“两硬”条件下特厚煤层放顶煤工作面安全开采.pdfVIP

煤 炭 科 技 2011年第 2期 62 COALSCIENCE ＆ TECHN0LOGY MAGAZINE No．2 201l 文章编号：1008—3731(2011)02—0062—03 “两硬”条件下特厚煤层放顶煤工作面安全开采 刘茂军 (大同煤矿集团公司 忻州窑煤矿，山西 大同 037021) 摘 要：介绍了忻州窑煤矿8925工作面硬顶板、硬煤 (简称 “两硬”)条件下，特厚煤层低位 放顶煤的顶煤弱化及坚硬顶板控制技术。通过采用深孔远煤壁顶煤预爆破弱化技术，解决 了“两硬”条件下顶煤破碎难题；在工艺巷实施预爆破技术来降低岩体 的力学强度，减小顶 板初次来压和周期来压的步距。保证 了放顶煤工作面的高效、安全开采，为忻州窑煤矿取得 了良好的经济效益。 关键词：“两硬”条件；深孔爆破；顶煤弱化；强制放顶 中图分类号 ：TD327．2 文献标志码 ：B 随着特厚煤层综放开采的发展，目前已经在中 中存在的主要技术难题 (即坚硬顶煤的弱化处理和 软煤层条件下取得了成功，然而在 “两硬”条件下 能 坚硬顶板的控制)，经过长期的试验研究，探索出了 否实现放顶煤开采，在国内外尚有较大争议。20世 适合 “两硬”条件下特厚煤层的低位放顶煤综采工艺 纪90年代以来，大同矿区开始进行 “两硬”条件下特 和技术，实现了对 “两硬”条件下特厚煤层的安全、高 厚煤层综合机械化放顶煤技术研究，针对开采过程 效、高采出率的开采。 应力集中的现象，最大达 112MPa，该结构在实际工 ∑Fx=1078cos16。+720=1756kN 作状态中有可能因为承受动载荷 (比如交变载荷作 用)产生不安全因素，所以必须修改设计，在不影响 ∑ =1078sinl6。=297kN 使用的情况下，避免开此方孔。按照修改后的方案重 由设计参数得，水平和竖直接触垫板的面积分 新修改模型，进行有限元分析计算。 别为0．416m2和 0．437m2。 4．3 强度校核 竖直和水平垫板上的分布压力为 按照第四强度理论，等效应力 (Mises应力)最大 P5 ． 2鱼 值出现在滚筒竖直垫板下的钢板中，为92．5MPa。 2 0．437 =2．0lMPa 钢板材料为 Q235一A钢 ，其屈服应力为 235 = 争‘ _o．36MPa MPa，取安全系数凡。=1．5，则许用应力为 按照图纸所给尺寸，在ANSYS中建立三维模型 = = 鲁=157MPa 并用映射网格进行网格划分，单元采用三维壳单元 由于 盯 =92．5MPa[盯]，所以上传动侧架满 (shell93)，由于结构对称，只对一半模型进行建模。 足静强度要求。为进一步减小最大应力，可在滚筒的 按照前面算出的垫板处的均布载荷，对有限元 竖直垫板下方适当增加垫块。 模型加载；根据实际工况分析，对底板的螺栓孔进行 径向和Y向的约束。按照前面的加载情况，对模型进 作者简介：王伦侠 (1966__)，女，江苏邳州人 ，2009