CN110344829A - 一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，属于采矿安全领域。按照此工作面老顶的周期垮落步距同时结合支架最小控顶距离，计算得出末采阶段回撤通道贯通时无来压时的顶板长度，当工作面推进至主回撤通道时采用深孔爆破的方式对顶板进行超前预裂，使工作面推进后顶板在预裂位置发生破断，然后工作面持续推进直至贯通时顶板无来压，保证综采设备安全快速回撤。本发明克服了末采阶段回撤通道贯通时顶板动压严重，使回撤通道发生顶板下沉，煤壁片帮，底鼓严重等一系列严重影响综采设备安全、高效快速回撤的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，具体涉及一种工作面末采阶段综采设备回撤时，工作面与主回撤通道贯通时顶板来压的处理方法，属于采矿安全领域。
背景技术
在矿井生产过程中，工作面的接替是必须经历的环节，综采工作面的搬家倒面是矿井实现高产高效的重要环节，综采面设备回撤速度的快慢在一定程度上影响了矿井生产效率。随着矿井规模的大型化，综采工作面设备的数量也随之增加，生产效率的提高使工作面设备的回撤频率也不断提高，综采工作面的安全、快速回撤对矿井提高煤炭产量和经济效益具有重要意义。综采工作面在进入末采阶段后，受回采产生的超前支承压力影响，顶板破碎和帮部片帮现象严重，围岩压力和变形量会快速增大，所以就要对末采阶段顶板进行处理，避免工作面末采阶段顶板来压的产生。
综采工作面末采阶段，预掘回撤通道是常用提升工作面回撤效率的方法。不过由于回撤通道的存在，工作面贯通时超前支承应力较无回撤通道进行工作面回撤时来的较为剧烈。因此想要实现工作面安全快速回撤，必须尽可能保证工作面贯通时无来压。现阶段，较为常用的方法是工作面在距回撤通道一段距离进行矿压调整，停止推进使基本顶在合理的位置断裂，避免工作面贯通时来压，不过停采让压的方法将会影响末采阶段工作面的推进速率同时停采的位置不易选择。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，是一种末采阶段回撤通道顶板控制方法。
本发明提供了一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，主要内容是按照此工作面老顶的周期垮落步距公式中h为老顶岩层的厚度，RT为老顶对应岩层的极限抗拉强度，q为上覆岩层作用在老顶上的荷载；同时结合支架最小控顶距离Lmin＝L1+L2，L1为顶梁长度，L2为端面距，进行计算得：L＝Lb+Lmin，式中计算的结果L即为末采阶段回撤通道贯通时无来压时的顶板长度，当工作面推进至距主回撤通道L时采用深孔爆破的方式对顶板进行超前预裂，使工作面推进后顶板在预裂位置发生破断，然后工作面持续推进直至贯通时顶板无来压，保证综采设备安全快速回撤。
上述方法，具体包括以下步骤：
(1)首先对巷道所处的地质条件和应力状态进行探测；
(2)根据公式对工作面老顶的周期垮落步距进行计算；
(3)根据支架类型得到支架的顶梁长度L1，端面距L2，按照公式Lmin＝L1+L2计算出支架的最小控顶距；
(4)根据上述计算的周期垮落步距以支架的最小控顶距确定出末采阶段顶板超前预裂的位置，即末采阶段工作面剩余煤柱的宽度，具体计算过程为：根据步骤(2)和步骤(3)的结果，代入公式L＝Lb+Lmin，L即为末采阶段回撤通道贯通时无来压时预留的顶板长度；
(5)当工作面推进至距主回撤通道L时采用深孔爆破的方式对顶板进行超前预裂，当工作面通过预裂位置后，顶板及时在预裂位置垮落，保证末采阶段工作面贯通时顶板无来压。
上述方案中，步骤(1)中根据钻孔柱状图确定出老顶岩层的厚度，以及上覆各个岩层的性质，从而为步骤(2)做准备。
上述方案中，步骤(2)中理论计算的周期垮落步距Lb，需与经验公式形成对照，计算取二者中较小值。式中，L初为老顶的初次垮落步距。
上述方案中，步骤(3)中根据支架参数确定出支架的最小控顶距。
上述方案中，步骤(5)中在支架前方向顶板钻取预裂爆破孔，采用木塞加抗静电软管制成炮棍进行装药，采用双雷管起爆，分别安设在装药段中部和尾部，用黄土进行封孔，对顶板施行预裂爆破。
进一步地，步骤(5)炮孔间距d为二倍的裂隙带半径，即d＝2Rp，其中Rp为裂隙带半径；再结合步骤(1)中老顶的位置与实践经验取深孔炮孔深度为c。
上述方案中，步骤(5)爆破孔的钻取过程及顶板的预裂爆破过程要符合矿井的爆破要求及其有关规定。
上述方案中，步骤(5)爆破孔的直径d0为8～15mm。
上述方案中，步骤(5)爆破钻孔与坚硬岩层的夹角α为30°～75°。
本发明的有益效果：
(1)本发明克服了末采阶段回撤通道贯通时顶板动压严重，使回撤通道发生顶板下沉，煤壁片帮，底鼓严重等一系列严重影响综采设备安全、高效快速回撤的问题。
(2)相比于现行末采阶段停采让压措施的优势是：避免了末采阶段停采位置不易选取的问题，同时能在不影响工作面推进效率的情况下保证贯通无来压，使综采设备安全快速回撤。
附图说明
图1为末采阶段回撤通道顶板超前预裂切面分布示意图；
图2为末采阶段回撤通道顶板超前预裂平面分布示意图；
图中：1—间隔煤柱，2—主回撤通道，3—工作面剩余煤柱，4—不同角度的爆破孔，5—液压支架，6—采空区。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
为对本发明的技术目标，特征和效果有更清楚的解释，结合附图对本发明做进一步说明。
某矿310011回采工作面，目前主要开采2号与3号煤层，煤层厚度为2.8m～4.5m，平均厚度为3.8m，煤层倾角为1°～3°，属于近水平特厚煤层，采用一次采全高综采放顶煤采煤法。煤层上方直接顶为中细粒砂岩，厚度约为6.4m；再往上为灰色中细砂岩，厚度为8.3米，岩石较硬。具体实施步骤如下：
(1)通过矿井钻孔柱状图确定该煤层上部老顶的岩性为细砂岩，厚度为8.3m，二者层间间距为6.4m，此作为下步炮孔深度及间距的确定依据；
(2)根据矿井钻孔柱状图及上覆岩层参数确定老顶厚度h为18.6m、抗拉强度RT为5.5MPa、上覆岩层荷载作用荷载q为184.3kPa等，带入到公式Lb得理论计算值为20.3m，并结合本层煤及相似地质条件的煤层推进情况L初为65.4m，带入经验公式得经验计算值为16.4m，取二者中较小值为16.4m；
(3)根据支架参数确定出支架的最小控顶距为3.8m，结合上面确定的老顶周期垮落步距，二者相加确定剩余煤柱宽度为20.2m，同时末采阶段顶板的超前预裂位置也随即确定，即在此处为超前顶板欲裂位置；
(4)在符合煤矿爆破安全规程的前提下，在工作面推进至该上述步骤(2)确定的剩煤柱宽度，然后工作面顶板支架前方向顶板钻取直径为10mm的预裂爆破孔，根据步骤(1)中老顶的位置结合实践经验确定孔深c为7m，采用木塞加抗静电软管制成炮棍进行装药5m，根据装药量确定孔间距d为1m，采用双雷管起爆，分别安设在装药段中部和尾部，用黄土进行封孔，并与顶板分别保持30°、50°、75°夹角的爆破孔，并施行爆破，完成回撤通道顶板超前预裂。
Claims (8)
1.一种防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：按照此工作面老
顶的周期垮落步距，公式中h为老顶岩层的厚度，为老顶对应岩层的极限抗
拉强度，q为上覆岩层作用在老顶上的荷载；同时结合支架最小控顶距离，L1为顶梁长度，L2为端面距，进行计算得：，式中计算
的结果L即为末采阶段回撤通道贯通时无来压时的顶板长度， 当工作面推进至距主回撤通
道L时采用深孔爆破的方式对顶板进行超前预裂，使工作面推进后顶板在预裂位置发生破
断，然后工作面持续推进直至贯通时顶板无来压，保证综采设备安全快速回撤。
2.根据权利要求1所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）首先对巷道所处的地质条件和应力状态进行探测；
（2）根据公式对工作面老顶的周期垮落步距进行计算；
（3）根据支架类型得到支架的顶梁长度L1，端面距L2，按照公式计算出支架的最小控顶距；
（4）根据上述计算的周期垮落步距以支架的最小控顶距确定出末采阶段顶板超前预裂的位置，即末采阶段工作面剩余煤柱的宽度，具体计算过程为：根据步骤（2）和步骤（3）的结果，代入公式，L即为末采阶段回撤通道贯通时无来压时预留的顶板长度；
（5）当工作面推进至距主回撤通道L时采用深孔爆破的方式对顶板进行超前预裂，当工作面通过预裂位置后，顶板及时在预裂位置垮落，保证末采阶段工作面贯通时顶板无来压。
3.根据权利要求2所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：步骤（1）中根据钻孔柱状图确定出老顶岩层的位置与厚度，以及上覆各个岩层的性质。
4.根据权利要求2所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：
步骤（2）中理论计算的周期垮落步距Lb，需与经验公式形成对照，计算取
二者中较小值；式中，为老顶的初次垮落步距。
5.根据权利要求2所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：步骤（5）中在支架前方向顶板钻取预裂爆破孔，采用木塞加抗静电软管制成炮棍进行装药，采用双雷管起爆，分别安设在装药段中部和尾部，用黄土进行封孔，对顶板施行预裂爆破。
6.根据权利要求5所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：步骤（5）炮孔间距d为二倍的裂隙带半径，即d=2Rp，其中Rp为裂隙带半径；再结合步骤（1）中老顶的位置与实践经验取深孔炮孔深度为c。
7.根据权利要求5所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：步骤（5）爆破孔的直径d0为8～15mm。
8.根据权利要求5所述的防治工作面与回撤通道贯通时顶板来压的方法，其特征在于：步骤（5）爆破钻孔与坚硬岩层的夹角α为30°～75°。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022048A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-04-17 | 西安科技大学 | 一种综采工作面回撤末采方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102704936A (zh) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 太原理工大学 | 综采工作面端头回采巷道顶板控制垮落法 |
| CN103498699A (zh) * | 2013-09-04 | 2014-01-08 | 中国矿业大学 | 一种矿山工作面顶板来压的预测系统 |
| CN104989405A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 北京科技大学 | 大倾角煤层开采冲击地压定向防治方法 |
| CN108643910A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-12 | 太原理工大学 | 一种用于煤矿采场坚硬顶板超前预裂控制放顶的方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102704936A (zh) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 太原理工大学 | 综采工作面端头回采巷道顶板控制垮落法 |
| CN103498699A (zh) * | 2013-09-04 | 2014-01-08 | 中国矿业大学 | 一种矿山工作面顶板来压的预测系统 |
| CN104989405A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 北京科技大学 | 大倾角煤层开采冲击地压定向防治方法 |
| CN108643910A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-12 | 太原理工大学 | 一种用于煤矿采场坚硬顶板超前预裂控制放顶的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Z57629（用户名）: "控顶距分为最大控顶距和最小控顶距", 《百度文库》 * |
| 崔磊: "寺河矿二号井15号煤层坚硬顶板采场矿压控制研究", 《工程科技I辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022048A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-04-17 | 西安科技大学 | 一种综采工作面回撤末采方法 |
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