利用矿压参数推 算 综采工作 面覆岩破 坏高度邢台谋矿 生产科霍振奇执笔众所 周知,在采用全部 垮落法管理顶板的回采工作面,采空区上覆岩层最终要形成冒落带、裂隙带和弯 曲下沉带与采场顶板管理有关的是冒落带和 裂隙带前者岩块呈杂乱无章的堆 积相互之间水平力 极小,甚至为零,后者岩层 虽已破断,但岩块仍 然整 齐排列,且每块岩块的运动都会受到相邻岩块的制约从导水性能的角度看,冒落带 最强,裂隙带次之,弯曲下 沉带几乎不导水因此,冒落带和 裂隙带几乎不导 水因 而,冒落带和 裂隙带的?两者合称冒落裂隙带,简称两带?高度是合理确定水体?含水冲 积层?下采煤要素一防水煤柱尺寸的重要依据地下煤层采 过后,其上覆岩层破 坏的“两带”高度是采场地质条件和生产 技术条件的综合反映一般来说,采高 越大顶板越稳定,“两带”高度就越大反之 就越小但是,由于 矿 山自然地质条件和生产技术条件的复杂性和多样性及其影响因素 的随机性,两带高度的确定还很难从理 论上得到解决,所以,此值一般都采用 现场 实 测法?如 钻孔冲洗液 法、钻孔 电视法,钻孔深部基点法等?来获得实践证明,随着巨厚含水冲积层下煤层的开采,应用此 法不仅愈来愈困难,而且也极不 经济。
近年来的研究结果表明利用矿 压参数推算采场覆岩破 坏的“两带”高度是完全可行的因为,采场矿压显现规律及其特 征参数与覆岩的破 坏密切相关,现以邢台煤矿!∀#∃? %(级?临界支护阻 力由于回归 计算得 知,实测支架初撑力? #,最大 阻力?∗和循环平均阻力?之 间的关系可用如下数学方 程 表示7的相互作用关系为基础,按照力的 平衡原理,对两带高度进行求解∃(冒落带高度的推算大家知道,随着采场向前推进和放顶工序的进行,采空区上方的岩层就会逐渐变形、移动和垮落,形成冒落带由于岩层具有破碎膨胀作用,故冒落带高度是有限 的,且其又可分 为上部的规则 冒落带和下部的不规则冒 落带据分析,冒落带高度可用下式近似表示7≅∗Α∃Β一∃?∃?ΧΔ∗Ε一∃ 0 #(−Φ0,(2Β为 0 !(右界平均阻力?,Β为1−+(,:3架三、覆 岩破 坏高度 的推算利 用矿压参数推算覆岩高度的实质就是根据采场矿压显现规律及特征参数,以岩层的变形、移动、破坏特点及“支架与围岩”式中≅∗—冒落高度?包括规则 冒落 带和不规则 冒落带?,∗Β一一冒落带岩层 的碎胀系数∗—煤 层厚度或采高某些研究者认为,在老顶周 期来压之前直接顶处在老 顶“悬臂梁”的保 护之下,支架载荷等于控 顶区上方的厚度,相 当于 冒落带高度直接顶岩层 的自重。
即?7Ε Ε≅∗∋Υ观测结果表 明,裂隙带自下 而上可大致分为严重断裂,一般开裂和微小裂 缝 三 部分据分析可知,一般开裂和微小裂缝两部分的岩层虽 属破坏范畴,但其形成的砌体梁能够自身平衡而不导致支架受载,故上 述裂隙带下位岩层 即为裂隙带的严重断裂部分根据邢台煤矿在其它工作面的观测成 果,严重断裂部分的厚度占裂隙带总厚度 的+!()=由此可知,!∀# ∃?%;Β Γ3Σ∗, 压模直径可选配< ;∗ ∗、∀#∗∗、<;∗∗或∃ ∃;∗∗压模最大压入量 0 #∗ ∗,重量− ∀Β Γ测试 方法沿工作面长度方向选择有 代表性 的三个测区,每区测三个点清除测 点处的浮煤?研?,找出末破坏的完 整岩 层面根据顶底板间距调节好接长柱高度并予固定,视底板之软、硬,选配适当规格的压模 和压力表,将仪器 垂直顶底板 安设并 撑紧记下压 力表初读数和缸柱伸长量 初值,然后用 手把逐渐加载,相应连续记录 两者对应数据变化一般可分级 加 载+ #一− #次,或压模压入量达0 #∗ ∗时为止计算公式为7一于兀功’?1任∃,?∃? 兀∋誉∀ ,?1,Ε一,苏花厂一‘Γ3⎯∗]5少⊥一、测试仪器、方 法及条件∃(使用的测试仪器和数据处理方法?∃ ?4?α型底板比压仪。
它是根 据液压原理研制的 内注 式组合型单体柱,由顶盖、接长柱、缸柱、压力表、手把和压模等组成通过人 工加载测 量底板比压与压入量其技术参数为7最大高 度+ ,! )∗∗,?二式中?一由压力表读数?,换算的压模比压,Β Γ3Σ∗Η 价—一比压仪活塞直径,叻二< Ο∗,?1—压力表读数,ΒΓ3Σ∗Η∋1—压模直径,Ο∗冲击式比压仪根据碰撞原理,比压仪的重锤 自由下落产生冲击功,将冲头?利 用矿压参数推算综采工作面覆 岩破坏高度是一种 简便可行的方法推算结 果基本可靠,其精度一般可以满足 工程设 计的需要实际上,采场“支架与围岩”的相互作用关系是非常复杂的,地质条件也是千变万化的,上述推算方法只是针对邢台煤矿Β Χ 0 #工作面 的具体条件而建立 起 来的,并做了许多假设和简化,其可靠程度和使用价值 有待进 一步分析研究本期文章简介%∋) +−(∃老顶的初次断裂步距—钱鸣高7《矿山压力》,∃ 80 !,恤/,/.∀本文将老顶岩层视为“板’的结构模型,在实脸“板(的三种破坏型式的基础上,考虑‘板‘在四种不同的边界条件下,工作面长度Ν与其推进度Μ对“板(结构内产生的弯矩的影响,建立了在不同条件下工作面长度与老顶初次断裂步 距之间的关系式,为探索工作面端头事故成因、预 报老砚初次来压提供理论依据(祥科《 矿山压力》,∃ #0 !,地∃,) ).)8根据南桐煤矿倾角) 0。
的回采工作面实测结果,提出进行来压预测预报及巷道合理布置的依据(介绍 了控制顶板挠曲、离层的措施,分析了支柱平均阻力过低的后果及其采取的防 范措施∋)+ )采场直接顶的初 次垮落规律及其计算方法—王庆康,霍振奇7《矿山压力》,∃8 0!,地∃,!.∃ +本文针对 中等稳定以上的直接顶,引用‘梁’和“拱’的理论,在对直接顶岩梁及断裂后形成的三铰拱进行力学分析,并考虑直接顶岩层力学性质的复杂性,提出三点假设 的基础上,导出了计算直接顶初次垮瘩步距的经验公 式(%∋)+ )7%∋<− −回采工作面破碎 带的矿压特点与支护—彭傅业7《矿山压力》,∃8 0!,恤∃,, #.,+根据对断层带破碎顶板和完整顶板的矿压观测,分析了两种顶板条件下,顶板压力、支柱载荷、顶板下 沉最等不同的矿压显现特 征(本文还介绍了在不同情况的破碎顶 板下,采取的局部充填、挑落破碎层,打木楔等相应的支护措施,较好地控制了破 碎顶板的实践经验(% ∋) − −(,利用矿压参数推 算综采工作面班岩破坏高度—霍振奇《矿山压力》(/;Μ!,施/,∃).∃!根据非周期来压期间工作面支架受力与冒落带高 度有关和周期来压时刻与裂隙带的平衡状态有关,以及“支 架与围岩”相互作用的原理,推算出适合于邢台煤矿! ∀# ∃综 采工作面的冒落带高度和裂隙带高度的经验公式(并在该工作面设计合理的防水煤柱高度中得 到验证(%∋) − )(+伏牛山煤矿地压及 支 护的研究—李成栋《矿山 压力》,∃#0 !,地/,, )., 8根据伏牛山煤矿∃ ∃条巷道和0 ∃个破坏点的矿压观测资料,分析得出该矿地压大的主要原因是构造 应力的影响(并总结了针对松软岩层中的巷道采取 砌碳加木砖,对 地质构造复杂处的巷道采用“β”型钢可缩性支架支护的成功 经验。
∋)+ !()阜新矿区底板比压及其分级—邵国柱《矿山压力》,∃8 0 !,地∃,∃0.+ ∀根据阜新矿区八个煤层底板比压的测试资料,从底板 岩层的临界比压出发,对各煤层底板比压与压入量的关系曲线对照岩层力学性质进行分析,提出了底板分类的具体数盘指标(文章还介绍 了以允许比压为依据,选择支护允许承载力、支护密度及穿鞋面 积的经验(%∋)+,水对煤的冲击倾向特性影响的研究—王椒坤等心矿山压力》,∃8− !,取/,−#.−∀本文讨论了水对煤岩强度特性及变形 特性的影响介绍了实验室内煤岩试件在不同时间浸水状态下,冲击倾向特性的变化规律及试验方法同时阐述了煤层注水可减缓或消除冲击地压危险的机理(% ∋)+!,+大倾角煤层回采工 作面的矿压显现及控制的初探—孙以该,程乃保,《矿1 / 5压力》,Θ Γ