初次來壓步距的計算

1、活雞兔井21303綜采工作面頂板初次來壓步距的計算神東煤炭公司生產(chǎn)技術部石飛摘要綜采工作面在從切眼推進一段距離以后老頂初次來壓自然冒落，在老頂垮落時，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作，個別支架甚至壓死。同時，頂板冒落將形成較大范圍的颶風，嚴重威脅到采面工作人員的安全。因此，如何科學合理地確定綜采工作面的初次來壓步距顯得尤為重要。通過對神東公司活雞兔井頂板巖石力學性質(zhì)進行科學分析，為綜采工作面初次來壓步距的確定提供一定的理論依據(jù)。關鍵詞綜采工作面初次來壓步距計算根據(jù)近年來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,綜采面實行初放后，可以實現(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煤三盤區(qū)及榆家梁5-2煤的初次放頂，由于沒有直接頂，老頂為砂巖，強度比較大，造成初次來壓步距與以往工作面所測步距發(fā)生較大偏差，給安全生產(chǎn)造成了影響，雖經(jīng)過多次放頂及采取安全措施，但是放頂期間及初次來壓前的安全風險仍較大。因此，解決直接頂薄老頂為砂巖、強度比較大的頂板的初放是目前存在的技術難題。通過理論分析，確定初次來壓的步距范圍，可對安全生產(chǎn)起到指導作用。活雞兔井是神東煤炭公司大柳塔煤礦所屬的一個自然井，年設計生產(chǎn)能力500萬t，目前生產(chǎn)能力突破1000萬t?；铍u兔井井田面積63km2，地質(zhì)儲量億t,可采儲量億t。21303工作面位于

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

4、來壓步距為：L=h（2o/q）1/2.0lt=X2X10/（X）1/2（載荷厚度按剛度、厚度公式估計）=m.按照梁的模型計算，21303工作面中砂巖老頂?shù)某醮蝸韷翰骄鄳獮椤?）按中砂、粉砂和細砂巖組成老頂（基本頂）的情況考慮。頂板載荷計算，取中砂巖的彈性模量E=，細砂巖的彈性模量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-讓每個人平等地提升自我=MPa.21303工作面的頂板巖層初次來壓斷由于（q）<一6151裂的載荷應為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。在這種頂板結構條件下，第一層中粒砂巖厚度，其厚度大于3m，整體性強，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，初次來壓步距為：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工作面的初次來壓判據(jù)，初次來壓步距應為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)目估瓘姸劝春穸缺壤?/p>

6、素綜合計算，則其折算強度為。=6MPa，因此初次來壓斷裂步距為tL=h.t-=18.812x60.5040jq=91.78沁92m.如考慮1-2煤層上的中砂巖、粉砂巖和細砂巖共同作為老頂，厚度為，老頂?shù)目估瓘姸劝春穸缺壤蛩鼐C合計算，則其折算強度為。=，因此初次來壓斷裂步距為:tL0j3百度文庫-讓每個人平等地提升自我2x7.32=24.350.504=131.23m.3 結論1）活雞兔井1-2煤層21303綜采面的頂板巖層結構具有特殊性，煤層之上直接賦存有的堅硬砂巖老頂，并沒有通常意義的直接頂（切眼附近的HB1與HB5鉆孔可以佐證）。2）按照我國緩傾斜煤層采煤工作面的頂板分類標準，采空區(qū)充填系數(shù)（或稱直接頂與采高之比）K=0,符合KW,且初次來壓步距大于60m以上，應為來壓極強烈的IV級老頂,因此該工作面的初次來壓強度將是非常強烈的，應引起足夠重視。3）21303工作面，無論是按照HB1鉆孔還是HB5鉆孔，理論分析預測的初次來壓步距都大于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，初次來壓步距60m；厚度由中砂巖和粉砂巖2層組成老頂，初次來壓步距92m；厚