塔山礦頂板管理工作匯報(bào)課件

塔山礦石炭系特厚煤層巷道

頂板管理工作匯報(bào)2015年8月13日TONGMEIDATANGTASHANCOALMINECO.,LTD同煤大唐塔山煤礦有限公司塔山礦石炭系特厚煤層巷道

頂板管理工作匯報(bào)2015年8月13地質(zhì)基礎(chǔ)資料分析頂板支護(hù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀塔山礦頂板支護(hù)存在的問(wèn)題目前頂板管理的一些好做法下一步改進(jìn)方向主要內(nèi)容地質(zhì)基礎(chǔ)資料分析主要內(nèi)容一、地質(zhì)基礎(chǔ)資料分析1-5m混煤層疏松、性脆易碎

變質(zhì)硅化煤1～6m煤層賦存特點(diǎn)8-20m特厚煤層，一、二盤(pán)區(qū)平均15.7m；煤層沉積不穩(wěn)定，一般情況夾矸10-15層，含矸率16%；煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，層理節(jié)理較發(fā)育；煤質(zhì)疏松，性脆易碎。受火成巖侵入影響，上部煤層遭到受熱變質(zhì)，形成混煤結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)疏松，性脆易碎。6m水平層理、傾斜節(jié)理層4m垂直節(jié)理層煤層結(jié)構(gòu)圖一、地質(zhì)基礎(chǔ)資料分析1-5m混煤層疏松、性脆易碎變質(zhì)硅化煤地應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律地應(yīng)力場(chǎng)的主導(dǎo)方向也為北東向的主壓應(yīng)力，由于受一、二盤(pán)區(qū)之間的北西向斷裂帶影響，地應(yīng)力的量值及方向發(fā)生略有變化，因此礦井是對(duì)燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期地質(zhì)應(yīng)力和發(fā)展，以發(fā)展為主。通過(guò)在8105工作面中部回風(fēng)順槽進(jìn)行圍巖松動(dòng)圈測(cè)試，結(jié)果表明：圍巖松動(dòng)范圍與距停采線(xiàn)的距離有關(guān)，從停采線(xiàn)開(kāi)始，圍巖破壞范圍逐漸變小，160-170m處明顯減小。推算出工作面超前壓力影響范圍是160-170m。3、松動(dòng)圈測(cè)試4、微地震觀(guān)測(cè)結(jié)果8103面上覆巖層在側(cè)向35米以?xún)?nèi)開(kāi)始斷裂，破裂范圍100米，破裂高度75米。對(duì)采對(duì)掘巷道超前150米范圍、滯后100米范圍巷道均為動(dòng)壓顯現(xiàn)劇烈段。地應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律地應(yīng)力場(chǎng)的主導(dǎo)方向也為北東向的主壓應(yīng)力，由于1、3.28事故之前（2005年以前）2、3.28事故發(fā)生以后（2005年-2008年）3、國(guó)家“十一五”科研項(xiàng)目期間（2009年-2012年）4、支護(hù)強(qiáng)度提升優(yōu)化階段（2013年-至今）二、頂板支護(hù)發(fā)展歷程1、3.28事故之前（2005年以前）二、頂板支護(hù)發(fā)展歷程1、3·28事故之前2、3·28事故以后1070輔運(yùn)大巷修改后的設(shè)計(jì)斷面及支護(hù)形式1070輔運(yùn)大巷原設(shè)計(jì)的斷面及支護(hù)形式矩形半圓拱形錨桿：φ18mm錨桿：φ22mm6.6m×4m5.6m×4m錨索：φ15.6mm×5m錨索φ17.8mm×8.3m1排2根，間排距1.6×2m1排5根，間排距1.6×2.7m1、3·28事故之前2、3·28事故以后1070輔運(yùn)大巷修改按照“三高一低”支護(hù)原則，將順槽支護(hù)用的錨桿材質(zhì)由4級(jí)鋼提高至5級(jí)鋼，屈服強(qiáng)度由335MPa(13t）提高至500MPa(19t)，增加W鋼帶及鋼護(hù)板，將錨索直徑由φ17.8mm提高至φ22mm，增加角錨索支護(hù)。3、“十一五”科研項(xiàng)目期間4、支護(hù)強(qiáng)度的提升優(yōu)化階段2013年針對(duì)巷道支護(hù)密度大，強(qiáng)度高，成本大，支護(hù)效果不明顯的情況，并對(duì)支護(hù)材料的質(zhì)量進(jìn)行規(guī)范。2014年針對(duì)臨空順槽受二次動(dòng)壓影響變形的特點(diǎn)，我礦與捷馬公司合作，探索進(jìn)行耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)研究，并引進(jìn)JW高強(qiáng)度錨索鋼帶。按照“三高一低”支護(hù)原則，將順槽支護(hù)用的錨桿材質(zhì)由4級(jí)鋼提高（1）掘進(jìn)過(guò)構(gòu)造破碎帶時(shí)的圍巖控制問(wèn)題掘進(jìn)工作面受火成巖侵入、斷層等地質(zhì)構(gòu)造影響，煤層疏松破碎，巷道成形差，支護(hù)困難，進(jìn)尺低。（2）對(duì)采對(duì)掘交鋒期間的圍巖控制問(wèn)題塔山礦盤(pán)區(qū)內(nèi)工作面為前進(jìn)式開(kāi)采，掘進(jìn)過(guò)程中，尾巷要受到相鄰工作面回采交鋒后的對(duì)巷道的影響。受相鄰工作面采動(dòng)影響，巷道頂板下沉，巷內(nèi)悶響頻繁，底鼓明顯，給安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。隨著回采工作面的不斷推進(jìn)推進(jìn)，底鼓及頂板下沉現(xiàn)象向巷道外前移。3、塔山礦頂板支護(hù)存在的問(wèn)題（1）掘進(jìn)過(guò)構(gòu)造破碎帶時(shí)的圍巖控制問(wèn)題3、塔山礦頂板支護(hù)存在（3）兩巷掘進(jìn)期間留底煤及變坡區(qū)域的圍巖控制問(wèn)題兩順槽在掘進(jìn)期間，受煤層傾角、向斜等構(gòu)造變化影響，巷道會(huì)出現(xiàn)較大坡度變化，無(wú)法沿煤層底板掘進(jìn)，形成留底煤及變坡區(qū)域，在回采期間，該處容易出現(xiàn)底鼓、變形嚴(yán)重情況，遇到來(lái)壓時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工作面支架工況差，最終引起整個(gè)工作面頂板破碎，發(fā)生大面積冒漏。（4）臨空順槽受二次采動(dòng)影響的圍巖控制問(wèn)題臨空順槽巷道頂板破碎段受二次采動(dòng)影響，頂板劇烈變化，出現(xiàn)悶響，鋼帶折斷，錨桿失效，底鼓明顯，巷道變形嚴(yán)重。（5）臨近水倉(cāng)、調(diào)車(chē)硐室等大硐室處的頂板控制問(wèn)題在受到臨空以及超前壓力的影響下，集中水倉(cāng)、調(diào)車(chē)硐室、探放水硐室由于巷道斷面大，易成為巷道內(nèi)支護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)。（3）兩巷掘進(jìn)期間留底煤及變坡區(qū)域的圍巖控制問(wèn)題（1）JW鋼帶和讓壓錨桿等新型材料的應(yīng)用（2）支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)（3）頂板水壓致裂技術(shù)（4）支護(hù)材料的質(zhì)量檢驗(yàn)（5）綜采工作面頂板管理4、目前頂板管理的一些好做法（1）JW鋼帶和讓壓錨桿等新型材料的應(yīng)用4、目前頂板管理的一1、同11#礦用工字鋼相比，JW鋼帶的護(hù)表面積增加了6倍，重量為11#礦用工字鋼的3/4,抗彎強(qiáng)度為現(xiàn)用工字鋼的8倍，且更易在不平整頂板條件下使用，同時(shí)減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2、采用這種新型支護(hù)材料，在巷道圍巖破碎條件下，將頂板支護(hù)全部調(diào)整為JW錨索鋼帶+錨索的支護(hù)，有效控制了巷道的變形，鋼帶撕裂的現(xiàn)象明顯減少。3、讓壓管起到防止錨桿（索）破斷的作用，促使錨桿、錨索共同受力。（1）JW鋼帶和讓壓錨桿等新型材料的應(yīng)用正常條件下JW高強(qiáng)度鋼帶在順槽的應(yīng)用正常條件下11#工字鋼在順槽的應(yīng)用讓壓錨桿JW鋼帶1、同11#礦用工字鋼相比，JW鋼帶的護(hù)表面積增加了6倍，重塔山礦頂板管理工作匯報(bào)課件錨桿無(wú)損檢測(cè)儀通過(guò)利用CMW3.7型錨桿無(wú)損檢測(cè)儀對(duì)錨桿的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，可以準(zhǔn)確檢測(cè)錨桿錨固端長(zhǎng)度及工作載荷，大大提高錨桿支護(hù)的錨固質(zhì)量，保證巷道的支護(hù)強(qiáng)度。（2）支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)錨桿無(wú)損檢測(cè)儀錨桿無(wú)損檢測(cè)儀（2）支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)錨桿無(wú)損檢測(cè)儀錨桿無(wú)損檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果通過(guò)在5216巷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，結(jié)果表明：（1）5216巷所用95%以上的錨桿錨固段長(zhǎng)度和錨桿全長(zhǎng)符合設(shè)計(jì)要求，詳見(jiàn)下圖。（2）5216巷道所用的錨桿，95%的錨桿軸力值大于3t，90%的錨桿軸力大于4t。該軸力檢測(cè)數(shù)據(jù)與捷馬公司耦合讓均壓錨桿支護(hù)軸力范圍相符，詳見(jiàn)右圖。錨桿無(wú)損檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果通過(guò)在5216巷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，結(jié)果表明：頂板窺視及離層檢測(cè)通過(guò)使用頂板圍巖鉆孔窺視儀對(duì)破碎段頂板煤層賦存情況進(jìn)行鉆孔窺視，分析頂煤破碎帶分布，及時(shí)根據(jù)鉆孔窺視結(jié)果調(diào)整支護(hù)參數(shù)，保證錨固在穩(wěn)定層位中。頂煤破碎帶分布圖圍巖鉆孔窺視儀鉆孔窺視報(bào)告頂板窺視及離層檢測(cè)通過(guò)使用頂板圍巖鉆孔窺視儀對(duì)破碎段頂板煤層針對(duì)我礦初次來(lái)壓強(qiáng)度較大和臨空順槽受采動(dòng)影響動(dòng)壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈的現(xiàn)狀，我們用水壓致裂技術(shù)對(duì)工作面頂板進(jìn)行處理。工作面初采期間開(kāi)展水壓致裂，工作面初次來(lái)壓步距由原來(lái)的60米降低到40米左右，來(lái)壓強(qiáng)度明顯降低，提高了初采回收率，還有效遏制了初采頂煤垮落的瓦斯超限。在采掘交鋒時(shí)通過(guò)預(yù)裂工作面間煤柱上方頂板，有效減弱了采動(dòng)礦壓對(duì)鄰空巷的影響。（3）水壓致裂技術(shù)針對(duì)我礦初次來(lái)壓強(qiáng)度較大和臨空順槽受采動(dòng)影響動(dòng)壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈的現(xiàn)抽檢各項(xiàng)目部的支護(hù)材料，發(fā)現(xiàn)：錨桿、螺母的絲部質(zhì)量不合格，通止規(guī)不通，螺母硬度不足；錨桿桿體強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，但尾紋部加工導(dǎo)致強(qiáng)度大大降低；錨桿托盤(pán)加工不規(guī)范，拱高不足，承載能力低；錨索球型托盤(pán)的拱高不足，強(qiáng)度低，承載能力低。通過(guò)加強(qiáng)支護(hù)材料的質(zhì)量監(jiān)管，明顯提高了巷道支護(hù)質(zhì)量。（4）支護(hù)材料的質(zhì)量檢驗(yàn)塔山礦各掘進(jìn)項(xiàng)目部支護(hù)材料檢測(cè)報(bào)告抽檢各項(xiàng)目部的支護(hù)材料，發(fā)現(xiàn)：（4）支護(hù)材料的質(zhì)量檢驗(yàn)塔山礦支護(hù)材料檢驗(yàn)結(jié)果分析不合格支護(hù)材料樣品不合格支護(hù)材料樣品拉拔拉拔破斷位置為絲部破斷位置為絲部拉拔捷馬公司支護(hù)材料樣品破斷位置為桿體部位支護(hù)材料檢驗(yàn)結(jié)果分析不合格支護(hù)材料樣品不合格支護(hù)材料樣品拉拔中煤三十處錨桿樣品的拉拔試驗(yàn)結(jié)果表明：桿體變形量80mm，延伸率9.1%，不符合設(shè)計(jì)要求；抗拉強(qiáng)度26.3t，滿(mǎn)足要求；錨桿拉拔試驗(yàn)曲線(xiàn)圖華煤項(xiàng)目部錨桿樣品的拉拔試驗(yàn)結(jié)果表明：桿體變形量88mm，延伸率11.8%，不符合設(shè)計(jì)要求；抗拉強(qiáng)度28.2t，滿(mǎn)足要求；捷馬公司的錨桿材料樣品拉拔試驗(yàn)表明：桿體變形量118mm，延伸率31%，符合要求；抗拉強(qiáng)度27.9t，符合要求；中煤三十處錨桿樣品的拉拔試驗(yàn)結(jié)果表明：錨桿拉拔試驗(yàn)曲線(xiàn)圖華煤二盤(pán)區(qū)構(gòu)造帶粉碎煤體下既無(wú)法保證巷道的有效支護(hù)質(zhì)量，巷道單進(jìn)水平也非常低（月進(jìn)40-80米），需從超前預(yù)注工藝、材料等方面進(jìn)行研究，現(xiàn)與天地公司建井院合作開(kāi)展水泥基復(fù)合粘結(jié)材料超前預(yù)注項(xiàng)目研究，實(shí)現(xiàn)粉碎