初次來(lái)壓步距的計(jì)算

1、活雞兔井21303綜采工作面頂板初次來(lái)壓步距的計(jì)算神東煤炭公司生產(chǎn)技術(shù)部石飛摘要綜采工作面在從切眼推進(jìn)一段距離以后老頂初次來(lái)壓自然冒落，在老頂垮落時(shí)，工作面出現(xiàn)程度不同的切頂，采面大部分液壓支架安全閥動(dòng)作，個(gè)別支架甚至壓死。同時(shí)，頂板冒落將形成較大范圍的颶風(fēng)，嚴(yán)重威脅到采面工作人員的安全。因此，如何科學(xué)合理地確定綜采工作面的初次來(lái)壓步距顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)神東公司活雞兔井頂板巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)分析，為綜采工作面初次來(lái)壓步距的確定提供一定的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞綜采工作面初次來(lái)壓步距計(jì)算根據(jù)近年來(lái)神東公司各礦井頂板情況，普遍直接頂較厚，基巖厚度較薄，一般為3040m,綜采面實(shí)行初放后，可以實(shí)現(xiàn)隨采隨

2、冒，基本充填了采空區(qū)。但是2004年先后出現(xiàn)的活雞兔井1-2煤三盤(pán)區(qū)及榆家梁5-2煤的初次放頂，由于沒(méi)有直接頂，老頂為砂巖，強(qiáng)度比較大，造成初次來(lái)壓步距與以往工作面所測(cè)步距發(fā)生較大偏差，給安全生產(chǎn)造成了影響，雖經(jīng)過(guò)多次放頂及采取安全措施，但是放頂期間及初次來(lái)壓前的安全風(fēng)險(xiǎn)仍較大。因此，解決直接頂薄老頂為砂巖、強(qiáng)度比較大的頂板的初放是目前存在的技術(shù)難題。通過(guò)理論分析，確定初次來(lái)壓的步距范圍，可對(duì)安全生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用?；铍u兔井是神東煤炭公司大柳塔煤礦所屬的一個(gè)自然井，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力500萬(wàn)t，目前生產(chǎn)能力突破1000萬(wàn)t?；铍u兔井井田面積63km2，地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)|t,可采儲(chǔ)量?jī)|t。21303工作面位于

3、活雞兔井田西北部，是三盤(pán)區(qū)的第二個(gè)綜采工作面。1 頂板巖層條件和力學(xué)模型建立由厚層整體性強(qiáng)的中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖組成的來(lái)壓強(qiáng)烈的堅(jiān)硬頂板，最大厚度，工作面長(zhǎng)240m，頂板柱狀圖如圖1所示。煤層的埋藏深度，平均155m；中砂巖的抗拉強(qiáng)度。=10MPa,抗剪強(qiáng)度t=25MPa；粉t砂巖的抗拉強(qiáng)度。=，抗剪強(qiáng)度T=9MPa；細(xì)砂巖的抗拉強(qiáng)度。二，抗剪強(qiáng)度t=36MPa；覆tt巖容重按=m3計(jì)算。初次來(lái)壓力學(xué)模型如圖2所示。2 21303工作面初次來(lái)壓步距的計(jì)算1）按整層中砂巖老頂（基本頂）的情況考慮。此時(shí)，因砂巖頂板厚度太大，在初次來(lái)壓之前，考慮為嵌固厚梁模型較為恰當(dāng)按嵌固厚梁的拉破斷考慮時(shí)，初次

4、來(lái)壓步距為：L=h（2o/q）1/2.0lt=X2X10/（X）1/2（載荷厚度按剛度、厚度公式估計(jì)）=m.按照梁的模型計(jì)算，21303工作面中砂巖老頂?shù)某醮蝸?lái)壓步距應(yīng)為。2）按中砂、粉砂和細(xì)砂巖組成老頂（基本頂）的情況考慮。頂板載荷計(jì)算，取中砂巖的彈性模量E=，細(xì)砂巖的彈性模量E=，粉砂巖的彈性模量13E=，則2/、Eh3&h+丫h+丫h+yh+yh）（q）=1_11-12_23_344n_n.n1Eh3+Eh3+Eh3+Eh3+Eh11223344nn（q）1二Y1h11（q）=MPa.21（q）=MPa.31（q）=MPa.41（q）=MPa.51（q）=MPa.61q），因此，

5、大百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我=MPa.21303工作面的頂板巖層初次來(lái)壓斷由于（q）<一6151裂的載荷應(yīng)為1-2煤層上的5層巖層的綜合影響，載荷層總厚度為，為采高的倍，均布載荷數(shù)值為。在這種頂板結(jié)構(gòu)條件下，第一層中粒砂巖厚度，其厚度大于3m，整體性強(qiáng)，且直接賦存于1-2煤層之上，此層中砂巖即為工作面的老頂（基本頂）。若按嵌固厚梁的拉破斷考慮時(shí)，初次來(lái)壓步距為：L=ht-0jq=9.47:2100.504=59.66沁60m.即按照的中砂巖破斷角度作為21303工作面的初次來(lái)壓判據(jù)，初次來(lái)壓步距應(yīng)為60m?？紤]1-2煤層上的中砂巖和粉砂巖作為老頂，厚度為，老頂?shù)目估瓘?qiáng)度按厚度比例因

6、素綜合計(jì)算，則其折算強(qiáng)度為。=6MPa，因此初次來(lái)壓斷裂步距為tL=h.t-=18.812x60.5040jq=91.78沁92m.如考慮1-2煤層上的中砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖共同作為老頂，厚度為，老頂?shù)目估瓘?qiáng)度按厚度比例因素綜合計(jì)算，則其折算強(qiáng)度為。=，因此初次來(lái)壓斷裂步距為:tL0j3百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我2x7.32=24.350.504=131.23m.3 結(jié)論1）活雞兔井1-2煤層21303綜采面的頂板巖層結(jié)構(gòu)具有特殊性，煤層之上直接賦存有的堅(jiān)硬砂巖老頂，并沒(méi)有通常意義的直接頂（切眼附近的HB1與HB5鉆孔可以佐證）。2）按照我國(guó)緩傾斜煤層采煤工作面的頂板分類標(biāo)準(zhǔn)，采空區(qū)充填系數(shù)（或稱直接頂與采高之比）K=0,符合KW,且初次來(lái)壓步距大于60m以上，應(yīng)為來(lái)壓極強(qiáng)烈的IV級(jí)老頂,因此該工作面的初次來(lái)壓強(qiáng)度將是非常強(qiáng)烈的，應(yīng)引起足夠重視。3）21303工作面，無(wú)論是按照HB1鉆孔還是HB5鉆孔，理論分析預(yù)測(cè)的初次來(lái)壓步距都大于60m以上，整層中砂巖老頂?shù)某鯄翰骄酁?；第一層厚度中砂巖老頂，初次來(lái)壓步距60m；厚度由中砂巖和粉砂巖2層組成老頂，初次來(lái)壓步距92m；厚