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《區(qū)段煤柱防隔區(qū)段老空水的使用探討-論文.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、科學(xué)論壇ChinascienceandTechnologyReview●l區(qū)段煤柱防隔區(qū)段老空水的使用探討張廣義(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司安全技術(shù)培訓(xùn)中心)[摘要]本文論述的是不同區(qū)段安全煤柱寬度尺寸與區(qū)段安全煤柱傾向尺寸按上區(qū)段平巷下幫支承壓力的分布、區(qū)段老空水水頭和上、下兩個區(qū)段采煤工作面開采后其導(dǎo)水裂隙帶不溝通的關(guān)系。本論述可為區(qū)段防隔水煤柱寬度的設(shè)計和區(qū)段老空水水頭的控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。[關(guān)鍵詞]區(qū)段安全煤柱區(qū)段老空水沿空送巷中圖分類號：P618．11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—914X(2
2、014)30～0163—02為了保證采煤工作面正常、安全地進(jìn)行生產(chǎn)，采煤工作面區(qū)段間通常要留K．煤的抗拉強(qiáng)度(MPa)設(shè)安全煤柱，即區(qū)段安全煤柱。它具有以下作用：根據(jù)本采面煤層物理性質(zhì)、煤層厚度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和安全性等因素，計算參1．維護(hù)了機(jī)、風(fēng)兩巷，以滿足采煤工作面回采期限的需要；數(shù)選定如下：2．形成采煤工作面通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，以滿足采煤工作面回采期間風(fēng)量的需要·K一安全系數(shù)選取5t3．滿足了目前生產(chǎn)條件下的煤炭運(yùn)輸和運(yùn)料的需要，M_=噤層厚度及采高3mI4．滿足了隔離區(qū)段老空水的需要等。卜操柱留設(shè)的寬度5(m)，從上述區(qū)
3、段煤柱的作用可以看出，區(qū)段安全煤柱使用的合理與否，直接影K_煤的抗拉強(qiáng)度4MPa．響煤炭開采是否安全，甚至是否能夠進(jìn)行開采。為此，安全、正確、合理、經(jīng)濟(jì)地則P0．96Mpa使用區(qū)段安全煤柱對煤礦開采極為重要。本文重點(diǎn)論證的是在存在區(qū)段老空水2．依據(jù)圖可知，當(dāng)下區(qū)段上風(fēng)巷上幫距上區(qū)段平巷下幫的距離留設(shè)8m寬的情況下，區(qū)段安全煤柱的合理留設(shè)。的煤柱，則其可承受的最大水壓為：伴隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，區(qū)段間的隔離產(chǎn)生了留煤柱法、沿空留巷法、沿空P=(L／0．5kM)2Kp／3送巷法等，目前，在采礦深度較大的情況下，區(qū)段老空水
4、的范圍越來越廣，危害P一水頭壓力(MPa)，日趨嚴(yán)重，以往的留煤柱法不能滿足抵抗區(qū)段老空水水壓、水位、水量的需要，卜煤柱留設(shè)的寬度(m)，區(qū)段安全煤柱尺寸的變化需要重新考慮、分析、論證，找出其規(guī)律，下面我們從K一安全系數(shù)(2-5)#以下幾個方面來進(jìn)行分析論證。M—煤層厚度或采高(m)在通常情況下，區(qū)段安全煤柱傾向尺寸按上區(qū)段平巷下幫支承壓力的K-一煤的抗拉強(qiáng)度(MPa)分布來考慮。上區(qū)段平巷下幫支承壓力分布的峰值是在其下方分布有固定(側(cè)根據(jù)本采面煤層物理性質(zhì)、煤層厚度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和安全性等因素，計算參向)支承壓力，
5、此壓力從采空區(qū)煤體邊緣向煤體深部可分三個不同的礦壓顯現(xiàn)數(shù)選定如下：帶。如圖1所示。K—安全系數(shù)選取5}從圖1中可以看出。煤體邊緣為卸載帶，在此帶內(nèi)，煤體在不同程度上產(chǎn)生M一煤層厚度及采高3m，變形和破壞。使其承載能力降低，透水性增強(qiáng)，此帶的寬度一般小于6m。由于煤柱留設(shè)的寬度8(m)，體邊緣遭到破壞后己基本上失去承載能力。上覆巖重即向煤體深部轉(zhuǎn)移，從而K—煤的抗拉強(qiáng)度4MPa．形成支承壓力影響帶。在此帶內(nèi)，由于強(qiáng)大的支承壓力(一般比原巖應(yīng)力高1"2則P1．52Mpa倍)，導(dǎo)致煤層發(fā)生剪切破壞，從而形成預(yù)生裂隙，即此
6、帶內(nèi)原生裂隙增大，還會3．下區(qū)段上風(fēng)巷布置在距上區(qū)段平巷下幫的距離≥30m處時，其安全性出現(xiàn)新裂隙。其峰值分布在采空區(qū)下方8-20m，影響范圍距采空區(qū)邊緣往下應(yīng)考慮三個方面。約30m。依據(jù)上述分析和Ⅸ煤礦防治水規(guī)定》附錄三之五之l條件，即巷道在水淹3．1下區(qū)段上風(fēng)巷布置征距上區(qū)段平巷下幫30IT1處時，是否避開了沿傾斜區(qū)下或老窯積水區(qū)下掘進(jìn)時，巷道與水體之間的最小距離不得小于巷道高度的支承壓力峰值區(qū)，下面通過算沿傾斜支承壓力峰值離煤體邊緣的距離可以得10倍可以得出下區(qū)段上平巷的位置可有以下三種合理的選擇，即布置在距
7、上區(qū)到驗(yàn)證。沿傾斜支承壓力峰值離煤體邊緣的距離Lmax可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算段平巷下幫5～6m處；布置在距上區(qū)段平巷下幫8～lOm處(常規(guī)布置)；布置在Lmax=17．Ol5-0．475卜0．16Rc-0．199a+1．593M+1．7×1O一距上區(qū)段平巷下幫30m處。下面以平煤集團(tuán)十一礦戊9-10~810m深處指標(biāo)參3H，m數(shù)為例，就這三種尺寸的區(qū)段煤柱能夠適應(yīng)的區(qū)段老空水的水頭高度做一分式中卜煤層堅(jiān)固性系數(shù)析。Rc-頂板巖石單向抗壓強(qiáng)度，1．依據(jù)圖1可知，當(dāng)下區(qū)段上風(fēng)巷采用沿空送巷時，則區(qū)段間可留設(shè)5m寬a一煤層
8、傾角的煤柱，則其可承受的最大水壓為：M一煤層采高P：(L／0．SkM)2Kp／3H一開采深度卜水頭壓力(MPa)，根據(jù)戊9～10~810m深處測得的煤層各項(xiàng)指標(biāo)和安全性因素，計算參數(shù)選L—煤柱留設(shè)的寬度(m)，定如下：K—安全系數(shù)(2-5)l式中f=0．4～1．02，按t取0．45考慮M—煤層厚度或采高(m)·R4O．4MPaa=l5。M=3mH=8l0mL
