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《俯伪斜采煤法防治急斜煤层煤与瓦斯突出的研究_余海龙.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1999年5月重庆大学学报(自然科学版)Vol.22第22卷第3期JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)May.1999文章编号:1000-582x(1999)03-0107-05俯伪斜采煤法防治急斜煤层煤与瓦斯突出的研究余海龙,尹光志,鲜学福(重庆大学建筑工程学院,重庆400044)摘要:对急倾斜煤层俯伪斜分段密集支柱采煤法和直线长壁采煤法的采场矿压显现规律和煤与瓦斯突出预测指标进行了现场观测和模拟实验研究,其研究结果
2、表明:俯伪斜采煤工作面的周期来压步距为18.5m,约为直线长壁工作面周期来压步距10m的两倍,周期来压时采面上部的最大能量动载系数为2.03,比直线长壁工作面小0.53.煤壁前方支承压力集中系数为1.67,比直线长壁工作面大0.2~0.25,而支承压力峰值距煤壁距离为6~10m,较直线长壁工作面大0.5~1m.即俯伪斜分段密集支柱采煤法通过降低回采工作面前方煤体支承压力系数和增大回采工作面前方煤体的安全煤柱宽度,来提高采场煤与瓦斯突出防治能力。关键词:矿山压力;煤与瓦斯突出俯伪斜采煤法中图分类
3、号:TD713.1文献标识码:A随着矿井开采不断向深部延伸,矿井煤与瓦斯突出发生频度和强度也越来越大,严重制约着我国煤矿安全生产。而急倾斜煤层回采工作面的局部防突措施仍是急倾斜煤层防突研究的重要内容之一。现有大量生产实践表明:急倾斜俯伪斜采煤法对减小回采工作面煤与瓦斯突出有一定作用,但对此类采煤法的防突机理尚未明了。为此南桐矿务局与重庆大学合作,选择砚石台煤矿急倾斜煤层中地质条件基本相同的采用俯伪斜走向长壁分段密集支柱采煤法的3604S4工作面和直线长壁采煤法的4603S1工作面为研究对象
4、,采用矿压观测、相似模拟试验和采面突出预测指标考察相结合的方法来探讨俯伪斜采煤法防治煤与瓦斯突出的机理,从而达到合理实施采面防突措施的目的。1矿压观测研究[1~3]已有研究表明,采场支承压力在煤与瓦斯突出准备阶段起主导作用,而顶板来压则可诱导煤与瓦斯突出。因此,认识和掌握回采工作面的采场支承压力规律和顶板周期来压特征,是弄清回采工作面煤与瓦斯突出机理的关键。为此,对砚石台矿3604S4和4603S1工收稿日期:1998-07-02作者简介:余海龙(1967-),男,湖南益阳人,重庆大学副教授,博士,
5、主要从事岩石力学和采矿工程研究。108重庆大学学报(自然科学版)1999年I表示上测区;II表示中测区;III表示下测区;L工作面推进距离(以下图例标号意义相同)图13604S4工作面第三排支柱工作阻力P1图23604S4工作面顶底板移近总量S图34603S1工作面第三排支柱阻力P1图44603S1工作面顶底板移近总量S作面进行了矿山压力实测研究,研究结果如图1、图2、图3和图4所示表明:1)俯伪斜分段密
6、集支柱采煤法工作面和直壁工作面的支柱初撑力和工作阻力均不高。前者上、中、下测区的平均初撑力分别为:72.3kN、67.6kN和65.8kN,支柱到第三控顶排时上、中、下测区的平均工作阻力分别为99.7kN、79.8kN和80.5kN,支柱载荷增量分别为27.4kN、12.2kN和14.7kN;后者上、中、下测区的平均初撑力分别为:57.6kN、78.3kN和71.2kN,支柱到第三控顶排时上、中、下测区的平均工作阻力分别为83.1kN、100.7kN和97.5kN,支柱载荷增量分别为27.5kN、22.
7、4kN和26.3kN,较俯伪斜分段密集支柱工作面的工作阻力增量分别大0.1kN、10.2kN和11.5kN。这表明直壁工作面在同等控顶区范围下需要增加更大的支柱载荷增量来控制顶板的下沉,即直壁工作面顶板释放的能量较俯伪斜工作面大。况且直壁工作面上部的顶底板移近量较俯伪斜工作面大,其中直壁工作面上测区的最大顶底板移近量达113mm,较俯伪斜工作面大36mm,表明直壁工作面上测区矿压显现较俯伪斜工作面强烈,造成其上测区顶板较破碎,支柱工作阻力上升慢,不能有效地控制上测区的顶板下沉。2)俯伪斜工作面的老顶周期
8、来压步距为18.5m,其中老顶显著运动步距为2m,相对稳定运动步距为16.5m左右;而直壁工作面老顶周期来压步距为10m,其中老顶显著运动步距为1.6m,相对稳定运动步距为8.4m.表明俯伪斜工作面的顶板周期来压步距为直壁工作面周[4]期来压步距的两倍;由于采场煤与瓦斯突出与其周期来压直接相关,这表明俯伪斜工作面发生煤与瓦斯突出的可能性比直壁工作面小一半。俯伪斜工作面上测区的周期来压最大能第22卷第3期余海龙等:俯伪斜采煤法防治
