－F)(1)式中，G3為支架上的頂煤自重，頂煤厚4.5m，體積力為0.014MN/m3;G1為直接頂自重，直接頂厚8m，體積力為0.026MN/m3;G2為基本頂巖塊自重，基本頂厚5m，體積力為0.026MN/m3;L為周期來壓步距，按17m計(jì)算;q為上覆巖層對(duì)基本頂作用的載荷集度，通過組合梁原理計(jì)算為0.189MPa［6］;F為基本頂破斷巖塊之間的摩擦力，在此忽略不計(jì);K為動(dòng)載系數(shù)，根據(jù)直接頂墊層和基本頂性質(zhì)確定，此處取1.6［8］。圖4支架動(dòng)載計(jì)算示意Fig.4Diagramofdynamicloadofsupportcalculation按式(1)計(jì)算結(jié)果，支架頂板載荷P為4250kN。實(shí)際設(shè)計(jì)支架的工作阻力為4800kN。2.3支架抗擠壓能力計(jì)算理論上，只要保持支架與頂板有足夠的相互作用力，每個(gè)支架都可以保持穩(wěn)定，并不會(huì)對(duì)其下側(cè)支架產(chǎn)生大的擠壓力，而實(shí)際上很難每個(gè)支架都能保持自身?

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2 胡金剛;;急傾斜中厚煤層回采新工藝[J];煤炭技術(shù);2009年05期

3 薛習(xí);急傾斜立眼填煤注水套修方法[J];煤礦安全;1985年04期

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5 張壯志,呂晉英;使用大孔徑鉆機(jī)安全快速施工急傾斜煤巖層上山[J];煤礦設(shè)計(jì);1998年12期

6 姜志銀,包林森,吳大勝;急傾斜柔掩面幾個(gè)主要問題剖析及對(duì)策[J];礦山壓力與頂板管理;2004年04期

7 孟凡森;淺談急傾斜礦體開采影響范圍[J];水力采煤與管道運(yùn)輸;2005年03期

8 周邦遠(yuǎn);;廣能集團(tuán)急傾斜機(jī)械化試采成功[J];煤炭工程;2008年03期

9 趙德乾;王振偉;李營作;王剛;;順層急傾斜邊坡破壞機(jī)理[J];煤礦安全;2013年09期

10 ;急傾斜上山材料提升器[J];煤炭科學(xué)技術(shù);1978年08期

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1 趙生貴;;急傾斜煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的問題與對(duì)策[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會(huì)開采專業(yè)委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

2 陳波;;急傾斜厚煤層綜放開采高產(chǎn)高效技術(shù)研究[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會(huì)開采專業(yè)委員會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

3 黃慶享;黃克軍;劉素花;;急傾斜厚煤層長壁開采模擬研究[A];安全高效礦井建設(shè)與開采技術(shù)——陜西省煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(2010)[C];2010年

4 靳純峰;;香山礦急傾斜易燃厚煤層開采技術(shù)的研究[A];全國煤礦復(fù)雜難采煤層開采技術(shù)[C];2012年

5 劉書賢;;急傾斜多煤層開采數(shù)值模擬研究[A];采礦工程學(xué)新論——北京開采所研究生論文集[C];2005年

6 王順;;急傾斜厚煤層復(fù)雜條件下開采的保障技術(shù)[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會(huì)開采專業(yè)委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

7 費(fèi)維柱;吳晶;劉廣文;;淮南礦區(qū)急傾斜厚煤層綜采裝備及防護(hù)[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展2012學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

8 劉華強(qiáng);李云鵬;謝勝華;;急傾斜螢石礦地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)值模擬[A];巖石力學(xué)新進(jìn)展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2002年

9 謝俊文;李俊明;楊富;上官科峰;馬忠元;韓書才;;急傾斜大傾角特厚易燃煤層綜放開采及“三機(jī)”配套技術(shù)[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)及裝備學(xué)術(shù)研討論文專集[C];2003年

10 李臣;劉玉鋒;;淺析越南慶和煤礦急傾斜放頂煤防滅火的方法[A];全國煤礦復(fù)雜難采煤層開采技術(shù)[C];2012年

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4 賀全明 記者　 袁媛 張啟富;廣能集團(tuán)攻克60度急傾斜機(jī)械化采煤難關(guān)[N];廣安日?qǐng)?bào);2006年

5 陳開霞　賀全明;科技促進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全高效[N];廣安日?qǐng)?bào);2009年

6 記者來永臣;黑龍江:攻克急傾斜薄煤層開采難關(guān)[N];中國煤炭報(bào);2009年

7 程礦生;郭二莊礦成功安裝首個(gè)百萬噸急傾斜工作面[N];中國礦業(yè)報(bào);2013年

8 李興兵邋胡安華;舞動(dòng)井下“鋼鐵長龍”[N];廣安日?qǐng)?bào);2008年

9 高璦香 陳萍;攀煤公司一技術(shù)達(dá)國際先進(jìn)水平[N];攀枝花日?qǐng)?bào);2014年

10 儲(chǔ)金蓮 戚其龍 梁翠云;神新能源公司實(shí)現(xiàn)急傾斜特厚煤層安全開采[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

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1 謝德瑜;急傾斜三軟煤層綜放采場(chǎng)覆巖移動(dòng)與頂煤放出規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

2 穆貴清;大安山煤礦深部急傾斜軟底煤巷失穩(wěn)機(jī)理與支護(hù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2015年

3 李小萌;急傾斜綜放采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)及支架穩(wěn)定性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

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2 趙子鋒;高速公路下伏急傾斜采空區(qū)勘察技術(shù)及對(duì)路基穩(wěn)定影響研究[D];長安大學(xué);2015年

3 張夢(mèng)醒;高速公路下伏急傾斜煤層采空區(qū)致災(zāi)機(jī)理與防治技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2015年

4 黃海鵬;急傾斜煤層采空區(qū)充填控制圍巖穩(wěn)定性研究[D];西安科技大學(xué);2015年

5 王樂樂;急傾斜綜采工作面液壓支架的穩(wěn)定性研究[D];西安科技大學(xué);2015年

6 孫強(qiáng);急傾斜近距煤層群保水開采機(jī)理與巖層控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

7 周清龍;急傾斜煤層群開采的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律[D];太原理工大學(xué);2013年

8 魯秀生;急傾斜淺煤層群圍巖裂隙演化與降雨入滲規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

9 陳顯坤;急傾斜松軟煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2013年

10 王江;急傾斜薄礦體開采方法與安全技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2570406