坚硬厚基岩浅埋煤层切眼合理放顶高度研究.pdfVIP

学兔兔 第20卷 第4期 (总第 125期) 煤 矿 开 采 Vo1．20No．4 (SeriesNo．125) 2015年8月 C0ALMINING TECHNOLOGY August 2015 坚硬厚基岩浅埋煤层切眼合理放顶高度研究 管学海 (中天合创能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017318) [摘 要] 针对坚硬厚基岩浅埋煤层初采期合理强制放顶高度的问题，以神府矿区石窑店煤矿 215206工作面为背景，采用数值模拟对浅埋厚基岩顶板需要处理的合理层位进行研究，并在此基础上 分析研究强放高度与基本顶初次来压步距关系。结果表明：当顶板处理层位达到下位基本顶时，下位 基本顶和直接顶垮落可充满采空区，从而使上位基本顶只发生断裂而非垮落，避免上位基本顶发生垮 落失稳带来的强冲击，能有效减小基本顶初次来压强度；强制放顶高度存在一个合理区间，在此区间 内来压步距随着放顶高度增加而线性减小，当超过该区间时基本顶初次来压步距增大并维持在一个定 值，最终研究确定215206工作面切眼强放高度为7m。 [关键词] 浅埋厚基岩；坚硬顶板；合理处理层位；合理强放高度 [中图分类号]TD327．2 [文献标识码]B [文章编号]1006—6225 (2015)04—0036—03 RationalTop．coalCavingHeightofOpen-off CutinShallow-buried Coalseam underHardandThickBedRock 浅埋煤层主要分布在神府、东胜矿区，近几年 (泥质胶结)、4．2m 的细砂岩 、2．4m 的中砂岩 、 随着神府东胜矿区开采强度的增大，开采 “厚基 12．2m的粗粒砂岩，岩层物理力学参数见表 1及图 岩薄松散层”型浅埋煤层矿井逐渐增多，新问题 1。根据关键层复合破断理论 J，顶板第4层岩 也随即出现：初采期间顶板大面积悬顶、基本顶初 层承担 4～15岩层载荷，小于 2，3岩层破断距 ， 次来压期间矿压显现异常剧烈，其灾害表现形式为 该层破断后必然导致2，3层岩层同步破断，可将 飓风伤人、大面积压架 ¨ 。例如：鄂尔多斯矿区 第4层岩层看作上位基本顶，2，3层岩层看作下 的大饭铺煤矿、酸刺沟煤矿、凯达煤矿、大地精煤 位基本顶。在此采用3DEC数值模拟软件模拟处理 矿初采期间均出现过压架事故。该类顶板特点是砂 层位达到下位基本顶时顶板的破断垮落规律 J。 岩层厚度大、整体性强、埋深浅、顶板岩石强度 表 1 煤层上方主要岩层物理力学参数 大，这3个因素的共同作用造成坚硬厚基岩浅埋煤 层顶板难垮落，且 由于该类煤层埋深浅，其顶板处 序霉号岩石0性ffk容N．m一1hh层ii厚mm／／弹E箩I／G模P量a抗R萝l／M强P度a岩自性0土。描’述 理措施不同于一般采深下的坚硬顶板，在浅埋条件 下若顶板处理高度过大会造成人为 “切冒”事故， 顶板处理高度过小则不能有效控制基本顶垮落步 距 。 本文 以石窑店煤矿 215206工作面为背景，采 用数值模拟、理论计算分析顶板处理的合理层位和 合理强制放顶高度，并通过现场观测和矿压规律验 证顶板处理的效果和研究的正确性 。 模型尺寸长 160m，宽 10m，高75m，模型参