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深部开采矿山压力显现原因及其控制

2020-07-16 15:10230[db:作者]

  媒矿规代化兖矿集团北宿煤矿张守山原因,找出控制矿山压力方法,保证安全生产。

  北宿煤矿是一座年产75万t的现代化中型矿井,现生产水平为-290m水平,在进行七采区回采时,采区下山矿山压力显现较为明显,影响到矿井正常安全生产。七采区于1999年6月份投产,采用集中下山联合准备方式,有轨道下山和皮带下山两条下山,为回采16上层煤和17层煤两层煤时共用。在中部车场以上,两条下山布置在距17层煤下方15m的岩石中;在中部车场以下,两条下I丨I布置在17层煤中。

  1深部开采矿山压力显现原因造成深部开采矿MI压力显现的主要因素,经过长期观察和分析,认为有如下两方面:1.1自然因素(1)巷道围岩性质及其构造特征:七采区下山自中部车场以下布置在17层煤层中,卧底方式施工。巷道顶板为灰岩或粉砂岩,局部为石灰岩,巷道底板为铝质泥岩,巷道两帮为煤层和铝质泥岩,围岩强度较低,属于软弱岩石或膨胀性岩石;特别是巷道顶板的层理比较发育,在受压情况下。顶板薄岩层之间易发生离层现象,对顶板冒落产生严重影响。)巷道埋藏深度:七采区下山所在范围内无较大的地质构造,构造应力较小,但由于巷道所处位置较低,根据自重应力公式其中6―位于地表深度为H米处单元体所受的垂直应力,kN/m3;H―花道所在位S离地表的深度,m.可得,卷道的自重应力大小与恭道的埋藏深度成正比,深度越大,找道所产生的自重应力也越大。巷道最深部已达- 420m,地面标高为+47m,所以单位而积上巷道所承受的最大(3)水的影响,由于采区顶板淋水及其它矿井水全部经两条下山流至采区水食。在此过程中,由干沿途水沟受矿压18*影响较大,破损处较多,巷道顶底板吸水率较篼,顶底板岩石的吸水率0)(%)分别为:石灰岩0.10~4.45,砂岩0.20~12.19,页岩1.8~3.0,板岩0.10-0.95,浸水较为严重。而岩石浸水后,其抗压强度明显降低,顶底板岩石的软化系数t!C为:石0.08~0.87.并且底板岩石膨胀率较高,浸水后,体积膨胀较大。

  所以,在水的间接作用下,使沿途巷道底板遇水出现泥化、膨胀、碎裂等现象。造成围岩产生较大的塑性变形,出现底鼓。

  1.2开采技术因素)工作面布置方式:该采区为双翼布置,采用后退式全部垮落法;巷道同一地点必须承受四次动压影响。从而产生叠合支撑压力。该压力可比该巷道的原岩应力增高4~6倍。由于下山所在位置地质构造简单,构造应力很小,可将原岩应力与自重应力看作近似相等。从而叠合支撑压力可认为自ffi应力的5-7倍,该应力对巷道顶板破坏较大,现场实际观测到由于顶板压力较大,部分顶板向下弯曲下沉,岩梁下部受拉而出现裂缝或断裂,甚至在页岩断裂处,出现了较大范围的冒顶。)巷道断面形状:在中部车场以下,巷道的断面为矩形。矩形花道在早期,便于施工和验收,但该种断面巷道一旦受压出现冒落以后,而且两帮不坚固又出现片帮时,支座便会移至深部,如处理不及时,便会在巷道上方形成又篼宽的冒落空间,严重威胁巷道安全。)采时间和空间:由于矿井组织集中生产,该采区为矿井主要生产采区,连续3年产量占全矿的85%以上自1999年以来,先后在7602面、7601面、7702面、7604面和7603面进行回采,目前有7606面和7701面在生产,在时间和空间上回采强度较大,对巷道的支护和管理带来了较大的困难。

  2矿山压力的控制深部开采矿山压力显现原因及其控制2.1控制原理忍让矿压法(让压法),即采取适当的支护措施和保持支架本身不遭受严重损坏的前提下,容忍围岩产生一定变形,以释放掉一些能量。

  2.2具体控制方法)根据该采区当前的实际回采情况,采场中的各工作面布局再做较大调整已无可能。根据现场的观测和记录,回采工作面的超前支撑压力的峰值可达工作面前方的30 40m,并且移动支撑压力的峰值为原岩应力7H的1~3倍,即11675~35025kN/m2,所以,将下山保护煤柱的宽度由原来的40m加大到70m或80m,避开压力峰值,减少移动支撑压力对下山造成的破坏。

  (2)下山流水问题的控制,由于巷道围岩吸水性、软化性、膨胀性和崩解性都较篼。所以,对下山水流的流经路线要严格控制,将破损水沟及时整修,防止底板吸水软化、膨胀而造成底鼓。)顶板冒落处的巷道支护,根据有关资料对松木支撑坑木直径立柱支撑力(kN)不同长度顶梁或棚腿的横向抗弯力(kN)由于松木重量轻、加工容易,对巷道的适应性较大,每m安设两架梯形木棚时,支撑的能力能达到1520t/m2,满足支架强度必须大于自重应力和叠合支撑压力二者合力要求,合力大小为生产建设*其中单位岩体所承受由自重和回采产生的叠合支撑压力之和,t/m2;6―距地表深度为H的单位岩体所受到的垂直应力,t/m2;P,―回采时叠合支撑压力的峰值,为原岩应力的57倍,此处取7,t/m2.现场支护时,采用直径不小于22cm的优质原木和木板,木棚结构的主要形式为梯形棚子,棚子间距为0.7l.m;对于压力较大处或顺槽开门处棚间距可加密到0.5m,必要时采用“对棚”、“密集棚子”等布置方式;对于存在冒顶的巷道,在顶梁上平行巷道中线铺设原木或木板至开始冒落处;当巷道跨度超过3.5m时,顶梁下加偏柱。)支棚后再出现的小规模底鼓时,错过高压作用的时间,等压力充分稳定后,再进行起底处理。

  3结论(1)经过以上技术处理以后,巷道断面规格顶部达到2000mm,下部达到2200mm,高达到2000mm,完全满足正常运输、通风和行人要求,保证了该采区的正常安全生产。)此种支护方式的不足,由于木材本身的一些技术性能不理想,如易腐烂,使用期短,维护费用高,所以,在今后的巷道支护材料中应尝试使用其它材料代替。

  (上接第20i页)煤矿安全培训带来很大困难。煤矿劳动人事部门及培训机构应建立相应的控制制度,严格把关,做到“培训、考核、使用”

  三结合,并确保持证上岗,做好职工岗前培训的入口关。)注重职工文化水平的提篼,跟上科学技术日新月异的发展,安全技术培训内容要不断更新,增加高新技术方面的培训内容,同时注意教学手段的改进,利用远程教学,多媒体教学等方法,增加培训工作的科技含量,并构建多元化培训,实现各种教育、培训之间的有机衔接,使职工教育、培训之间建立互通、互认、互补的关系,从而提高职工的整体素质。)要把职工安全培训工作纳人领导干部的任期目标,一些企业领导只顾当前利益,不重视职工培训教育,往往是说起来重要,干起来次要,忙起来不要,使安全工作漏洞百出,因此必须把培训工作纳人领导任期目标和承包责任制,定期考核,使各级领导都把职工安全培训和提高职工素质当一件大事来抓。)注重职工整体素质的提高,煤矿职工培训也应搞素质教育安全培训,要使安全岗位技能、安全操作相结合,安全意识要与篼新技术、分析处理问题的能力、安全心理素质等内容相结合,从而建一支高素质的职工队伍。

  (6)建立篼水平的师资队伍不断补充新知识,以确保使培训后人员的安全意识,水平有明显提高。

  总之,做好职工的全员岗位安全教育培训是煤矿安全生产的前提,加强岗位安全技术培训是煤矿安全生产的基础,深化安全教育体制改革是煤矿安全生产的保障,只有高标准、严要求地抓好职工安全培训工作,才能为煤矿的安全生产夯实基础,确保煤矿安全生产的长治久安。

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