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采場頂板控制及其檢測技術

  
評論: 更新日期:2015年06月14日

??????? 綜合類型冒頂:厚層難冒頂板冒頂:條件:1煤層傾角在20°以上。2網上是懸浮頂板,巖層間有空隙。3單體工作面。機理1)巖體在自重作用下,拉斷形成小裂縫,然后裂縫貫穿,發(fā)生大斷裂,導致冒頂。切斷。2)煤柱上的頂板巖層內產生強大的切應力,頂板被切斷,導致冒頂。剪斷。措施:1)用挑(鉆爆法或高壓注水)松散碎裂2~3倍采高頂板(包括直接頂在內)。把“挑”的部分看成是垮落帶巖層,即可按常規(guī)法防壓、漏、推。綜采面:一般應超前工作面碎裂。單體面:考慮到冒矸塊度大,放頂線上支柱應有足夠的支撐力與穩(wěn)定性,條件允許時用墩柱。2)若有可能(即厚層頂板分層不太厚),挑頂一部分,令剩余部分轉變?yōu)榱严稁Ю享?。復合頂板”推垮型冒頂:當游離巖塊處在工作面中,厚0.5~3.0m,而沿巖塊傾斜下方又有讓巖塊向下運動的空間時,巖塊可能推倒單體支架,導致“復合頂板”推垮型冒頂。機理為出現(xiàn)離層(支柱初撐力?。嗔?、去路和傾角、推力大于阻力等現(xiàn)象。措施:1)盡量避免出現(xiàn)游離巖塊①提高支架或支柱的初撐力,使下位頂板不離層,并不沿煤壁斷裂。②不在計劃的工作面范圍內開巷道。(2)已出現(xiàn)游離巖塊時在游離巖塊范圍內不正?;刂?,加強支護,用木支柱替換金屬支柱,當游離巖塊都進入采空區(qū)時,再用絞車回柱。(3)當游離巖塊可能發(fā)生“復合頂板”推垮型冒頂時應使用支架或支柱的初撐力防推。(4)當工作面使用初撐力極低的摩擦支柱時,只能用“整體支架”防“復合頂板”推垮型冒頂(5)采用偽斜工作面布置。(實際答題時,只要答2~3點即可。
??????? 復合頂板推垮型冒頂特點: 1) 壓力小、支架沒有變形、損壞和明顯下縮。 2)離層后,形成不穩(wěn)定結構,有橫向移動傾向;沿煤壁斷裂;3) 冒頂后支護以傾倒為主;4)冒頂后上部巖塊大面積懸露,個別冒落。5)多發(fā)生在切眼附近。6)沒有明顯征兆,來勢猛、速度快、人力無法抗拒。
??????? 采場中易發(fā)生推冒頂?shù)牡攸c:1)開切眼附近2)地質破壞帶附近3)尖滅構造附近4)舊巷附近5)掘進上下平巷時破壞了復合頂板的地點6)局部冒頂區(qū)附近7)傾角大的地段8)頂板巖層含水的地段
??????? 對采場支架的基本要求:1采場支架對頂板應能支得起,就是要求支架在其工作全過程都能夠支承住頂板所施加的壓力,否則就會導致壓垮型冒頂事故。2采場支架對頂板應能護的好,就是要求采場支架能控制住工作空間的頂板,使其一點不冒落,如果護的不好,則可能會發(fā)生漏冒型冒頂。3采場支架對頂板應能穩(wěn)得住,就是要求支架具有抵抗來自層面方向推力的能力,如果采場支架對頂板穩(wěn)不住,則可能會導致推垮型冒頂。
??????? 預防冒頂事故控頂設計的原則:1防壓 工作阻力支撐住垮落帶的直接頂與老頂。2防漏綜采面對軟弱頂板選用掩護式或支撐掩護式支架。用及時支護方式,端面距小于340mm。采高大時,應又護幫裝置。必要時固結頂板單體面對軟弱頂板支柱上應又頂梁、背板、甚至背嚴及掏梁窩,柱距小于0.7m,端面距小于200mm。工作面兩端用“四對八梁”或雙楔交接頂梁。3單體面或不用端頭支架的綜采面,面巷交接處用一對邁步抬棚。
??????? 最小控頂距的確定方法:從采煤生產要求出發(fā),大多數(shù)工作面最小控頂距是三排,即機道、人行道與材料道。有些情況下需要用四排柱子,比如老頂來壓期間可擴大一排控頂距,從而緩和老頂初次來壓的威脅,復合頂板初次垮落期間,也可擴大一排控頂距以增加支護的穩(wěn)定性。當出現(xiàn)地質破壞帶或因礦井瓦斯涌出量較大時,需較大的通風斷面來滿足通風要求時,也需要采用四排柱子。
??????? 頂板狀態(tài)參數(shù):薄及中厚煤層開采時,最重要的頂板狀態(tài)參數(shù)有頂?shù)装逡平?,端面冒高,頂板臺階下沉量,網兜高度四個參數(shù)。
??????? 綜采工作面支護質量檢測與頂板動態(tài)監(jiān)測指標及具體做法:支護質量檢測指標有:1.支架初撐力;2.支架工作阻力;3.支架與工作面輸送機的夾角;4.支架橫向歪斜角;5.支架端面距;6.支架頂梁俯仰角;7.支架頂梁錯距;8.支架間距。頂板動態(tài)監(jiān)測指標有:1.端面頂板冒落高度;頂板中的斷層。具體做法:主要包括測線布置、數(shù)據量測與記錄和日常監(jiān)報三個步驟,日常監(jiān)報由基礎數(shù)據表、阻力曲線圖和不安全因素平面圖組成。
??????? 論述如何實現(xiàn)科學的頂板管理:頂板的科學管理包括:一、在工作面投入生產前要進行合理的頂板控制設計;二、在工作面日常生產過程中要進行支護質量與頂板動態(tài)監(jiān)測。為此我們應研究采場頂板事故機理以及預防措施,并在此基礎上提出進行工作面合理頂板控制設計的方法,研究支護質量與頂板動態(tài)監(jiān)測新技術,從而保證合理頂板控制設計的實現(xiàn)。
??????? 論述進行支護質量和頂板動態(tài)監(jiān)測的目的和意義:目的:管好采場頂板并最大限度的消除采場冒頂事故。意義:只有進行日常的動態(tài)監(jiān)測才能發(fā)現(xiàn)原控頂設計中的支護參數(shù)是否合理,才能發(fā)現(xiàn)生產中頂板控制是否達到設計中的要求,從而發(fā)現(xiàn)問題,進而解決問題,以消除安全隱患盡可能的避免頂板事故的發(fā)生。
??????? 綜采初放階段頂板控制應注意哪些問題:初放階段從直接頂初次垮落至老頂初次來壓。
??????? 直接頂初次垮落時,控制頂板的關鍵在于沿放頂線切斷直接頂。這時所需的支架初撐力仍可按公式~~及~~計算,只是式中的?????? 應以????? 加上初次垮落步距的一半代替(即以~~代替;計算時 應取實際數(shù)據) 老頂初次來壓時,支架的工作阻力能支撐住垮落帶巖層的重量。這時需要的支架工作阻力仍可按式~~計算,只是式中垮落帶最上老頂分層的 應該用二分之一老頂初次來壓步距代替;計算時 應取實際數(shù)據。
??????? 簡述綜采工作面空頂設計 過程:綜采工作面的控頂設計主要是確定支架架型,支架工作阻力與初撐力以及支架高度。通過調壓實驗或日常監(jiān)測來確定防止綜采工作面發(fā)生漏冒型冒頂?shù)闹Ъ艹鯎瘟0'。平衡直接頂巖梁重量的初撐力由~~計算,主要為防壓,平衡直接頂巖梁力矩的初撐力由~~計算,也為防壓。沿支架后端切'斷直接頂所需的初撐力P0''取P01'和P03'中的大值。支架工作阻力由~~計算。算頂板下沉量:在設計時最大控頂距處頂板下沉量 應取~~其中~~,若跨落帶中無老頂而煤層上面又無厚層難冒頂板時取 液壓支架和單體液壓支柱時,取 ~~ =0.025即可。 計算支架高度:支架最大高度Hmax =Mmax,支架最小高度 ~~a=50mm。5,支架初撐力由公式~~計算。
??????? 預防冒頂事故的控頂設計特點:第一 控頂原則之一:預防壓垮型冒頂 1)采場支架或支柱的工作阻力應能支撐住工作空間及采空區(qū)上方垮落帶巖層的重量(支)。2)采場支架或支柱的初撐力應能保證直接頂與老頂或下位巖層與上位巖層之間不離層。3)采場支架或支柱的可縮量應能適應裂隙帶巖層的下沉(讓)??仨斣瓌t之二:預防漏冒型冒頂 1)綜采工作面,直接頂比較軟弱,液壓支架應在掩護式或支撐掩護式中選用,端面距不宜超過340mm。及時支護,采高較大時帶護幫裝置。2)單體支柱工作面,直接頂比較軟弱,支柱必須帶頂梁,頂梁上還須背板,背嚴。柱距小于0.7m,端面距小于200mm 。3)綜采支架的初撐力應保證端面冒高不超過300mm;單體支柱的初撐力應保證端面冒高不超過200mm。控頂原則之三:預防推垮型冒頂 1)采場支架或支柱的初撐力應能保證下位巖層與上位巖層不離層。2)采場支架或支柱的初撐力應能把下位巖層頂緊上位巖層,并使上、下位巖層間產生的摩擦阻力足以防推。第二 1)要求支架(支柱)有一定(較高)的初撐力來防壓、防漏、防推。--工作阻力是壓出來的,而初撐力是主動支撐頂板的。2)均按最不利的條件,確定支護參數(shù)。--因為對于頂板事故是不允許有半點差錯的。
??????? 支架的初撐力必須滿足三個條件:①初撐力能平衡工作空間上方及采空區(qū)上方直接頂巖重;
??????? ②支架后端初撐力能平衡采空區(qū)上方將要被切斷的直接頂懸頂巖重;③初撐力產生的主動力矩能平衡工作空間上方及采空區(qū)上方直接頂巖重所產生的力矩。
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