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第33卷第31期山西建筑V0l_33NO.31
2007年11月SHANXIARCHI兀瓜ENov.2007·103·
文章编号:1009.6825(2007}31.0103.02
综放面端面顶煤稳定性分析及控制研究
李哲何富连张守宝
摘要:采用现场观测及计算机数值模拟计算方法,研究综放面端面顶煤冒漏机理,得出端面顶煤冒漏的主要影响因素
是端面距大小、片帮范围和支架的初撑力,控制端面煤壁片帮是控制顶煤冒漏的有效措施,具有显著的经济技术效益。
关键词:综放,顶煤稳定性,数值模拟,端面距
中图分类号:TU441文献标识码:A
目前综放顶煤开采技术是我国厚煤层开采经济有效的方法2)液压支架液压管路系统泄漏严重,导致支架的初撑力和工
之一。然而,综放技术作为厚煤层长壁开采的一种新方法,给生作阻力达不到正常水平;
产系统、岩层控制以及安全技术等各个方面提出了大量迫切需要3)支架的抬头致使支架对顶板的水平支护力降低严重,支架
研究的问题。由于相对于一般的顶板岩层来说,综放面的端面煤的水平支护力不能充分发挥。
体强度低、稳定性差、承载能力弱,因此易出现严重的端面冒漏和2端面顶煤稳定性数值计算分析
煤壁片帮问题。通过现场观测,结合数值模拟技术,对综放工作
2.1数值模拟计算
面的支架一围岩系统进行了模拟分析,并在五阳煤矿进行了研究
数值模拟软件采用UDEC3.0,计算模型选取工作面的推进
试验,取得了理论和实践上的成功。
方向(垂直煤壁方向)为轴,沿煤壁竖直向上方向为Y轴方向。
1综放面端面冒顶观测统计及原因分析老顶上覆岩层只考虑10m,老顶厚度为5m,直接顶厚度为6m,
五阳煤矿7506综放工作面开采6.5m厚的3号煤层,煤层不考虑伪顶,煤层厚度为6.5m,割煤高度2.5m,放煤高度
倾角平均为10。。伪顶为泥岩,直接顶为砂质泥岩,老顶为中粒砂4.0m,底板岩层厚度取7.5m,直接底厚度1.0m。因此形成了
岩,直接底为砂质泥岩,老底为细砂岩。支护方式为采用128架如图1所示的计算模型。围岩本构关系采用摩尔一库仑模型。
PY-400型普通支架改造的放顶煤支架支护顶板。工作面最大控其中,煤的内聚力C=2.52MPa,内摩擦角=30。。
顶距为4587mm,最小控顶距为4257mm。根据现场实测,五阳
煤矿7506综放面事故主要是顶板事故与支架事故,其中顶板事
故主要是端面顶煤冒漏与煤壁片帮,支架事故主要包括支架抬头
低头等。现场数据统计结果表明工作面平均冒高为2.04m,最大
冒高为6m,工作面平均片深为0.58m,最大片深为3.5m,端面
顶煤冒漏与煤体片帮皆十分严重,冒落洞穴采用大量方木进行充
填,并采用单体液压支柱进行临时支护,在工作面部分区域,端面
冒落的大量煤岩体涌人刮板运输机和支架,导致严重的顶板事故图1模拟计算模型
和支架事故。模拟计算主要模拟了不同的端面距、不同工作阻力的条件下
通过对现场情况的初步综合分析,得出本工作面顶煤冒漏片端面煤岩体冒落的情况,其中还模拟了端面距相同情况下,打木
帮事故的主要原因如下:锚杆加固煤壁的情况。
1)端面煤体相对于顶板岩体强度
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