坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响探析

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1、坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响探析刘志辉山西阳泉煤业（集团）有限责任公司五矿摘要：以实际案例针对综采面顶板的跨距、矿压等问题进行研宂。在理论计算值的棊础上，提出了切眼切顶爆破、两巷超前欲裂爆破两种弱化技术，并对施工现场进行系统检测分析，发现坚硬顶板的力学性能、整体性能越好，来压跨距就会越大，进而釆取弱化技术后会减少来压的强度，确保矿井安全、高效地进行生产。关键词：览硬顶板;弱化技术;工作而矿压;作者简介：刘志辉（1979一），男，江西高安人，2013年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，助理工程师，现从事采煤工艺及矿山压力等工作。收稿日期：2017-03-24An

2、alysisontheinfluenceofhardroofweakeningtechniqueonstratabehaviorsofminingfaceLIUZhi-huiNo.5CoalMine,YangquanCoalIndustry(Group)Co.，Ltd.;Abstract：Basedontheactualcases,accordingtotheproblemsofroofcavingspanandstratabehaviors,bytheoreticalcalculation,twokindsofweakeningtechnologiesofroofcut

3、tingblastingofopen-offcutandadvancesplittingblastingoftwocrossheadingswereproposed.Rockpressuremonitoringindicatesthatthebetterthemechanicalpropertiesandoverallperformanceofhardroof,thegreatertheweightingstepwillbe,andthentheweakeningtechnologymustbetakentoreducetheweightingstrength,andto

4、ensurethesafeandefficientproduction.Keyword：hardroof;weakeningtechnology;groundpressureofminingface;Received：2017-03-240引言我w的煤矿资源中，存在较多的坚硬顶板煤层，并且直接附着于厚度较小的顶上或者煤层的上方，具有厚度大、强度高、节理裂隙不发育与整体性强的特点。如果在开采煤矿的过程中，坚硬顶板没有及时垮落或者悬露，就会导致来压的跨距增大，强烈影响工作面的矿压。对此，可以通过改变顶板的力学条件，破坏其完整性，进而减小来压的跨距，保障工作面的安全。1工作面开

5、采条件2301工作面开采的煤层为M3,该煤层的厚度在1.0广5.05m之间，平均厚度为2.18m,平均倾角为15°,故该煤层为缓倾斜煤层。2301工作面采用长臂综合机械化的采煤方式，全部垮落法管理顶板，使用ZY3800/17/34型液压支架对顶板进行支护。在采煤过程中，发现了多种岩层，包括粉砂岩、炭质泥岩、石灰岩、煤层等，其物理力学参数详见表1。2顶板破断规律的分析在2301工作面中，其顶板的材质为石灰岩，由于石灰岩的岩性较为坚硬，很难垮落，因此给采煤带来较大的难度。依据坚硬顶板的破坏规律、力学性质等内容,可以利用顶板的初次以及周期来压建立力学模型，以此判断来压的实际跨距

6、。表1煤岩力学参数下载原表2.1工作面初次来压跨距计算随着长臂综合机械化设备的工作，当坚硬顶板岩层发生悬露时，其前方的工作面主要由煤体支撑，而后方的边界处则是由煤柱支撑，以此可将工作面简化为力学模型。图1为工作面初次来压力学的模型图。阁1初次来压力学模型下载原阁图1的力学模型中，假设煤层的载荷均匀分布，那么由材料力学的理论可知:两端部是固支梁发生最大弯矩的位置，其端面的弯矩可以表示为：。式中，M表示端面的实际弯矩，表示坚硬顶板所受到的实际载荷，N/m;L表示岩梁最大的跨距，m。当坚硬顶板受到初次来压时，其煤壁的端部很可能会发生破断，当时，岩梁就会受到拉裂，其最大的跨距可以

7、用LIT表示：。式屮，h表示陈旧坚硬顶板的厚度，m;RT表示岩梁抗拉的实际强度，Pa。结合组合梁的受力原理，可以得出坚硬顶板所承受的实际载荷：，其中h表示梁岩初次垮落的厚度，m;Y表示岩层的实际容重，N/mjE^E^Es……En顶板上覆各个岩层的具体弹性模量，Pa;h,.h2,h3……11„则表示顶板上覆各个岩层的具体厚度，m。2.2工作面周期来压跨距计算当矿井中工作面的老顶发生初次断裂以后，但由于回采工作面不会间断而是继续推进，使得老顶的岩梁后端会发生悬露，前段则会受到煤壁的支撑，进而形成悬臂梁的机构。如果悬臂梁发生弯曲并I