国内大倾角煤层开采支护技术研究讲解.doc

5 国内大倾角煤层开采支护技术研究 观音山煤矿C5煤层开采地质技术条件特点为：煤倾角大，顶、底板较软。针对以上特点，徐州、淮南、双鸭山、贵州、河南、新疆、山东等地，垞城、新庄孜、东保卫、新集一矿、火铺矿、新庄煤矿、平煤十二、十三矿、三汇一矿、陈四楼矿、屯留矿艾维尔沟煤矿等矿井调研，对国内大倾角及软顶底板煤层开采液压支架支护技术进行了分析研究。 自20世纪80年代开始，我国就一直致力于大倾角煤层的机械化开采的研究，煤炭科学研究院北京开采所、唐山分院、成都煤干院、西安矿业学院、中国矿业大学、中国矿业大学（北京）以及东北大学等科研院所从急倾斜煤层入手开始这方面的研究，同时引进国外技术与装备，在辽宁沈阳矿务局、北京矿务局、安徽淮南矿务局等矿区进行了试验与生产，取得了可喜的成果和经验。 1 徐州矿务集团垞城煤矿垞城煤矿隶属于徐州矿务集团，1970年5月开始建矿，1976年底投产，1982年达到设计生产能力，年产45万t/，以后逐年提高。 2006年核定能力105万t/。自建矿以来，没发生过瓦斯涌出、突出等现象，瓦斯相对涌出量小于10m3/t·d，属低瓦斯矿井。 矿井可采及局部可采煤层1煤、2煤、7煤、9煤、20煤、21煤，主采煤层1、2煤。2006年10月份以后开采9煤，调研截止时垞城煤矿正在回采的综采工作面有2个，分别是22109工作面和92101工作面，两个工作面所使用的综采支架架型不同，下面具体介绍。 22109工作面 地质说明见表1。 表1 22109综采工作面地质说明书 概况 煤层名称 2煤 水平名称 -750 采区名称 南翼采区 工作面 22109 地面标高(m) ＋35 工作面标高(m) -650～-720 走向长(m) 630 倾向长(m) 140 面积（m2） 88200 煤 层 煤层总厚(m) 0.6～2.2 1.6 煤层结构 复杂 煤层倾角 （°） 25～31 28 根据该面两道的掘进情况以及工作面内Ⅷ-18孔及周边Ⅷ-17、Ⅶ-15孔及22017工作面对煤层的控制情况分析、煤层结构比较复杂，夹矸厚度0～2.2米、煤层厚度0.6～2.2米，平均1.6米。22109工作面的实测倾角在30° 以上。 煤 层 顶 底 板 类 别 岩石名称 厚度（m） 岩 性 特 征 顶 板 伪顶 直接顶 泥岩 0.5～2.0 深灰色至灰色，局部含植物化石碎片 老顶 砂岩 2.0～4.1 灰色细砂岩、矿物质以石英为主，含泥质条纹。平均抗压强度为83～146Mpa,为中等～不易冒落岩石。 底 板 直接底 砂质泥岩 1.32 灰色、含砂质不均，局部为细粒砂岩 老底 地 质 构 造 该工作面为一向东倾斜的单斜构造，走向方位角15°，呈缓波状弯曲；从勘探资料及目前的采掘情况看，该区域没见大的断裂构造。 矿压观测情况如表2。 表5-2 22105工作面实测矿压观测资料 直接顶类别 老顶级别 来压类别 来压步距(m) 支护强度(MPa) 支护方式 2 Ⅱ 初次来压 25 0.48 综采液压支架 2 Ⅱ 第一次周期压 16 0.35 2 Ⅱ 第二次周期压 15 0.32 顶板 下沉 平 均 60 mm 立 柱 载 荷 平均 25 MPa 活柱 缩量 平 均 mm 2 岩 石 硬 度 顶 8 最 大 120 mm 最大 37 MPa 最 大 mm 8 底 10 注：该工作面直接顶初次垮落步距为7米 工作面液压支架： 工作面安装ZF3200/16/24B型液压支架100架，上下端头各安装ZFG3500/17/25型支架2架，共104架。表表表 ZF3200/16/24B支架主要技术特征支架高度 1600～2400mm 支护宽度 1430～1600mm 中 心 距 1500mm 支护强度 0.54～0.58MPa 初 撑 力 2524kN 顶底板比压 0.1～0.4MPa 工作阻力 3200 kN 操作方式 本架 泵 压 31.4MPa 重 量 9800kg 推 溜 力 306kN 拉 架 力 485kN 表 ZFG3500/17/25B 支架主要技术特征支架高度 1700～2500mm 支架宽度 1430(1600mm 中 心 距 1500mm 支护强度 0.56(0.57MPa 初 撑 力 2524kN 顶底板比压 0.27～0.6MPa 工作阻力 3500kN 操作方式 本架 泵 压 31.4MPa 重 量 10280kg 这种类型的支架属于轻型放顶煤支架，支撑掩护式结构，它的特点在于不仅有前探梁，还有护帮板。最初矿上想上综放工作面，但由于地质条件所限两个月后拆除后部溜子，综放改为综采。在22107和22109