开采煤层厚砂岩顶板注水防冲的总体设计.pdfVIP

击互瞧茬舛技 2007年冲击地压防治专刊 开采煤层厚砂岩顶板注水防冲的总体设计 辛岭，蔡成佩，陈清国 (枣庄联创实业有限责任公司，山东，枣庄277011) 摘要该文通过科学的分析论证，针对煤层顶板坚硬这个冲击地压产生的主要条件之一，采取对坚硬的砂岩顶板进行注永 的设计，使坚硬砂岩松软易冒落，再配合其他预报和防治措施，便可有效地减少冲击地压的发生危害，实现安全生产。 关键词砂岩 硬板注水 防冲 设计 陶庄煤矿二层煤具有严重冲击危险，为了减缓和消除冲 210—3001i1。 击地压的灾害，保证安全生产，除了采取进行煤体注水、爆破 工作露支护采用DZ一22单体液压支柱。HZIAl000金属 卸压、钻屑法、地音观测、动态仪观测，U型纲可缩性巷道支 顶梁，采用DY一150采煤机和SGW一150型链板运输机。 架等预报和防治措施外，更重要的是对顶板进行处理，使顶 2二层煤顶板岩石的实验室研究结果分析 板能够易冒落，降低巷道煤柱和工作面煤壁上部承受的载 荷，降低煤柱弹性能量的储存程度，降低冲击地压发生的危 根据电镜和矿物组分的初步分析，二层煤老顶为中粒长 险性和冲击程度，减少对人员的安全威胁。并给二、三分层开 石石英砂岩，其胶结物主要是亲水性较强的水自云母和高岭 采创造良好的条件。 石等粘土矿物，在砂岩中约占10—15％，局部也有碳酸盐胶 1 陶庄煤矿二层煤东420煤柱买验工作面的生产地质概况 结物，其含量少于3％，有时也发现有黄铁矿充填于微裂隙和 微孔洞之中，因此，从总体来分析矿物组分对顶板注水软化 东420煤柱工作面是底板运输大巷的护巷煤柱，这个煤 是有利的。 柱的两则都为已采空区。因此增加了回采的难度。 根据280采区和420煤桂顶板砂岩的室内浸水软化试 二层煤厚度约5m，倾角5—120一般为60，直接顶为层状验，280采区顶板砂岩的单轴抗压强度为59～68．6MPa，它在 砂岩，厚3．5～5m，老顶为中粒石英砂岩，厚29m，直接底为砂自由浸水条件下13天后，软化系数达0．44，浸水32天后软 质泥岩厚0．8．1．5m，老底为中粒石英砂岩，厚33．5m，开采 化系数达到0．19，420煤柱顶板砂岩强度为83．5MPA，真空浸 深度452—470m，二层煤为气肥煤，发火期为4．6个月，属低水17小时后软化系数达0．68(见附表1)。同时浸水13天 瓦斯煤层，煤尘爆炸指数38％，煤层涌水量0．09．0．10／ (280采区)砂岩的弹性能量指数W日也下降了46．6％。因 min。采区将通过37#断层。采煤方法采用分层长壁冒落法， 此，通过电镜和矿物组分分析和室内浸水软化实验。可以认 工作面倾斜长120m，走向长3400m，已采1200m，现采第一分为420煤柱砂岩顶板具备注水软化基本条件，预期可以取得 层采高为1．8。2．2m，顶板注水试验区在37号断层西侧30m明显的顶板控制效果。为了取得更充分的数据，应再补做一 一300m，分两期工程，第一期工程30m，打9个孔，第二期工程部分室内实验。 表1 陶庄煤矿二层煤层顶底板岩石浸水软化特性 单轴抗压 浸水软 弹模 饱和汲水率 孔隙率 容重 取样地点 编号 岩石 状态 泊松比 备注 强度MPa 化系数 MPAXl04 ％ ％ 鬯忒 2一15A砂岩 59．0