综放工作面煤壁片帮控制技术分析与应用
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更新于2024-09-03
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"综放工作面端头顶板稳定性分析及控制"
综放工作面,即综合机械化放顶煤工作面,其端头顶板稳定性是煤矿安全生产的重要环节。本研究主要探讨了影响端头顶板稳定性的因素,并提出相应的控制措施。通过对端头围岩特性和不同工况的模拟分析,发现工作面不放顶煤的长度、端头支护强度以及巷道锚杆支护方式对端头顶板稳定性有显著影响。
首先,工作面不放顶煤的长度增加可以提高端头顶板的稳定性。这是因为不放顶煤意味着减少了顶煤的暴露面积,从而减小了顶板的荷载,有利于保持顶板的完整性。
其次,强化端头支护强度也是提升稳定性的重要手段。通过增强支护结构,如采用高强度的支护材料或改进支护设计,能够有效地分散顶板压力,减少顶板下沉的风险。
此外,巷道采用锚杆支护方式可以显著改善顶板稳定性。锚杆能够与围岩形成整体,提供横向支撑,防止顶板因开采活动产生的应力集中导致的破裂。
在实际操作中,为了防止煤壁片帮(煤壁崩落),采取了以下措施:
1. 减少放顶煤的范围,缩短煤壁的暴露时间和暴露范围,降低煤壁受压状态。
2. 适当降低采高,加快推进速度,以减少煤壁因长时间暴露而引起的变形和片帮。
3. 应用煤壁注浆加固技术,通过注入浆液封闭煤层的裂隙,增强煤壁的抗压能力。
4. 改变煤体的性质,如煤层注水,可以使煤体预先卸压,减小塑性区宽度,降低煤壁的脆性,防止片帮发生。
实施这些措施后,余吾煤业S1206工作面的煤壁片帮问题得到了显著改善。煤壁片帮的最大深度和平均片深均明显下降,冒高和冒顶范围也大幅度降低,验证了这些措施的有效性。
在选择工作面参数方面,根据研究结果,煤壁的侧向位移最大值位于距顶端0.35H处,因此,选择带有护帮板的液压支架,并确保护帮范围覆盖该区域至关重要。同时,随着采高的增加,煤壁的水平位移和剪切破坏区域也会增大,因此,对于高瓦斯和煤层较软的工作面,如余吾煤业S1206,选择合适的采高(如3m左右)和适宜的支架工作阻力(如1MPa)能有效保护煤壁,防止片帮。
通过科学的分析和合理的工程措施,可以有效地控制综放工作面端头顶板的稳定性,减少煤壁片帮问题,保障煤矿的安全生产。这些研究成果对于类似地质条件下的煤矿具有重要的实践指导意义。
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2020-04-19 上传
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2020-04-18 上传
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