09级大倾角煤层采煤法讲稿.ppt

欢 迎 采矿09级同学学习 “大倾角”煤层 综采（放）采煤法 图2-1 王家山煤矿综放支架实验模型（1:20） “大倾角”煤层矿压 显现基本特征 图8-1 大倾角煤层长壁采空区冒落特征 图8-2 大倾角煤层长壁综采面 图8-3 大倾角煤层长壁综采面上端头 图8-4 大倾角煤层长壁综采面下端头 大倾角特厚易燃煤层综采放顶煤开采中存在很多进一步解决的重要技术问题，要解决一系列的重要技术问题，必须首先对工作面采场矿压分布规律进行必要的研究与分析。大倾角特厚易燃煤层综采放顶煤开采的采场矿压分布规律与一般的长壁综放开采有很大的不同，深入研究大倾角特厚易燃煤层综采放顶煤开采的采场矿压分布规律对于优化巷道布置系统，采取科学合理的支护技术是大倾角特厚易燃煤层高效综放开采的关键技术之一，是工作面取得高产高效的重要基础。 大倾角综采放顶煤开采工艺的应用使采场上覆岩层活动规律及结构特点发生了较大的变化，并由此带来矿压显现的一些新特点。因此进一步深入观测研究大倾角特厚易燃煤层综采放顶煤开采的采场矿压分布规律就显得非常必要，其研究成果对指导大倾角特厚煤层综放技术，提高王家山煤矿生产技术经济效益和大倾角特厚煤层综放开采技术具有重要意义。 从大量的现场观测资料来看,大倾角煤层走向工作面开采具有以下基本特征:(1)工作面开采过程中,顶板的破断岩石(冒落矸石)不能在原地停留,而是沿工作面向下滚(滑),使工作面沿倾斜方向形成不均匀充填带(工作面下部填实,中部填满,上部悬空),影响沿工作面倾斜方向的矿山压力分布和顶板及上覆岩层的移动；(2)工作面底板向已成空间的移动加剧,变形和破坏的可能性增大。一旦底板出现破坏,就会产生(向下)滑移,而且破坏滑移区还会向上蔓延,造成底板的大范围失稳；(3)由于重力分量的作用,工作面支架和设备下滑、倾倒的可能性急剧增加,支护系统极易失稳；(4)构成工作面“顶板—支架和设备(—底板”的三个因素均具有远大于缓倾斜煤层开采时的失稳可能性,导致这类煤层开采时灾害性事故大量发生,产量和效益低下。 数值模拟的主要结论： （1）急-倾斜综放顶板中的最大主应力分布具有明显的局部区域化特征，沿煤层倾向的最大主应力的两个峰值分别位于采空区的右上方和左下方，与近水平煤层位于综采面两端头顶板内且最大主应力峰值呈对称分布的双驼峰状明显不同。 （2）急-倾斜综放沿煤层倾向位于综采面两端头顶板内剪应力分布也具有明显的局部区域化特征，最大剪应力的峰值分别位于综采面两端头顶板内、下端头底板内与工作面拐点附近的底板内。 （3）急-倾斜综放工作面沿煤层倾向采场顶板岩层的沉陷呈不对称的漏斗型；沿煤层走向采场的顶板岩梁呈现悬臂梁弯曲下沉的特征。急-倾斜综放沿煤层倾向的上端头围岩与倾斜岩层的底板都出现了较大的偏向左侧的水平位移，说明在综放过程中上端头的围岩片帮控制是重点加强的关键部位，沿倾斜布置的支架应提前采取防滑与防倾倒的措施。此外，急-倾斜综放沿煤层倾向的上端头围岩比下端头围岩有更大的垂直沉降，说明在综放过程中上端头的顶板围岩控制是重点加强的关键部位。 （4）急-倾斜综放采场的顶板岩梁与顶煤都表现为张拉与压剪的破坏机制。在沿煤层倾斜方向，顶板和顶煤的破坏区呈“马鞍型”分布，其中工作面上端的顶煤和顶板破坏区高度和范围都大于下部。 在煤层走向上，支架上方靠近采空区侧的顶煤首先发生张拉性破坏。随着顶板的不断下沉，压剪破坏区不断向煤体内部扩展。在煤壁前方与支架上方煤体内可以见到有明显的压剪楔形滑移带的分布。煤壁前方支撑压力峰值点至煤壁范围内的顶煤已进入塑性状态。煤壁前方与支架上方煤体的主要破坏形式为压剪破坏，煤壁表层与采面支架后部位置附近的煤体呈现出张拉破坏现象。 （5）在工作面走向上，工作面煤壁前方及后方采空区顶板触矸处，直接顶板内垂直应力形成明显的两个（一大一小）随工作面不断前移的动态的应力峰值，即双峰应力。控顶区顶煤的主应力随其接近采空区而不断降低。沿煤层倾斜方向，急-倾斜综采面的两端头形成明显的两个双峰应力。 （6）综放过程中，支架上方的顶煤产生了垂直位移与水平位移的复合运动，且整个采场覆岩的运移具有明显的悬臂量弯曲下沉特征。急-倾斜综放面沿煤层倾向采场覆岩的沉降凹陷具有明显的不对称特征。受采动及顶板弯曲下沉的影响，顶煤及围岩位移起始于煤壁前方较远的位置。 综采过程中，在煤壁前方，顶煤及顶板以水平位移为主，垂直位移较小。在支架上方，顶煤的水平位移一直居于主导地位，直到采面支架后部位置附近，顶煤的水平位移与垂直位移都剧增至最大值，直至最终顶煤散体跨落。在支架上方，顶煤的水平位移较大，直到采面支架