構造帶局部厚煤層回采的礦壓特點及其頂板安全管理

1、 構造帶局部厚煤層回采的礦壓特點及其頂板安全管理 1概述 回采工作面中因斷層褶曲等地質(zhì)構造所形成的局部厚煤層的回采，始終是煤礦平安管理重點和難點。采納正常煤厚的回采管理方法，就很難避開煤壁大量片幫，乃至漏頂、冒頂?shù)仁鹿氏АＫ?，觀測討論構造帶局部厚煤層回采的礦壓特點，選擇合理的支護手段，是提高工作面回采率，削減頂板事故，確保平安生產(chǎn)的一個重要課題。本文依據(jù)本人的多年生產(chǎn)實踐，結合有關資料，對其礦壓特點及相應的平安管理作一個探討。 y2901 支柱載荷與頂板下沉量曲線圖 構造帶支柱載荷與頂板下沉量曲線 正常煤厚完整頂板處支柱載荷與頂板下沉量曲線 2構造帶局部厚煤層回采的礦壓特點 由于煤層硬度一

2、般在f=2-4，本身比較松軟，在斷層等構造應力的作用下，簡單發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生煤層的局部加厚、變薄乃至尖滅現(xiàn)象。一般來說，在斷層面四周，由于引捩作用，使煤層局部加厚或變薄，并沿斷層走向呈窄條帶狀分布。其物點是：煤層原始結構被破壞，煤層增厚帶與變薄帶相伴生，并呈狹長帶狀沿構造線方各分布。如我局瓦窯坪礦六采區(qū)460-43-S采面，由于受邊界斷層影響，煤層厚度由正常的0.90m增厚到2.5m-4.0m之間，六采區(qū)分80-39-NT作面，由于遇斜交斷層，工作面煤層厚度也由正常的1.0m增厚至3.0-4.0m之間。依據(jù)觀測，構造帶局部厚煤層回采的礦壓顯現(xiàn)有以下幾個特點： 2.1工作面采高增加，頂?shù)装逡平?/p>

3、量加大。由于局部厚煤層呈窄條狀分布，一般寬度在6-25mm之間，一般采納一次采全高的方式回采。煤層開采后，由于采高比正常煤層增加3-4倍，頂?shù)装逡平繉@著增加。國內(nèi)外的礦壓實測表明，工作面采高增加一倍，頂?shù)装逡平吭黾?080%，這和我們現(xiàn)場觀測的現(xiàn)象相吻合，局部厚煤層的回采，將使采場礦壓顯現(xiàn)顯著增大。 2.2煤壁片幫隨采高加入而加深。 構造帶所形成的局部厚煤層，一般都煤質(zhì)構軟，頂板破裂，煤壁弱面發(fā)育，常常發(fā)生煤壁片幫，片幫形式因煤層節(jié)理裂隙，層理弱面等分布及發(fā)育程度不同，往往是多種多樣的。煤壁片幫在工作面方向上的分布，沿采面方向上的深度基本上呈扇形分布，主要在采面的中部和中上部。 2.3斷

4、層帶內(nèi)頂板壓力大，下沉量大。 上圖是某煤礦的10個循環(huán)的礦壓觀測結果，斷層帶支柱平均荷為16.2T/柱，頂板平均下沉量為145mm，而正常煤厚頂板完整處支柱平均載荷為9.99T/柱，是斷層帶平均載荷的61.7%，平均下沉量為84.2mm，是斷層帶平均下沉量的58%。 從該礦的礦壓觀測曲線圖，還可以看出： 2.4支柱載荷和下沒量的波動幅度大。 2.5支柱載荷和它相應的頂板下沉量呈現(xiàn)不規(guī)章的變化。 而在頂板完整煤厚正常處，頂板下沉量總是隨著支柱載荷的增加而增加，隨著支柱載荷的降低而降低。 3頂板管理方式選擇： 綜合上述礦壓特點，由于采場礦壓顯現(xiàn)加劇，模壁片幫可能性加大、巖層間易消失離層現(xiàn)象，從而造

5、成頂板壓力大，下沉量大，不穩(wěn)定，煤壁簡單片幫，垮落無規(guī)律等礦壓特點，這就要求在構造帶局部厚煤層回采時使用支撐力量大和性能穩(wěn)定的支護方式，同時，還要實行措施，防止煤壁片幫，從而導致漏頂、冒頂事故的發(fā)生。下面是我們在生產(chǎn)實踐中使用的幾種支護方式。 3.1構造帶兩側采納矸石帶支護。 矸石帶具有支撐力量大，穩(wěn)定性好，下沉量大的特點，斷層帶兩側采納矸石帶支護即把全部陷落法管理頂板改為構造帶局部充填法。 3.2挑落破裂層，支撐完整層。 在構造應力的影響下，緊靠煤層的直接頂往往比較破裂，其上的巖層則較完整，此時宜將破裂層的頂板挑落，支柱直接支撐在完整頂板上。我局瓦窯坪礦六采區(qū)420-43-背西軸部由于受到褶

6、皺及斷層影響，沿背斜軸有一狹長的厚煤層（厚達2.54.0m），回采時由于有一層偽頂，呈破裂狀態(tài)，當時采納先將偽頂人工挑落，支柱直接支撐較為完整的上部巖層，取得較好的效果。 3.3木垛支護。 木垛與單柱相比，具有支撐面積大，穩(wěn)定性好，支設便利，不受支護高度限制等優(yōu)點。 3.4離層時打木楔，增加穩(wěn)定性。 3.5由于采高成倍增大，礦壓顯現(xiàn)加劇，支架高度增加易降低支架的穩(wěn)定性，易產(chǎn)生倒架、歪斜、煤壁片幫的可能性加大；所以應依據(jù)實際狀況，采納走向棚或傾向棚，增加支架的穩(wěn)定性。同時防止煤壁片幫，就是要做到準時支護，頂梁應與頂板接觸良好，提高初撐力，且加固煤壁，準時打好貼幫柱，必要時采納木錨加荊芭背板等護幫。 4主要結論 構造帶局部厚煤層的回采，由于采高顯著增大，礦壓顯現(xiàn)將明顯加劇，給平安管理帶來很大的壓力，所以支護時應選擇穩(wěn)定性好支撐力大的支護方法，如矸石充填、木垛、走向棚或傾向棚等。同時，由于煤層厚度增加，支架穩(wěn)定性降低，簡單發(fā)生倒架、歪斜，煤壁片幫的深度也隨采高的增大而加深，防止煤壁片幫亦顯得非常重要，要準時支護，打好貼幫柱，