工学工业设计毕业论文 煤炭开采保护层与被保护层保护效果分析

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号:XXXXXXXXX姓名:XXX专业:工学工业设计论文题目:煤炭开采保护层与被保护层保护效果分析指导老师:XXX二〇一一年十二月十日摘要:通过对开采14125保护层工作面前后,14124煤层各种参数的变化对比,论证了5槽煤层对4槽煤层的保护效果。关键词:保护层;效果分析    1B4煤层瓦斯及突出危险性    西二采区4-1煤层瓦斯含量5.01m3/t,瓦斯压力1.2MPa(重庆分院实测)。从建井期间揭煤情况看,4-1煤层具有较为严重突出危险性,建矿以来4-1煤层突出10次,1987年西二运输石门揭煤突出煤量1576t,瓦斯22000m3,这次突出是全

2、淮南矿区突出强度最大的一次。投产以来多次石门揭露4-1煤层,均采取了卸压排放钻孔、远距离放炮等专项治理措施才确保安全施工。西二-370m石门1993年揭B4煤层之前曾进行了打钻测压,突出指标ΔP=10,P=1.0MP,K=18.5,D=0.61,为突出危险区。采取排放钻孔措施揭穿煤层后,各项指标均降至临界值以下,具体为:f=0.72,ΔP=9.5,K=13.19。    2上保护层开采设计    西二B组采区B5煤层平均厚度为1.3m,与B4煤层层间距为6~11m左右,平均8.3m,属于近距离上保护层开采类型。  2.1保护层与被保护层工作面回采巷道布置  B4煤层西翼一阶段(即141

3、24)和上保护层B5煤层一阶段(即14125)上风巷由西二回风付石门施工B5提料斜巷至西进风井煤柱标高,与西二回风石门相透,形成进回风系统。14124下顺槽由B4煤层下山直接向西施工,14125下顺槽由B4煤层下山施工进风斜巷至B5下顺槽标高。该块段14125上风巷与14124上风巷平距外错2m,14125下顺槽与14124下顺槽平距外错7m,14125始采线、终采线与14124外错平距为10m。西二采区B5煤层一阶段14125工作面设计上风巷长545m,下顺槽长601m,倾斜宽150m,预计在保护范围内的B4煤层一阶段14124工作面走向525m,倾斜宽140m。工作面布置见下图。    

4、2.2B4煤层底板巷道布置  从西二B组采区B4煤层底板通风上山-411m标高处开始,在14124工作面中部的B4煤层底板砂岩中布置一条14124底板抽排巷,岩巷到B4煤层底板的垂距为23~25m,长度597m。底板抽排巷采用断面为2.4×2.4m的直墙半圆拱,锚喷支护。  从14124工作面采止线正下方开始,在底板抽排巷两帮布置钻场。钻场间距30m,钻场长宽高=2×3×2m,采用锚喷支护,共设计15组钻场,由东向西编号依次为1#~15#。    314125工作面开采对14124工作面保护效果分析    B5煤层在本区平均厚度1.3m,与B4煤层层间距平均为8.3m左右,属于近距离上

5、保护层开采类型。该煤层在本区赋存较稳定,B5与B4煤层层间岩层以砂岩为主,其次为砂页岩和页岩。B5煤层作为B4煤层的上保护层先期开采后,必然对上部B4煤层的瓦斯、地应力起到一定程度的卸压作用,进而使煤层的突出危险性得以减弱乃至消除。  3.1上保护层保护作用的理论分析  保护层的保护作用随层间距的增大而减小,达到某一临界距离时,保护作用消失。确定上保护层的有效层间距,可以采用如下三种方法确定。  (1)根据《防治煤与瓦斯突出细则》的推荐,缓倾斜和倾斜上保护层开采的有效垂距为小于50m。  (2)根据保护层厚度、顶板管理方法、回采工作面长度和开采深度等因素,按如下公式确定上保护层开采的有

6、效垂距:  S上=h上β1β2  式中:S上-上保护层的最大有效层间垂距,m;  h上-上保护层的理论有效层间垂距,m,它与工作面长度a和开采深度H有关,当a>0.3h时,则取a=0.3h,但a不得大于250m;  β1-保护层开采影响系数,当M≤mo时,β1=M/mo,当M>mo时,β1=1;  M-保护层开采厚度,m;  mo-开采保护层的最小有效厚度,m;  β2-层间硬岩(砂岩、石灰岩)含量系数,以η表示硬岩在层间岩石中所占的百分比,η≥50%时,β2=1-(0.4η/100),η<50%时,β2=1。  按照这一方法的计算公式计算得出的14

7、125工作面上保护层开采的有效保护垂距为58m。  (3)保护层的保护作用不仅与层间距离有关,而且与保护层的开采厚度有关。因此,在讨论保护作用时,应把保护层厚度与层间垂距结合起来考虑,引入相对层间距离的概念,即层间垂距与采高的比值R=h/m。相对层间距越小,保护作用越充分,反之亦然。  保护层开采的实践经验表明:开采上保护层的相对层间距R<75时,被保护层从未发生过突出。因此,可以把上保护层开

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