亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        綜放工作面漏頂、片幫機(jī)理分析及防治措施研究

        2018-12-05 11:58:26
        山東煤炭科技 2018年3期
        關(guān)鍵詞:綜放煤壁煤體

        韓 勤

        (山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司伯方煤礦分公司,山西 高平 048400)

        伯方煤礦采用綜采放頂煤全部垮落法采煤工藝,現(xiàn)采3#煤層,煤層平均厚度5.5m,割煤高度2.8m,放煤高度2.7m,采放比1:0.96,采用一面兩巷U型布置方式,支護(hù)采用錨網(wǎng)索支護(hù),煤層普氏系數(shù)1~1.5。從歷年實(shí)際生產(chǎn)情況來看,礦井煤層松軟,裂隙發(fā)育,片幫、冒頂時有發(fā)生,造成工作面推進(jìn)慢,安全系數(shù)差,尤其孤島工作面生產(chǎn)更為嚴(yán)重,直接影響工作面安全、高效生產(chǎn)。對此,探究綜放工作面漏頂現(xiàn)象及片幫現(xiàn)象力學(xué)機(jī)理,并研究一系列行之有效的措施來防治這些現(xiàn)象也顯得越來越重要。

        1 漏頂現(xiàn)象力學(xué)分析

        1.1 開采煤層狀態(tài)分區(qū)

        采用放頂煤開采方式進(jìn)行采煤作業(yè)時,會改變煤體的初始穩(wěn)定平衡應(yīng)力狀態(tài),使放頂煤工作面各處煤體具有不同的應(yīng)力狀態(tài)與物性狀態(tài)。通常情況下,由回采工作面起,煤體從近到遠(yuǎn)所處的狀態(tài)區(qū)域依次為松動區(qū)、破碎區(qū)、破裂區(qū)、塑性區(qū)以及彈性區(qū),如圖1所示。一般隨煤層所在應(yīng)力場的不同與其物理力學(xué)性質(zhì)的不同,這也會使煤壁及端面頂煤具備不同的物性狀態(tài)。通常經(jīng)綜放回采工藝開采后的工作面四周煤壁和端面頂煤大多會處于松動、破碎甚至破裂狀態(tài)[1]。

        圖1 煤層物理狀態(tài)分析

        1.2 工作面漏頂?shù)牧W(xué)機(jī)理

        通過上述分析可知,采用放頂煤工藝進(jìn)行采煤作業(yè)時,會嚴(yán)重破壞工作面四周的煤壁與端面頂煤,嚴(yán)重削弱工作面煤巖體自身承載力。在實(shí)際生產(chǎn)中,在回采工作面位置特殊性的影響下及生產(chǎn)工藝條件局限性的影響下,時常很難借助支護(hù)措施來給煤壁及相關(guān)端面頂煤進(jìn)一步施加有效圍壓,無法讓煤層處于三向受壓狀態(tài)。在回采作業(yè)及放頂擾動的影響下,便極易出現(xiàn)端面頂煤冒落及工作面煤壁片幫現(xiàn)象,對于端面頂煤的漏冒主要包括兩種情況,具體為:端面的關(guān)鍵塊體出現(xiàn)失穩(wěn)發(fā)生垮落現(xiàn)象與破碎成松散狀態(tài)的煤體出現(xiàn)直接冒落現(xiàn)象。

        如果在放頂煤作業(yè)中,工作面處的端面頂煤大多破裂為較大塊體,頂煤所具有的力學(xué)特征就會與塊體力學(xué)原理相符,若此時有部分關(guān)鍵塊體出現(xiàn)在端面頂煤塊體中,頂煤就易出現(xiàn)冒落現(xiàn)象,其中這些關(guān)鍵塊體的形狀情況,大小情況會對端面頂煤的冒落高度及實(shí)際冒落范圍大小產(chǎn)生直接影響,具體可如下圖2所示。而對于端面頂煤而言,其關(guān)鍵塊體是否能出現(xiàn)主要受頂煤中水平擠壓力、煤層內(nèi)摩擦角等因素的影響。端面頂煤為破碎狀態(tài)時,其力學(xué)特征會與散體介質(zhì)相似,當(dāng)受到足夠水平擠壓力的擠壓后,因受重力作用的影響端面下部的煤體便會出現(xiàn)冒落現(xiàn)象,時常會產(chǎn)生如下圖3所示的平衡拱結(jié)構(gòu)。參照散體介質(zhì)的相關(guān)力學(xué)原理我們可知,煤體的性質(zhì)及端面空頂距的大小等都會對冒落拱的高度產(chǎn)生重要影響[2]。

        圖2 端面關(guān)鍵塊體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)冒落圖

        圖3 端面散體狀冒落圖

        2 煤壁片幫力學(xué)機(jī)制

        因放頂煤工作面四周煤壁與端面頂煤在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中,都處于一種強(qiáng)度破壞狀,很多煤體自身承載能力會顯著下降,甚至部分煤體已根本沒有承載能力,加之在所處特殊位置的影響下及受相關(guān)生產(chǎn)工藝條件的影響,給工作面煤壁及相關(guān)端面頂煤施加有效的圍壓較難,很難讓其為三向受壓狀,這樣因受采動影響及放頂煤作業(yè)擾動影響,工作面煤壁時常會出現(xiàn)各種各樣的片幫垮落現(xiàn)象,常見的形式主要有壓剪式片幫、劈裂式片幫、滑落式片幫或者橫拱式片幫等。下面就詳細(xì)分析一下這些片幫形式的具體力學(xué)機(jī)理。

        2.1 壓剪式片幫力學(xué)機(jī)理

        當(dāng)工作面煤壁處的煤體,因受放頂煤采動影響出現(xiàn)小程度破碎時,這些煤體仍會有些殘余強(qiáng)度,勉強(qiáng)可以維持原狀,而當(dāng)有較大支承壓力作用于這部分煤體時,這些煤體可能會出現(xiàn)剪切滑移式片幫,具體如下圖4所示。若用β代表煤壁與剪切滑移面間角度,用φ代表回采煤體內(nèi)摩擦角。依據(jù)庫侖—摩爾強(qiáng)度理論,可用下式來計算煤壁與剪切滑移面間角度關(guān)系[3]。

        若用M來代表采高,△α表示最大片幫深度,則:

        圖4 煤壁發(fā)生壓剪、滑落式片幫示意圖

        2.2 重力滑落式片幫力學(xué)機(jī)制

        若因受采動影響,位于煤壁處的煤體出現(xiàn)嚴(yán)重破碎現(xiàn)象,這些煤體便會幾乎失去殘余強(qiáng)度,這時在煤壁自身重力的影響下,其時常會出現(xiàn)滑落式片幫現(xiàn)象,通常最終會變成像圖4中所示的散體介質(zhì)自然安息狀態(tài)存在。借助散體介質(zhì)理論進(jìn)行深入分析,我們可得出:滑落安息角a通常會等同于煤體內(nèi)摩擦角φ,至于煤壁的最大片幫深度,可應(yīng)用下式來進(jìn)行計算:

        2.3 劈裂式片幫力學(xué)機(jī)制

        有部分煤體未完全遭破壞,但裂隙發(fā)育程度較高,且在結(jié)構(gòu)上垂直于層理,這部分煤體時常會因被揭露,使其橫向約束作用丟失,發(fā)展成一種平面雙向應(yīng)力態(tài),當(dāng)有支承壓力作用于煤壁時,通常就會發(fā)生劈裂式片幫垮落現(xiàn)象,此現(xiàn)象具體如下圖5所示。在此現(xiàn)象中,有很多因素都會影響煤壁實(shí)際片幫深度。這些因素主要包括:煤體強(qiáng)度因素、采高因素、裂隙分布因素以及支承壓力因素等,煤壁之所以會發(fā)生劈裂片幫通常都是這些因素綜合作用的結(jié)果[4]。

        圖5 煤壁劈裂式片幫示意圖

        2.4 橫拱形片幫力學(xué)機(jī)理

        依據(jù)工程巖體受圍壓擾動而發(fā)生破壞的原理可知,當(dāng)回采煤體遭揭露后,通常會出現(xiàn)向外突然鼓出的形變現(xiàn)象,對于這種現(xiàn)象究其原因通常是因橫向膨脹力作用于煤體的結(jié)果。以普氏冒落拱理論為基礎(chǔ),可知若放頂煤煤體已處于全部破碎狀,但所破碎的塊體較大時,在垂直層理的影響下,煤壁也時常會出現(xiàn)橫拱形片幫垮落,下圖6為該種垮落形式的片幫示意圖,若用M表示采高,f表示普氏系數(shù),那么可按下式來計算最大片幫深度:

        圖6 橫拱形片幫示意圖

        3 防治綜放工作面漏頂、片幫的措施

        3.1 力學(xué)方面的措施

        經(jīng)上述分析,可知綜放工作面出現(xiàn)端面頂煤漏冒及發(fā)生煤壁片幫現(xiàn)象,其主要原因通常是因煤體出現(xiàn)了非連續(xù)性物性狀態(tài)與處于了無圍壓應(yīng)力狀態(tài)。而采用放頂煤生產(chǎn)工藝進(jìn)行采煤作業(yè)時,煤體的非連續(xù)性物性狀態(tài)在所難免。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,只能對煤壁及端面頂煤的實(shí)際受力狀況進(jìn)行科學(xué)、合理的改善,才能減少甚至避免端面頂煤冒漏現(xiàn)象及煤壁片幫現(xiàn)象,在日常生產(chǎn)作業(yè)中,可從降低煤壁實(shí)際支撐壓力,讓無圍壓煤體范圍縮小,強(qiáng)化端面頂煤水平擠壓等多方面入手,來防治綜放工作面發(fā)生漏頂、片幫現(xiàn)象[5]。

        3.2 操作技術(shù)方面的措施

        通過深入研究防治綜放工作面端面頂煤漏冒現(xiàn)象及煤壁片幫現(xiàn)象的力學(xué)途徑,可采用下述兩種措施來進(jìn)一步防治端面頂煤發(fā)生漏冒現(xiàn)象及煤壁片幫現(xiàn)象。

        (1)一方面應(yīng)科學(xué)、合理地布設(shè)工作面支架,讓其護(hù)幫作用、護(hù)頂能力及支撐潛力得到充分發(fā)揮;

        (2)另一方面應(yīng)做好工作面開采方案的設(shè)計工作,最好不要把工作面設(shè)計為仰斜開采,并應(yīng)對回采煤體自由面與重力間的彼此空間關(guān)系進(jìn)行科學(xué)、合理改善,以確保支架施加給頂煤的水平作用力足夠大。

        具體可采取下列技術(shù)措施來更好的防治綜放工作面發(fā)生漏頂、片幫現(xiàn)象:

        (1)可借助及時移架來讓端面頂煤的實(shí)際空頂距變小,同時縮小冒頂高度。

        (2)最大限度的縮小空頂距,讓煤壁與支架科學(xué)布設(shè),構(gòu)成一有效的力學(xué)支撐體系。

        (3)讓支架的前探梁及具有的護(hù)幫板起動應(yīng)有的作用,需用到時應(yīng)能及時伸出,來有效防止頂煤發(fā)生冒空現(xiàn)象,且應(yīng)使頂煤具有足夠的水平作用力。

        (4)通過進(jìn)一步加大工作面支架的實(shí)際初撐力與工作阻力來使它們應(yīng)有的支撐能力得到充分發(fā)揮,以降低煤壁內(nèi)部的支承壓力,以降低煤壁片幫垮落的可能性。

        (5)借助帶壓移架,并努力提升支架推移能力,以確保頂板可長期受到足夠的水平作用力與垂直作用力,并盡量減少多次對頂煤進(jìn)行加、卸載。

        (6)加強(qiáng)工作面頂板周期來壓預(yù)測預(yù)報,提前采取補(bǔ)強(qiáng)措施。

        (7)針對冒頂區(qū)域較小可采用在支架前穿插木梁、鋼管等方式控制架前冒頂;對于大面積冒頂,可采用頂板超前化學(xué)注漿技術(shù)提高圍巖承載能力,效果顯著,但材料成本費(fèi)相對較高,投入較大。

        (8)同時要加強(qiáng)工作面交接班質(zhì)量驗(yàn)收管理,冒頂區(qū)域當(dāng)班必須處理,不能遺留至下一班,形成惡性循環(huán)。

        (9)保證工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè),減少停產(chǎn)時間,避免煤體長時間受壓,造成冒頂范圍擴(kuò)大。

        4 結(jié)語

        在綜采放頂煤作業(yè)中,漏頂現(xiàn)象及片幫現(xiàn)象是影響工作面安全、高效生產(chǎn)的重要因素,而要想更好的防治綜放工作面的端面漏頂及煤壁片幫現(xiàn)象,必須深入了解工作面漏頂及片幫現(xiàn)象力學(xué)機(jī)理,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行應(yīng)對。這樣才能做好綜放工作面的漏頂、片幫現(xiàn)象的防治工作,才能更好地保障綜放工作面的高產(chǎn)、高效。

        猜你喜歡
        綜放煤壁煤體
        煤體強(qiáng)度對煤壁穩(wěn)定性的影響研究
        煤炭工程(2020年8期)2020-08-27 07:27:00
        注熱井周圍煤體蠕變過程的滲透率變化規(guī)律模擬研究
        正交試驗(yàn)下煤體滲透性影響因素評價
        煤炭工程(2019年4期)2019-05-05 02:30:16
        綜放工作面殘余空間充填技術(shù)研究與應(yīng)用
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:37:10
        以“中央廚房”為突破口探索時政報道的融煤體之路——以浙江之聲為例
        傳媒評論(2017年7期)2017-11-08 03:11:15
        站在煤壁跟前
        中國工人(2016年7期)2016-08-16 07:58:10
        綜放支架頂梁外載及其合力作用點(diǎn)位置確定
        中國煤炭(2016年9期)2016-06-15 20:29:53
        硬煤工作面煤壁破壞與防治機(jī)理
        綜放工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究
        山西煤炭(2015年4期)2015-12-20 11:36:18
        綜放工作面防治水技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
        国产人妖伦理视频在线观看| 国产精品亚洲欧美天海翼| 国产亚洲精品hd网站| 中文字幕在线亚洲精品一区| 在线观看人成视频免费| 青青草原综合久久大伊人| 欧美中文字幕在线看| 久久综合九色综合久久久| 黑人大群体交免费视频| 无码少妇a片一区二区三区| av中文字幕少妇人妻| 一区二区三区中文字幕在线观看| 美国少妇性xxxx另类| 最近中文字幕完整版| 麻豆AV无码久久精品蜜桃久久| 国产高清人肉av在线一区二区| 亚洲精品成人网站在线播放| 亚洲人成网站免费播放| 午夜无码国产理论在线| 国产在线网址| 全程国语对白资源在线观看| 人妻熟妇乱又伦精品视频| 色婷婷久久综合中文久久蜜桃av | 亚洲色大成网站www在线观看| 日本黑人人妻一区二区水多多 | 色欲色香天天天综合vvv| 欧美性开放bbw| 亚洲无码vr| 国产真实一区二区三区| 激情内射日本一区二区三区| 免费看奶头视频的网站| 精品国产日产av在线| 少妇爆乳无码专区| 亚洲av天天做在线观看| av无码av在线a∨天堂app| 人妻有码中文字幕在线| 亚州性无码不卡免费视频| 女人与牲口性恔配视频免费| 国产性感丝袜美女av| 日本无遮挡真人祼交视频| 久久免费的精品国产v∧|