掘進工作麵頂板管理
一、頂板管理的主要內容
(1)掌握巷道開掘後圍岩體的範圍及圍岩應力分布情況。這就需要了解與巷道圍岩應力分布有關的因素:圍岩的性質、巷道所處的深度、巷道周圍地質構造、水文變化、巷道的橫斷麵形狀和尺寸等。了解了圍岩應力分布情況及在此應力作用下圍岩的變形和位移,才能選擇合適的支護材料、支護形式,達到維護巷道的目的。
(2)從有利於巷道圍岩的穩定性出發,合理選擇巷道的施工方法,合理確定鑽眼眼位鑽眼角度、鑽眼深度、炮眼裝藥量和放炮等各工序的有關參數,減少對頂板管理的影響。
www.dukashe.com
(3)按作業規程規定控製工作麵空頂距離和臨時支護巷道的長度,盡可能縮短工作麵空頂時間和臨時支護巷道的長度。 (4)施工中,做好基礎資料的積累和隱蔽工程的記錄工作。施工中和竣工時,按《煤礦井巷工程質量檢驗評定標準》(MT5009-94)進行檢查和驗收。 二、巷道掘進工作麵施工期間的日常頂板管理 (1)敲幫問頂。上班進入工作麵,打眼放炮前均應敲幫問頂,處理隱患,排除不安全因素後再作業。 (2)控製工作麵空頂距離。超過規定的空頂距應先支護後掘進;發現頂板破碎或變鬆軟時應采用前探支架維護頂板。 (3)單孔長距離掘進,要經常檢查工作麵後方支架的情況,發現斷梁折腿或變形嚴重的支架,應加固修複,修
複巷道時,修複地點以裏的人員應全部撤出,預防冒頂堵人;工作在放炮倒塌的棚子應由外向裏逐架扶棚複位。 (4)熟悉掘進巷道出現冒頂事故的原因,加強日常檢查,采用針對性措施,預防冒頂片幫事故的發生。 三、特殊情況下的頂板管理 (一)新掘巷道的頂板管理 (1)開掘地點要選在頂板穩定,支護完好並且避開地質構造區、壓力集中區、頂板冒落區。 (2)新掘巷道與原有巷道的方位要保持較大的夾角(最好大於45o)。 (3)必須加固好開掘處及其附近的巷道支護,若近處有空頂空幫情況,小範圍的可加密支架,背好頂
幫;大範圍的應用木垛接頂處理,同樣用背板背好打緊,對將受施工影響的棚子進行加固,其方法有挑棚、打點柱、設木垛等。 (4)新巷開掘處應及時進行支護,盡量縮短頂板暴露時間和減小暴露麵積。若壓力增大,則應及時采用適合現場情況的特殊支護。 (二)沿空掘巷頂板破碎時的頂板管理 (1)避開動壓影響,巷道施工必須在上區段回采工作待岩層活動完全穩定後進行。 (2)盡量減小掘進時的空頂麵積。放炮前支架緊跟到工作麵,放炮後及時架設支架。要減少裝藥
量,避免對頂板的振動。如果放炮難以控製和管理頂板,改用手鎬方法掘進。 (3)巷道支架要加密,同時將下幫腿與底板的夾角由80o縮小為75o,將頂幫用木板等背嚴接實。 (4)擦邊掘進時,如遇上區段巷道的棚腿外露時,其下幫棚腿不要抽掉,可以捆上木板或笆片,起到擋矸簾的作用。 (三)有淋水的工作麵頂板管理措施 掘進工作麵有淋水時,要通過水文地質工作,弄清水的的來源,掌握水量的變化。再根據實際條件分別采用預注漿封水、快硬砂漿堵水、截水槽或截水棚截水等方法將水引離工作麵。頂板淋水不大時,用風管邊吹邊噴砂
漿止水。有淋水的地段,要加大支架密度、背嚴頂幫,提高支架的穩定性,防止冒頂事故的發生。 (四)掘進工作麵過斷層、裂隙和岩性突變地帶時的頂板管理 (1)加強掘進地段的地質調查工作,根據所掌握的地質資料(包括地質構造分布情況與產狀以及岩性變化的可能地段),及時製定具體的施工方法與安全措施。對於特殊地段,要製定針對性措施,否則不能開工。 (2)在破碎帶中掘進,應做到一次成巷,盡可能縮短圍岩暴露時間,減小頂板出露後的撓曲離層,提高頂板的穩定性。
(3)施工中要嚴格執行操作規程、交接班和安全檢查製度。要經常觀察圍岩穩定狀況的變化,及時掌握斷層、裂隙帶、岩性突變帶出露的時間。一旦發現異常要及時處理,防患於未然。 (4)掘進工作麵臨近斷層或斷層帶時,巷道支護應盡量采用砌镟或U型鋼可縮性支架支護,棚距要縮小。在距斷層前5m左在時,要采用密集支柱。 (5)采用爆破法落煤岩時,要盡量多打眼、少裝藥,放小炮,盡量保持圍岩的穩定性。如果放炮中頂板難以控製與管理、有冒頂的危險,應改用手鎬方法掘進。 (6)減小空頂距離,及時架設臨時支架,永久支護要
緊跟工作麵迎頭。若采用砌镟式支護時,每次掘砌進度不得超過1米。 (7)巷道支架背板要嚴實,提高支架對圍岩的支護能力,防止掘進中漏頂或漏幫。 (8)當頂板特別鬆軟破碎時,可打撞楔控製破碎頂板。有條件時,也可采用對頂板注漿錨固的方法,增強破碎頂板的穩定性與承載能力。 (9)在頂板岩性突變地段,要及時打點柱支護突變帶頂板。對傘簷狀危岩要及時敲掉,敲不下來時,要在傘簷下打上撐柱,並在下麵加密柱棚,或加打台板棚。 (10)巷道臨近斷層等構造時,要加強對瓦斯的檢查以及斷層水的疏排工作。
四、掘進工作麵的頂板管理質量標準 (1)依靠科技進步,實現科學管理。掘進工作麵作業規程的編製,必須依據地質預報資料,結合現場生產實際,要有先進生產、科學性和可操作性,並在生產過程中不斷修改、補充完善,審批貫徹手續完備,來指導現場安全施工。現場管理幹部要認真按規程措施和規範指揮生產。 (2)優化巷道設計,嚴格執行掘進設計會審製度,合理選擇巷道布置方式。巷道的位置要盡量避開高應力集中區。積極推廣沿空留巷或沿空送巷。 (3)加強地質預報預測。掘進巷道遇到地質變化或進入冒頂區和高應力集中區時,要提前采取特殊的安全技術措施,並設技術人員或區隊長現場盯崗,認真貫徹落實。 (4)架設拱形支架要求作用配套的卡纜,迎頭10米範圍內
的拱形支架卡纜的緊固力不低於150Nm。兼職質量檢查員使用帶指示器的扭矩扳手,每班不少三次進行動態抽查,上井填寫記錄,作為質量班評估的依據。發現質量問題及時處理。積極試驗推廣風動、液壓機械扳手。 (5)新架設的拱形支架,要求插嚴背實,嚴禁空頂作業。遇有抽冒嚴重時,要打好撞楔;空頂範圍較大時,必須停止作業,采用木垛接頂或充填發泡水泥等有效措施處理後,方可再作業。 (6)掘進迎頭10米範圍內,拱形支架必須使用有效可靠的金屬支拉杆。每架棚子支拉杆的數量不少於3個。上頂一排支拉杆其結構、型式各礦可自行選擇和研製,但須經局主管部門確認。在距迎頭10米範圍以外
的區域,如魚貫而入、傾角大於20o的斜巷、構造區、冒頂區、集中應力區,也要采取上述支拉杆聯接型式,以強化拱形支架的整體性及穩定性。 (7)巷修、擴大巷道斷麵、套改抬棚和老巷回撤,要緊密結合現場實際,製定行之有效的安全技術措施,並認真貫徹實施。 (8)每架棚不少於三個木撐子,要規格80×60×長度,嚴禁使用板皮或園棍代替。 (9)掘進荒斷麵尺寸不大於淨斷麵設計尺寸200mm。 (10)支架架設要平、穩,迎山有勁,支架擺布方正,水平巷道支架前傾後仰不得超過設計值的±0.5o。傾斜巷道支架的迎山角不得超過設計值的+0.5o。
(11)支架間設置牢固的拉杆,炮掘架棚巷道迎頭15架必須使用防倒裝置。10o以上的傾斜巷道每幫必須使用兩道拉杆。拱形支架頂部不得少於一道拉杆。平巷支架不少於3道拉杆。 (12)必須堅持使用配套卡纜,卡纜均勻搭接符合規程要求。 (13)支架間背板布置要符合規程要求,接頂率要達到100%,嚴禁空頂作業。連續兩架棚子頂空時,必須立即停止掘進作業進行處理。 (14)巷道嚴禁空頂。遇地質構造變化或破碎帶頂板發生抽冒,要打好撞楔,如冒落高度在0.3米以下用密集背板插嚴,冒落高度在0.3米以上時必須以木垛接頂。當冒落範圍較大,冒落高度在1米以上時用發泡水泥充填空間,支架間用鐵道鎖緊。
采煤工作麵頂板管理
《質量標準》要求:工作麵控頂範圍內,頂底板移近量按采高≤100mm/m;工作麵頂板不出現台階下沉,綜采工作麵支架前梁接頂嚴實;機道梁端至煤壁頂板冒落高度不大於200mm,綜采不大於300mm;不準隨意留煤頂開采,必須留煤頂,托夾矸開采時,必需有專項批準的措施。
一、頂板控製的原則 從分析預防壓、漏、推冒頂的措施入手,提出頂板控製的原則。 1、預防壓垮型冒頂的措施 (1)采場支柱的工作阻力應能支撐住工作空間及采空區上方垮落帶岩層的重量,即對垮落帶岩層應采取“支”的原則。 (2)支柱的可縮量應適應垮落帶岩層及裂隙帶老頂的下沉,即對頂板下沉應采取“讓”的原則。 (3)對厚層難冒頂板,應鬆動碎裂3倍采高頂板岩層,或在工作麵前方用鑽眼爆破、高壓注水鬆動碎裂,或在采空區挑頂,統稱為“挑”的原則。
2、預防漏冒型冒頂的措施 (1)按照直接頂板的穩定性,采取不同的護頂措施。對完整(堅硬)的直接頂板,采用帶帽點柱即可;對中等穩定的直接頂板,支架必須有頂梁;對軟弱(破碎)的直接頂板,頂梁上還必須插背板,甚至要背嚴。 (2)對軟弱直接頂板,如果背頂材料強度不足,應盡量縮小支架的柱距;但柱距不得小於0.5~0.6m,否則會影響正常工作。 (3)對軟弱直接頂板,為預防機道上方冒頂,梁端距煤壁(端麵距)應小於300mm,甚至為零。 (4)總的來說,為預防漏冒型冒頂,對直接頂板應采取“護”的原則。
3、預防推垮型冒頂的措施 (1)為預防發生複合頂板推垮型冒頂,應使垮落帶中直接頂與老頂之間不離層;當垮落帶中沒有老頂時,應使垮落帶與裂隙帶之間不離層。這就要求支柱的初撐力能夠平衡垮落帶中直接頂的岩重,這也是“支”的原則。 (2)為預防發生複合頂板推垮型冒頂和大塊遊離頂板旋轉推垮型冒頂,應讓直接頂岩層沿放頂線切斷,從而不斷裂在采場工作空間之上,這就是“切”的原則。 (3)為預防發生複合頂板推垮型冒頂、大塊遊離頂板旋轉推垮型冒頂以及采空區大塊冒矸衝入采場的推垮型冒頂,要求采空區內充填有1倍采高以上頂板岩層所冒下的矸石。當直接頂厚度小於1倍采高時,原則上講應該用挑頂1倍采高的辦法來滿足上述要求;如果老頂厚度不大,也可以切斷該層老頂以滿足上述要求,即應當采取“挑”或“切”的原則。
(4)為預防發生複合頂板推垮型冒頂,就使采場基本支柱的初撐力本身就能防推。這也是“支”的原則。 總之,為預防發生壓、漏、推各種類型的冒頂,應采取“支”、“讓”、“切”、“挑”、“護”這幾個控製頂板的原則。
二、頂板分類
這裏的頂板分類,是從預防冒頂事故出發,並按所需控製原則而提出的。
從預防發生推垮型冒頂事故看,直接頂厚度是否大於1倍采高很重要,頂板分類應先以此劃界。
直接頂厚度大於1倍采高時,下麵三種情況其所需的控頂原則則不同:第一,直接頂厚度等於或大於2~3倍采高,這時主要用“支”控製垮落帶直接頂;第二,直接頂厚度小於2~3倍采高,上麵是裂隙帶老頂;第三,直接頂厚
度小於2~3倍采高,上麵是垮落帶老頂,這時主要用“支”控製垮落帶直接頂及垮落帶老頂,並用“讓”控製垮落帶及裂隙帶老頂。 直接頂厚度小於1倍采高時,上麵是裂隙帶老頂是一種情況,上麵是垮落帶老頂又是一種情況,兩者所需的控頂原則或“挑”或“切”也不盡相同。 此外,直接頂厚度小於2~3倍采高,上麵是厚層難冒頂板時,還要自成一種情況。 歸納上述,從預防冒頂事故出發,並按所需控頂原則,可將緩斜、傾斜煤層頂板分為下列六種: (1)第一種頂板。直接頂厚度等於或大於2~3倍采高。 (2)第二種頂板。直接頂厚度小於2~3倍采高但大於1倍采高,上麵是裂隙帶老頂。
(3)第三種頂板。直接頂厚度小於2~3倍采高但大於1倍采高,上麵是垮落帶老頂。 (4)第四種頂板。直接頂厚度小於1倍采高,上麵是裂隙帶老頂。 (5)第五種頂板。直接頂厚度小於1倍采高,上麵是垮落帶老頂。 (6)第六種頂板。直接頂厚度小於2~3倍采高,上麵是厚層難冒頂板。 上述頂板分類,雖然隻考慮了防壓、防推及其所需的控頂原則,沒有考慮防漏。但上述六頂板的直接頂板,都有完整、中等穩定或軟弱之分,不同直接頂板還應采取不同的防漏措施。也就是說,這種頂板分類是考慮防壓、防推,再考慮防漏;先考慮支、讓、切、挑原則,再考慮護的原則。因此,從總體上看,這種分類方法既考慮了防壓、防漏、防推,也
三、控頂距的確定 控頂距是指從煤壁至密集支柱或采空區頂梁末端(無密集時)這一段距離。 一個回采工作麵,從開切眼開始采煤後,通常隻是用各種支架維護出靠煤壁三或四排(不計貼幫柱)的工作空間,多餘的采空空間就是采空區。為進行采煤工作所必須的最小工作空間寬度叫做最小控頂距,通常由機道、人行道和材料道組成,多數情況是三排柱子,有時也有四排的;最小控頂距加上放頂距(一排或兩排)就是最大控頂距。 最小控頂距中支柱排數愈少,放頂距愈小,一個工作麵所需的支柱與頂梁數量就愈少,從經濟觀點看也最有利。因此,除有特殊原因外,不宜隨意擴大控頂距。 由上述可知,控頂距的問題包括最小控頂距的確定和放頂距的確定兩個問題。
考慮了支、讓、切、挑、護諸控頂原則。從大處看,是把煤層頂板分為六種情況,從細處看,每一種情況還分為三個類型,也就是把煤層頂板分為18種情況。 (一)放頂距的確定 放頂距通常按直接頂板的性質來確定。當直接頂板比較鬆軟能隨回柱立即垮落時,采用一排的放頂距。如果直接頂板較為完整,回一排柱後頂板較長時間不垮落,采空區出現懸頂情況,導致工作麵頂板壓力增大,這時放頂距可取兩排。 放頂距的具體數據與采場所用的頂梁長度及支護方式有關。當用0.8m或1m鉸接頂梁時,如果頂板較鬆軟,放頂距取0.8m或1m,如果頂板較鬆軟,支架往往采取錯梁直線柱布置,如果頂板比較完整,支架往往采取齊梁直線柱布置,放頂距均取1.2m。
控頂設計中如果能夠用支柱的工作阻力平衡工作空間及采空區上方垮落帶岩層重量,用支柱的初撐力平衡工作空間及采空區上方垮落帶直接頂岩重,由於支撐強度大,雖然采空區上方直接頂或者頂要按照它們自身的岩性與厚度出現一些懸頂,不一定能每次均隨回一排柱而折斷冒落,但不會影響工作空間的控頂效果,也不會形成冒頂的隱患。 一般來說,對於使用單體液壓支柱的工作麵,由於支柱的初撐力比較大,可以采用一排的放頂距。 (二)最小控頂距的確定 從采煤生產要求出發,大多數工作麵最小控頂距是三排(不包括貼幫柱),即機道、人行道與材料道。其具體數據與機道、人行道、材料道的具體寬度以及末排柱與密集支柱或采空區頂梁末端的距離有關。機道的寬度與所使用的采煤機、輸送機的具體寬度有關,目前多在1.2m~1.4m之間,炮采時
隻與輸送機的寬度有關,一般普采時略小一些。今後隨著對普采工作麵單產要求的提高及大功率采煤機和輸送機的應用,機道的寬度還會加大。人行道或材料道的寬度則是隨排距的大小而定,與工作麵所用的頂梁長度有關,通常為0.8m、1.0m或1.2m。 應當指出,有些情況下,最小控頂距需要采用四排柱子。例如,當一個工作麵存在老頂來壓威脅時,在老頂初次來壓期間可擴大一排控頂距,以增加對老頂斷塊的反力矩,從而緩和老頂之初次來壓的威脅。 在複合頂板初次垮落期間,或在工作麵仰采時,或在大采高大傾角工作麵,也可擴大一排控頂距以增加支護的穩定性。 當煤導上麵直接就是破碎頂板,再上部又是強度較大的頂板時,可能出現破碎頂板的抽冒問題,如果支柱的初撐力很小,這個問題會更加突出。
這時,抽冒區以下的支架是不穩定的,除必須用連接件將工作麵支架連成整體支架以增加其穩定性外,還必須增大控頂距,把抽冒區以下的範圍考慮在內。當老頂中存在平行開工作麵的斷層,或出現頂板台階下沉時,在其露出煤壁階段,不能進行正常回柱,在斷層或頂板台階下沉範圍內應擴大控頂距,到斷層或頂板台階下沉部分已進入采空區後,再用絞車回柱。 此外,當礦井瓦斯湧出量較大時,為滿足通風要求,有時也不得不采用四排的最小控頂距。 五、緩斜傾斜煤層單體液壓支柱工作麵頂板控製 (一)頂板分類及其控製原則 1、第一種頂板 直接頂厚度大於或等於2~3倍采高。 (1)防壓、防椎用“支”,即用采場支柱的初撐力平衡工作麵空間及采空區上方垮落帶直接頂岩重。
(2)按直接頂的穩定性考慮“護”的原則以防漏。 (3)當煤層上麵是複合頂板時,應計算為防止複合頂板推垮型冒頂所需的支柱初撐力。 2、第二種頂板 直接頂小於2-3倍采高,但大於1倍采高,上部是裂隙帶老頂。 (1)防壓、防推用“支”與“讓”。 “支”,是用采場支柱的初撐力的平衡工作空間及采空區上方垮落帶直接頂岩重。 “讓”,是支柱的可縮量要適應裂隙帶老頂的下沉。 (2)按直接頂的穩定性考慮“護”的原則以防漏。 (3)當煤層具有複合頂板時,應驗算工作麵支柱的初撐力。
3、第三種頂板 直接頂厚度小於2-3倍采高但大於1倍采高,上部是垮落帶老頂。 (1)防壓、防推用“支”、“支”、“讓” 其中第1個“支”有兩種含義,一是用采場基本支柱工作阻力平衡工作空間上方垮落帶岩重;二是用采場支柱的初撐力平衡工作空間及采空區上方垮落帶直接頂岩重。 第2個“支”是用放頂線另外增加的密集支柱的工作阻力平衡垮落帶老頂岩塊及其附加岩層重量的一半。 (2)按直接頂的穩定性考慮“護”的的原則以防漏。 (3)當煤層具有複合頂板時,應驗算工作麵支柱的初撐力。
4、第四種頂板 直接頂小於1倍采高,上麵是裂隙帶老頂。 (1)原則上講,應采取“挑”的原則,挑頂1倍采高(包括直接頂在內),將條件轉化成第一、二或三種頂板再處理。 (2)當支柱選型問題能夠解決時(即支柱可縮量足夠),可按第二頂板控製。這時應收到注意靠煤壁機道上方破碎直接頂的防護問題。此外,無論直接頂多薄,采場基本支柱間距不得大於1m,初撐力不得小於50 kN/根。
5、第五種頂板 直接頂厚度小於1倍采高,上麵是垮落帶老頂。 (1)原則上講,應采取“挑”的原則,挑頂1倍采高(包括直接頂在內),將條件轉化成第一、二或三種頂板再處理。 (2)當支柱選型問題能夠解決時(即支柱可縮量足夠),可按第三種頂板控製。這時老頂來壓可能比較強烈,到時應嚴格采場支護質量。 (3)當直接頂退落,甚至煤層上直接就是厚度不很大的老頂時,可采取“切”的原則,切斷垮落帶老頂,將條件轉化成第一、二或三種頂板再處理。
6、第六種頂板 直接頂厚度小於2-3倍采高,上麵是厚度難冒頂板。 (1)當厚度難冒頂板的分層厚度不很大時,可用“挑”的原則。挑落其部分厚度,令其剩下的厚度在5-6m以下,從而可成為裂隙帶老頂。這樣將條件轉化成第一種或第二種頂板再處理。 (2)當當厚度難冒頂板的分層厚度很大時,用“挑”的原則。挑頂3倍采高(包括直接頂在內)後,其剩餘厚度仍在5-6m以上時,根據不同的“挑”法,再用超動鬆動破裂、采空區挑頂等措施處理。
(二)關於直接底板的控製 為保持支護係統剛度(單位頂板下沉量的支柱工作阻力增Kn/mm在一定水平,除支柱初撐力不低於50 kN/根外,軟底必須穿鞋(鐵鞋、木鞋或塑料鞋)。並要求支柱鑽底量不超過100mm,有關底板比壓,保證支柱鑽底量不超過100mm時所需柱鞋規格等,可在專門測定及采場支護質量日常監測中解決。 (三)初次放頂階段的頂板控製 初次放頂階段指直接頂初次垮落至老頂初次來這段時間。直接頂初次垮落與老頂初次來壓,是這段期間控製頂板的關鍵。
1、直接頂初次垮落 直接頂初次垮落時,控製頂板的關鍵在於沿放頂線切斷直接頂。這時,與日常沿放頂線切斷直接頂同理,需用放頂線密集支柱(不包括基本支柱)的初撐力平衡采空區上方垮落帶直接頂最大冒落分層的岩重(指垮落帶直接頂最大冒落分層雙支點梁處於極限跨距時重量的一半) 2、老頂初次來壓 老頂初次來壓時,控製頂板的關鍵在於沿放頂線支撐住垮落帶老頂。這時要用放頂線密集支柱(不包括基本支柱)的工作阻力平衡采空區上方垮落帶老頂的岩重(指垮落帶老頂雙支點梁處於極限垮距是重理的四分之一)。這時要求放頂線上支撐老頂密集支柱的初撐力不低於支撐直接頂密集支柱及采場基本支柱的初撐力。
3、初放階段頂板控製應注意的問題 (1)切直接頂的密集支柱與支撐老頂的密集支柱,在采空區跨距達到預期的極限跨距前若幹米就應架設。 (2)當采空區跨距達到預期的直接頂初跨步距或老頂初壓步距,而直接頂未垮落或老頂未來壓時,可采取增加放頂線密集支柱的初撐力或工作阻力的辦法來保證工作麵繼續推進。 (3)直接頂初次垮落後,老頂初次來壓前,沿放頂線支承老頂所需密集支柱的線密度與正常生產期間雪承直接頂所需密集支柱的線密度不必疊加,取其大值即可。
六、急傾斜煤層單體支柱工作麵頂板控製 (一)礦山壓力的特點 1、當用走向長壁式開采時,上部采空區垮落的矸石,有一部分會下滑並充填在下采空區中,從而導致工作麵上部垮落帶岩層厚度較大,下部垮落帶岩層厚度較小。因此,采煤時,工作麵上部礦壓顯現較強烈,而下部則較緩和。 2、一般來說,一個工作麵的支護參數(如支柱密度、支柱初撐力等),不論工作麵上部還是下部,全工作麵都應是一致的。因此,急斜煤層的頂板控製設計,應按工作麵上部的條件進考慮。 3、考慮到上部采空區約有0.5倍采高(設煤層采高為M,即有0.5M)岩層垮落的矸石往下,因此在估算工作麵上部垮落帶岩層厚度時,以及判別工作麵上部裂隙帶老頂時,煤層采高應為原采高的1.5倍(即為1.5M),而垮落後能滯留原地的垮落帶岩層厚度比實際厚度小0.5Mm。
但是,進行控頂設計時應考慮的實際的垮落帶岩層厚度,還應包括垮落後下滑的這0.5M厚的岩層。 4、當直接頂很厚時,垮落帶直接頂厚度h 按下式計算: h=1.5M/Kz-1+0.5M(m) 式中M—煤層采高,m Kz—直接頂岩層的碎脹係數,這裏取1.33-1.5. 可見: 當=1.5時,h=3.5M; 當=1.33時,h=5M; 也就是說,當直接頂厚度等於3.5-5倍采高時,垮落後能充滿采空區。 即當h≥(3.5-5)M時,垮落帶中隻有直接頂。
5、當h<(3.5-5)M時,上麵老頂是否已進入裂隙帶,可按下麵公式判別: 當h>0.5M時 i-1 Hi≥1.5M-[∑Hi(Kl-1)+(h-0.5M)( Kz-1)]+2 o 式中Hi—由下而上第i層老頂的分層厚度,m M—煤層采高,m Kl—老頂及其附加岩層的碎脹係數,取1.15-1.33; h—直接頂厚度,m Kz—直接頂岩層的碎脹係數 當上式成立時,說明第i層老頂已進入裂隙帶。 當h<0.5M時,
i-1 Hi≥1.5M-(∑Hi -0.5M+h)( Kz-1) +2 o 當上式成立時,說明第i層老頂已進入裂隙帶。 (二)頂板控製的特點 目前急伴煤層中,主要是應用偽斜工作麵柔性掩護支架采煤法、傾斜小巷多短壁式采煤法以及偽斜長壁走向分段密集采煤法。應用這些采煤法時,是用掩護支架外或密集支柱外的冒矸充填帶支撐采空區上方直接與老頂。 應用傾斜小巷多短壁采煤法或偽斜長壁走向分段密集采煤法時,采場基本支柱的控頂設計方法如下:當用單體液壓支柱時,需用采場基本支柱的初撐力平衡工作空間上方垮落帶直接頂岩重,以及需用采場基本支柱的工作阻力平衡工作空間上方垮落帶岩層的重量。
當用摩擦支柱時,需用采場基本支柱工作阻力平衡工作空間上方垮落帶岩層的重量。 此外,密集支柱間距均應小於0.2m,基本支柱的排距與柱距均不宜大於0.9-1m。 對具有厚層難冒頂板的急斜煤層,應采用“挑”的原則,超前工作麵鬆動碎裂5倍采高頂板岩層,而且采場基本支柱的初撐力(使用單體液壓支柱時)或工作阻力(使用摩擦支柱時)應能平衡工作空間上方5倍采高的頂板岩重。
|