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

回采工作麵中因斷層褶曲等地質構造所形成的局部厚煤層的回采，一直是煤礦安全管理重點和難點。采用正常煤厚的回采管理方法，就很難避免煤壁大量片幫，乃至漏頂、冒頂等02manbetx.com 出現。所以，觀測研究構造帶局部厚煤層回采的礦壓特點，選擇合理的支護手段，是提高工作麵回采率，減少頂板02manbetx.com ，確保安全生產的一個重要課題。本文根據本人的多年生產實踐，結合有關資料，對其礦壓特點及相應的安全管理作一個探討。

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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

由於煤層硬度一般在f=2-4，本身比較鬆軟，在斷層等構造應力的作用下，容易發生塑性變形，產生煤層的局部加厚、變薄乃至尖滅現象。一般來說，在斷層麵附近，由於引捩作用，使煤層局部加厚或變薄，並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，並呈狹長帶狀沿構造線方各分布。如我局瓦窯坪礦六采區＋460-43-S采麵，由於受邊界斷層影響，煤層厚度由正常的0.90m增厚到2.5m-4.0m之間，六采區別80-39-NT作麵，由於遇斜交斷層，工作麵煤層厚度也由正常的1.0m增厚至3.0-4.0m之間。根據觀測，構造帶局部厚煤層回采的礦壓顯現有以下幾個特點：

2.1工作麵采高增加，頂底板移近量加大。由於局部厚煤層呈窄條狀分布，一般寬度在6-25mm之間，一般采用一次采全高的方式回采。煤層開采後，由於采高比正常煤層增加3-4倍，頂底板移近量將顯著增加。國內外的礦壓實測表明，工作麵采高增加一倍，頂底板移近量增加40~80%，這和我們現場觀測的現象相吻合，局部厚煤層的回采，將使采場礦壓顯現顯著增大。

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，一般都煤質構軟，頂板破碎，煤壁弱麵發育，經常發生煤壁片幫，片幫形式因煤層節理裂隙，層理弱麵等分布及發育程度不同，往往是多種多樣的。煤壁片幫在工作麵方向上的分布，沿采麵方向上的深度基本上呈扇形分布，主要在采麵的中部和中上部。

2.3斷層帶內頂板壓力大，下沉量大。

上圖是某煤礦的10個循環的礦壓觀測結果，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不規則的變化。

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，由於采場礦壓顯現加劇，模壁片幫可能性加大、岩層間易出現離層現象，從而造成頂板壓力大，下沉量大，不穩定，煤壁容易片幫，垮落無規律等礦壓特點，這就要求在構造帶局部厚煤層回采時使用支撐能力大和性能穩定的支護方式，同時，還要采取措施，防止煤壁片幫，從而導致漏頂、冒頂02manbetx.com 的發生。下麵是我們在生產實踐中使用的幾種支護方式。

3.1構造帶兩側采用矸石帶支護。

矸石帶具有支撐能力大，穩定性好，下沉量大的特點，斷層帶兩側采用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挑落破碎層，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碎，其上的岩層則較完整，此時宜將破碎層的頂板挑落，支柱直接支撐在完整頂板上。我局瓦窯坪礦六采區420-43-背西軸部因為受到褶皺及斷層影響，沿背斜軸有一狹長的厚煤層（厚達2.5~4.0m），回采時因為有一層偽頂，呈破碎狀態，當時采用先將偽頂人工挑落，支柱直接支撐較為完整的上部岩層，取得較好的效果。

3.3木垛支護。

木垛與單柱相比，具有支撐麵積大，穩定性好，支設方便，不受支護高度限製等優點。

3.4離層時打木楔，增加穩定性。

3.5由於采高成倍增大，礦壓顯現加劇，支架高度增加易降低支架的穩定性，易產生倒架、歪斜、煤壁片幫的可能性加大；所以應根據實際情況，采用走向棚或傾向棚，增加支架的穩定性。同時防止煤壁片幫，就是要做到及時支護，頂梁應與頂板接觸良好，提高初撐力，且加固煤壁，及時打好貼幫柱，必要時采用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，由於采高顯著增大，礦壓顯現將明顯加劇，給安全管理帶來很大的壓力，所以支護時應選擇穩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，由於煤層厚度增加，支架穩定性降低，容易發生倒架、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十分重要，要及時支護，打好貼幫柱，必要時采用木錨杆加荊芭等加固煤壁，尤其是工作麵中上部煤壁。

綜上所述，構造帶由局部厚煤層的開采，隻要依照其礦壓顯現規律，采取相應有效的支護手段管理頂板，就完全可以保證回采工作的安全。