西山煤电白家庄矿6号煤层顶板不同应力状态下的特征表现及支护对策.doc

西山煤电白家庄矿6号煤层顶板不同应力状态下的特征表现及支护对策科技情报开发与经济sci-techinformationdevelopment&economy2011年第21卷第28期文章编号:10056033(2011)28021403收稿日期:2011-0810西山煤电白家庄矿6号煤层顶板不同应力状态下的特征表现及支护对策李宪任(西山煤电自家庄矿业有限责任公司,山西太原,030022)摘要:概述了西山煤电白家庄矿6号煤层顶板状况,探讨了不同应力状态下6号煤层顶板的特征表现,并提出相应的支护对策.关键词:脆性顶板;原始应力条件;顶板特征;支护;白家庄矿6号煤层中图分类号:td353文献标识码:a顶板管理是采煤工程中的永恒主题.因此,对煤层顶板特性加以研究,并制定合理的支护方案,是煤矿技术人员必须认真对待的基础性课题.本文将以西山煤电白家庄矿36801和36703两个工作面为例,对比总结在不同应力状态下6号煤层顶板的特征表现,并提出相应的支护对策.1自家庄井田6号煤层顶板概况西山煤田6号煤层位于石炭系上统太原组,煤层厚度1.45tll3.04m,含两层稳定夹石和一层不稳定夹石.本煤层全区可采,为本区域内主采煤层之一.其伪顶为00.5nl的炭质页岩,直接顶为2m左右的深灰色页岩,老顶为1.9m一3.5in的灰色石灰岩.在整个井田内,6号煤层顶板基本特征一致,只是在不同岩层的厚度上有一定变化.图1为自家庄矿6号煤层顶板综合柱状图.236801及36703工作面基本情况36801工作面位于八盘区,走向长1090iti,倾斜长180m,层厚,m柱状岩石名称il(9.910.80)/5.53粗粒砂岩lli(8.07-4.00)/6.04砂质页岩jt(3.50-1.30)/2.70ffj石灰岩f2.60-1.80)/2.20;i1/一页岩.i(o.500.oo)/o.25,.ll/炭质页岩fo.42-0.16)/0.296号煤一一.一-j?页岩(1.03-0.1o)/0.596号煤fo.31-0.10)/0.22页岩f1.33-0.18)/o.76e王.p甘j(o.86-0.80)/0.83(2.602.00)/2.30l/一一一页岩,mdody,mi;一:蓦荸5砂质页岩f8.001.00)13.50细砂岩图1白家庄矿36801工作面组合柱状图thestuayonandapplicationofcoal-conveyorlap-jointbeltsupposingdeviceinwangzhuangcoalminewangli-gangabstract:takingwangzhuangcoalmineofshanxiluanhuannengstockcompanyasanexample,thispaperexpoundsthedefectsexistinginoriginalundergroundsupportbyusingthemethodofsleeper-beatchockinthecaseoflap-jointingcoalconveyerwithbelt,andsumsupindetailthetechnicalrequirements,designprinciples,installationprocedures,fieldapplicationsandtechnicalimprovementsofthenewlydevelopedcoal-conveyorlap-jointbeltsupportingdeviceforprovidingreferencesforsimilarundergroundproduction.keywords:coal-conveyorlap-jointbeltsupportingdevice;technicalrequirement;designprinciple;installationprocedure;fieldapplication;technicalimprovement214李宪任西山煤电自家庄矿6号煤层顶板不同应力状态下的特征表现及支护对策本刊e-实践与创新埋深166m一320m.工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法,顶板支护采用zz28001.3/2.3型支撑掩护式液压支架,mg一200型采煤机破煤装煤,sgz一630/400型可弯曲刮板输送机运煤.36703工作面位于七盘区,走向长880m,倾斜长150m,埋深183m296m.工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法,顶板支护采用zz400017/35型支撑掩护式液压支架,mg一200/475型采煤机破煤装煤,sgz一764/400型可弯曲刮板输送机运煤.36号煤层顶板特征及支护对策6号煤层的36801工作面和36703工作面处于不同的盘区,主要地质应力截然相反,顶板特征表现出很大的差异.本文将以36801和36703两个工作面为例,探讨6号煤层顶板的特征表现,并提出相应的支护对策.3.136801工作面顶板特征及支护对策36801工作面位于八盘区,整个盘区内地质构造多见逆断层和小型褶曲,很少见到正断层,因此地质应力以挤压应力为主.由于该煤层直接顶为2m左右的深灰色页岩,性脆,在受到挤压应力的作用下,工作面顶板节理极其发育,表现出大面积的破碎状态,尤其在逆断层和褶曲处,顶板几乎无完好处,经常发生工作面漏顶.因此,防止漏顶成为该工作面回采和安全工作的主要任务之一.3.1.136801工作面管理中存在的问题(1)局部漏顶.局部漏顶一般发生在拉架前和拉架中,此时控顶范围最大,加上降架造成顶板失稳,极易造成漏顶.另外,构造处是漏顶高发区,漏顶位置一般在顶梁前端至煤壁处,有时因降架幅度过大,支架上方也会出现漏顶,如处理不及时,漏顶范围扩大,会波及至连续数十米,并造成大面积片帮,从而造成更严重的漏顶事故.(2)片帮.片帮原因除构造造成外,漏顶处理不及时使工作面压力转移至煤壁,也是造成片帮的主要原因.片帮会加剧漏顶的发生和恶劣程度.(3)窜渣.窜渣一般发生在支架尾梁处,由于支架间距不均匀或支架不正造成局部间距过大,拉架后形成窜渣.窜渣不仅造成工业卫生差,人员工作量加大,更为严重的是会破坏液压系统的完好性,并造成处理液压系统问题困难,从而造成更严重的问题.(4)支架挤架咬架.破碎顶板往往造成顶板不平,极易造成挤架咬架情况的发生.而挤架咬架发生后,必然造成支架间距不均匀,从而诱发漏顶事故的发生.3.1.236801工作面支护对策针对上述问题,我们只有从以下几个方面着手,综合处理,才能保证工作面的正常安全生产.(1)支架选型合适,阻力选择就高不就低.由于漏顶几乎都是因为顶板破碎造成的,而高支架初撑力会降低顶板破碎失稳的可能,所以选择支架型号时,安全系数不宜过低,应按最高值选取.(2)加强初撑力管理.加强初撑力管理是顶板管理的基本原则,尤其在不稳定顶板条件下,初撑力管理更显重要.否则,顶板节理裂隙一旦加大,使本来就不易维护的顶板将雪上加霜.(3)带压擦顶拉架.带压擦顶拉架是为了降低顶板下沉从而扩大节理继续发育的主要措施,也是破碎顶板现场管理的有效手段之一.(4)及时追机拉架.及时追机拉架可有效减小控顶范围,防止最初的漏顶形成,必要时还应停机拉架.(5)坚持逢漏必勾的原则,并加强铺设顶网,以控制漏渣漏顶.漏顶事故的发生,必然是从最初的小漏顶开始.如果控制住小漏顶的发生,就可避免大面积漏顶的形成.因此,破碎顶板条件下,逢漏必勾的原则必须贯彻.如条件许可,或在可预见的构造处,提前采用铺设顶网的方法,则是彻底防止漏顶漏渣发生的有效手段.(6)做好支护材料的备用工作.破碎顶板条件下回采,小的局部漏顶几乎不可避免,但只要处理及时,就不会发生恶性事故.而处理小漏顶的前提就是各种规格型号的支护材料必须齐备且就近放置,这不仅仅是基础管理工作,更是安全管理工作.(7)加快推进速度.破碎顶板的工作面,最忌讳的是长时间停止推进,这会造成顶板裂隙发育加剧.因此,连续生产,快速推进是该条件下回采工作的基本要求之一.(8)交接班和较长时间停止生产前应加大对液压系统和初撑力的检查力度.3.236703工作面顶板特征及支护对策尽管36703工作面与36801工作面位于同一井田的同一煤层,但由于所受地质应力不同.两个工作面的表现截然相反.36703工作面位于七盘区,区域内地质构造以正断层为主,很少遇到逆断层,因此地质应力以拉应力为主.在该工作面回采过程中,很少遇到顶板严重破碎的情况,即便是构造处,由于是正断层,影响范围十分有限,对生产影响不大;即便偶尔遇到逆断层,一来断层不会很大,一般不超过1m,二来影响范围在垂直断层面距离内也不过几米,没有发现类似36801工作面那种大面积连续顶板破碎的情况.所以,同等的顶板岩性条件,36703和36801两个工作面的顶板状况却是天地之差.分析36703和36801两个工作面在同等顶板岩性条件下的巨大的顶板状态反差,可以得出结论:应力条件不同是造成这个现象的根本原因.36703为拉应力条件,36801为压应力条件.拉应力与挤压应力最大的区别是,挤压应力由于需要传递应力,因此区域内地层几乎全部受到应力的影响,遇到脆性地层,会造成节理裂隙大面积发育.而拉伸应力不同,在应力作用过程中,在局部薄弱位置,地层会因拉应力的影响造成断裂,从而释放应力并终止应力的进一步传递.因此,在拉伸应力条件下,除局部因地层变形造成的局部挤压应力外,不会出现大面积顶板破碎情2】5科技情报开发与经济scitechinformationdevelopment&economy2011年第21卷第28期文章编号:10056033(2011)28021603瞬变电磁法在勘探中的应用王俊芳(西山煤电(集团)有限责任公司,山西太原,030053)摘要:应用瞬变电磁法探测确定了勘探区域内f.和(古交断层)的位置,并根据电法低阻异常体划定了地下水富水区.关键词:瞬变电磁法;勘探区域;断层位置;富水区中图分类号:p624文献标识码:a1区域概况勘探区位于山西省太原市古交矿区,地理坐标:东经112.0716112.1156,北纬37.543637.5440;大致呈东西走向,长约7000m,宽约80in,面积约560000m2.1.1地层本区内出露地层由老到新依次为寒武系,奥陶系,石炭系,二叠系,第三系和第四系,其中含煤地层为石炭系和二叠系.1.2区域构造本区在晚古生代的石炭,二叠纪聚煤期后,经历了印支期的地壳抬升运动,燕山期的以褶皱为主的强烈挤压运动,之后又经收稿日期:201i-0812历了喜山期以nee向断裂为主的构造运动,形成了现今的构造格局.本区为一轴线偏西,近南北走向,两翼不对称的复式向斜构造,向斜的西翼陡峭险峻,东翼宽缓开阔被一系列nee向断层切割.1.3区域水文地质本区属中低山区,为一北端翘起向南倾伏的复式向斜构造盆地.其东和东南部以边山大断裂与新生界断陷盆地太原盆地相接,形成一个水文地质单元.汾河位于区域北部,大体自西向东,在上兰村进入太原盆地向南流.本区出露的寒武奥陶系灰岩主要分布在汾河以北,西部次之,近南北向条带状分布.本区赋存孔隙水,裂隙水,岩溶水3种类型的地下水,主要接受大况.这是两种应力条件下煤层顶板特征表现截然不同的根本原因.由于顶板条件好,直至回采结束,36703工作面几乎未遇到严重的顶板事故,除正常方法外,也未采取特殊的技术管理措施.因此,关于该工作面的支护对策这里不再赘述.4结语在脆性顶板条件下,地层原始应力条件是决定回采工作面顶板条件的根本原因.我们必须通过各种手段掌握这种原始应力条件,分析不同条件下对顶板状态的影响,从而有针对性地提前采取相应的措施,以保证工作面安全高效地生产.(责任编辑:李敏)第一作者简介:李宪任,男,1972年9月生,1995年毕业于山西矿业学院采矿工程专业,助理工程师,西山煤电自家庄矿业有限责任公司,山西省太原市,030022.thecharacteristicrepresentati0nsandsupportcountermeasuresoftheroofofno.6coalseaminbaijiazhuangcoalmineofshanxixishancoal&electricityco.,ltdunderdifferentstressstateslixian.renabstract:thispaperexpoundstheroofconditionsofno.6coalseaminbaijiazhuangcoalmineofshanxishancoal&