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

        ?

        大采高工作面煤壁片幫機(jī)理與控制措施

        2020-03-31 01:54:50王海洋
        陜西煤炭 2020年2期
        關(guān)鍵詞:控制措施

        王海洋

        (山西中鋼煤業(yè)有限公司,山西 呂梁 033400)

        0 引言

        隨著我國(guó)科技水平的提高,礦井機(jī)械化水平以及設(shè)備能力有了很大的提升,對(duì)于一些厚煤層,大采高一次采全高開采方式在許多礦井開始普及,工作面開采高度也在不斷增大,礦井經(jīng)濟(jì)效益與開采效率有了巨大的提升[1-2]。隨著工作面采高的增大,煤層開采后頂板垮落所需充填的空間增大,導(dǎo)致頂板垮落高度有一定增加,頂板下沉回轉(zhuǎn)將會(huì)產(chǎn)生載荷并作用于煤體上,當(dāng)載荷超過煤體自身的承載極限時(shí),煤體將被破壞,形成煤壁的片幫現(xiàn)象[3-5]。雖然大采高工作面對(duì)礦井的生產(chǎn)效率有很大的提升,但在實(shí)際開采過程中,工作面煤壁的穩(wěn)定性較差,煤壁破損情況比較嚴(yán)重,對(duì)工作面的安全、高效生產(chǎn)產(chǎn)生很大的影響[6-8]。針對(duì)大采高工作面煤壁片幫嚴(yán)重的問題,以山西斜溝煤礦大采高工作面地質(zhì)條件為背景,對(duì)煤壁片幫機(jī)理進(jìn)行分析,并提出了煤壁控制技術(shù),以保證工作面的生產(chǎn)效率。

        1 礦井概況及煤壁片幫機(jī)理分析

        1.1 礦井概況

        山西斜溝煤礦生產(chǎn)能力為1 000萬t,主采煤層為5-2煤,煤層的厚度平均為6.5 m,煤層傾角較小,平均為3°。煤層的埋深平均為150 m,煤層的頂?shù)装迩闆r如圖1所示,為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。85201工作面開采高度為6.6 m,工作面傾斜長(zhǎng)度為280 m,在工作面開采范圍內(nèi)無大型構(gòu)造存在,地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)工作面煤體的物理力學(xué)試驗(yàn),煤體抗壓強(qiáng)度為19.3 MPa,屬于中硬煤層。工作面頂?shù)装迩闆r如圖1所示。

        圖1 工作面頂?shù)装逯鶢顖D

        1.2 煤壁片幫機(jī)理分析

        片幫現(xiàn)象出現(xiàn)的原因及分析:工作面在開采的過程中,會(huì)改變周圍巖體的應(yīng)力狀態(tài),當(dāng)平衡后巖體承受的應(yīng)力超過其極限抗壓強(qiáng)度,巖體將發(fā)生破壞。煤壁開采過程中,隨著頂板懸露長(zhǎng)度的增加,煤體承受的壓力也在逐漸增大,導(dǎo)致片幫現(xiàn)象出現(xiàn)[9-10]。對(duì)工作面煤壁進(jìn)行受力分析,煤體主要承受頂板的集中應(yīng)力及頂板與煤層之間的摩擦力Ff,一般煤壁片幫按煤體承受的集中應(yīng)力與Ff的大小關(guān)系主要分為以下兩種情況。

        煤體承受的集中應(yīng)力大于Ff時(shí):若將煤壁視為一端為固定支撐、另一端為懸臂的梁體結(jié)構(gòu),該梁體結(jié)構(gòu)模型如圖2所示,其中p為頂板對(duì)煤壁的壓力,M為彎矩。煤壁撓度的最大位置在頂板與煤壁相接觸點(diǎn),為

        (1)

        式中:q—均布載荷,kN/m;h—煤壁受力的高度,m;E—煤體的彈性模量,kN/m2;I—煤體的慣性矩,m4。

        煤體承受的集中應(yīng)力小于Ff時(shí):若將煤壁視為一端為固定支撐、另一端為簡(jiǎn)支的梁體結(jié)構(gòu),該梁體結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。則煤壁撓度的最大位置在煤體的中部,為

        (2)

        85201工作面煤壁片幫情況:根據(jù)對(duì)85201工作面推進(jìn)過程中煤壁片幫情況的統(tǒng)計(jì),煤壁片幫主要在兩個(gè)位置,分別為煤壁的最高點(diǎn)與煤壁高度為3.5 m處,這與理論分析基本吻合。當(dāng)煤壁最高點(diǎn)出現(xiàn)片幫時(shí),片幫深度平均為0.6 m,當(dāng)煤壁中部出現(xiàn)片幫時(shí),片幫深度平均為0.55 m。

        圖2 第一種受力模型

        圖3 第二種受力模型

        2 煤壁片幫機(jī)理及控制措施

        2.1 煤壁片幫機(jī)理

        為進(jìn)一步分析煤壁片幫的機(jī)理與影響因素,采用UDEC數(shù)值模擬軟件對(duì)大采高工作面煤壁的破壞過程進(jìn)行分析。模型建立準(zhǔn)則選為庫倫-摩爾模型,模型頂面施加載荷來模擬上覆巖層重量,模型的兩側(cè)分別設(shè)為位移與速度邊界,底面為固定面。本次模擬主要分析煤層在不同采高、推進(jìn)速度以及支護(hù)強(qiáng)度下的破壞情況。

        采高的影響:圖4展現(xiàn)了工作面的采高分別為4 m、5 m、6 m下煤壁內(nèi)應(yīng)力分布情況。從圖中可以看出,在工作面推進(jìn)的過程中,在煤壁超前區(qū)域會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中情況,形成支承壓力峰值,并且在支承壓力的作用下,煤壁表面出現(xiàn)一定程度的破壞。從圖4中可以看到,在不同的采高下,煤壁前方的超前支承壓力峰值并不相同,當(dāng)工作面采高分別為4 m、5 m、6 m時(shí),煤壁內(nèi)應(yīng)力峰值分別為10.3 MPa、13.5 MPa、15.6 MPa,表明隨著工作面采高的增大,煤體承受的應(yīng)力在逐步增大。從片幫情況可以看出,采高的增大,工作面煤壁的片幫情況也在加劇。

        支護(hù)強(qiáng)度的影響:圖5為工作面采高相同時(shí)煤壁在不同的支護(hù)條件下的位移矢量圖。從圖中可以看出,工作面煤壁在不同的支護(hù)強(qiáng)度下,煤壁片幫情況也有著一定的差異。當(dāng)支護(hù)強(qiáng)度為1 MPa時(shí),煤壁外擴(kuò)距離較大,在支護(hù)強(qiáng)度提高后,煤壁外擴(kuò)距離明顯減小,煤壁的穩(wěn)定性也有了較大的提高。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,增大工作面煤壁的支護(hù)強(qiáng)度可減小煤壁的破壞情況,減少片幫現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此優(yōu)化工作面煤壁的支護(hù)控制措施,可在一定程度上減少煤壁片幫情況。

        圖4 不同采高下煤壁內(nèi)應(yīng)力分布情況

        圖5 不同支護(hù)強(qiáng)度下煤壁破壞情況

        工作面推進(jìn)速度的影響:數(shù)值模擬軟件中,工作面的推進(jìn)速度主要根據(jù)模型運(yùn)算步數(shù)來決定,圖6為工作面在不同推進(jìn)速度下的煤壁片幫情況圖。從圖中可以看出,不同的工作面推進(jìn)速度下,煤壁的片幫深度和片幫面積有著較大的變化。當(dāng)工作面推進(jìn)速度自3.6 m/d增大到6.0 m/d時(shí),煤壁片幫的深度與面積均在減小,并且變化范圍加大,當(dāng)工作面推進(jìn)速度大于6.0 m/d后,煤壁片幫深度與片幫面積基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。這是由于工作面推進(jìn)速度的增大,受頂板載荷作用的煤體范圍出現(xiàn)一定的變化,工作面推進(jìn)速度越大,受頂板載荷作用的煤體體積越小,煤壁片幫現(xiàn)象便可減輕。因此根據(jù)工作面情況可適當(dāng)提高工作面的推進(jìn)速度,有利于減少片幫現(xiàn)象的出現(xiàn)。

        圖6 不同推進(jìn)速度下煤壁片幫情況

        2.2 煤壁控制措施

        控制采高及支架調(diào)整:由于采高增大容易導(dǎo)致煤壁承受壓力增大,因此工作面在推進(jìn)過程中需控制開采高度。對(duì)整個(gè)工作面開采范圍的煤層高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),提前預(yù)判采高的變化,當(dāng)工作面推進(jìn)到采高變化較大的位置時(shí),要及時(shí)調(diào)整支架的高度,對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)支撐。若推進(jìn)至煤層采高較大區(qū)域的時(shí)候,支架可以不進(jìn)行升架,在頂板留有一定高度的浮煤,保證工作面平穩(wěn)通過。

        增大煤壁支護(hù)強(qiáng)度:增大煤壁支護(hù)強(qiáng)度可以減小煤壁的片幫情況,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,當(dāng)工作面支護(hù)強(qiáng)度為2 MPa時(shí),煤壁位移較小。工作面推進(jìn)過程中,支架擋板要及時(shí)升起,保護(hù)煤壁的整體性。由于增大支架的支撐力后,會(huì)減小頂板載荷對(duì)煤體的作用,因此提高支架的工作阻力也可改善工作面煤壁情況,提高工作面的穩(wěn)定性。

        調(diào)整工作面推進(jìn)速度:數(shù)值模擬結(jié)果表明,當(dāng)工作面推進(jìn)速度小于6.0 m/d的時(shí)候,煤壁片幫情況變化較大,煤壁片幫程度隨著推進(jìn)速度的增大而逐漸減?。划?dāng)工作面推進(jìn)速度大于6.0 m/d時(shí),煤壁片幫深度與面積變化程度減小,此時(shí)再繼續(xù)增大推進(jìn)速度,煤壁片幫情況并不會(huì)有太好的改善。根據(jù)此結(jié)果,將工作面的推進(jìn)速度調(diào)整為6.0 m/d,從而減弱煤壁片幫情況,同時(shí)可提高工作面的推進(jìn)效率。

        其他措施:除了上述煤壁片幫控制方法外,要加強(qiáng)對(duì)工作面的礦壓顯現(xiàn)特征進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)對(duì)工作面出現(xiàn)來壓的時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè),當(dāng)工作面處于來壓狀態(tài)時(shí),提高支架的支撐力并且提高對(duì)煤壁的保護(hù)能力。當(dāng)工作面經(jīng)過斷層、陷落柱等構(gòu)造發(fā)育地帶時(shí),采取注漿的方法對(duì)煤壁巖體進(jìn)行加固,提高煤壁整體的強(qiáng)度,注漿材料可選為黏土水泥漿等。

        實(shí)踐監(jiān)測(cè):在煤壁控制措施確定后在85201工作面現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)踐,并對(duì)工作面推進(jìn)過程中煤壁的片幫情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,在工作面整個(gè)范圍內(nèi),煤壁片幫情況有較大改善,工作面推進(jìn)過程中僅在局部位置出現(xiàn)片幫情況,且片幫的面積和深度均較小,表明該控制措施能夠提升煤壁穩(wěn)定性。煤壁片幫情況改善后,工作面的推進(jìn)效率有了較大的提升,整個(gè)礦井的經(jīng)濟(jì)效益也有較大提升。

        3 結(jié)論

        (1)采用理論分析方法對(duì)工作面煤壁片幫機(jī)理進(jìn)行了研究,通過分析煤體的受力情況,對(duì)兩種煤壁片幫的方式進(jìn)行了分析,從而得到大采高工作面煤壁片幫特征。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作面片幫情況的監(jiān)測(cè)記錄,煤壁片幫主要的兩個(gè)位置分別為煤壁的最高點(diǎn)與煤壁高度為3.5 m位置處,這與理論分析結(jié)果基本一致,表明理論分析結(jié)果較為準(zhǔn)確。

        (2)通過數(shù)值模擬方法,對(duì)工作面在不同的開采高度、支護(hù)強(qiáng)度以及推進(jìn)速度下煤壁的片幫情況進(jìn)行了分析,針對(duì)性地在工作面采高、推進(jìn)速度與煤壁支護(hù)強(qiáng)度等方面提出了大采高工作面煤壁片幫控制措施。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)宏觀監(jiān)測(cè)結(jié)果,在采用該煤壁控制措施后煤壁片幫情況有了較大改善,表明該措施能夠有效提升工作面煤壁的穩(wěn)定性。

        猜你喜歡
        控制措施
        給排水工程招投標(biāo)階段中的造價(jià)控制措施
        建筑安裝工程預(yù)結(jié)算造價(jià)控制措施
        土木工程施工的質(zhì)量控制措施初探
        大型公司財(cái)務(wù)預(yù)算與控制措施探討
        土木工程管理與工程造價(jià)的有效控制措施探討
        土木建筑施工質(zhì)量控制措施探討
        建筑工程招投標(biāo)階段的造價(jià)控制措施
        建筑項(xiàng)目管理的進(jìn)度控制措施
        機(jī)電安裝在消防工程中的控制措施探討
        電子通信中常見干擾因素及控制措施
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:14
        精品麻豆国产色欲色欲色欲www| 久久精品亚洲精品国产区| 日韩在线观看入口一二三四| 亚洲国产精品无码专区影院| 日韩毛片基地一区二区三区| 无码国产精品一区二区免费式芒果| 亚洲中文字幕一区精品| 免费国产在线精品一区| 人妻无码一区二区三区四区| 欧美日韩国产高清| 水蜜桃视频在线观看入口| 日本在线 | 中文| 亚洲男同帅gay片在线观看| 国产360激情盗摄一区在线观看 | 宝贝把腿张开我要添你下边动态图 | 亚洲精品国偷拍自产在线观看蜜臀 | 中文字幕一区二区三区人妻少妇| 亚洲精品中国国产嫩草影院美女 | 精品人妻一区二区三区av| 日韩中文字幕有码午夜美女| 欧美人与物videos另类| 青草网在线观看| 国产三级韩三级日产三级| 国产精品国产三级国产av品爱网| 特级毛片a级毛片免费播放| 日本激情视频一区在线观看| 久久婷婷综合激情五月| 50岁退休熟女露脸高潮| 亚洲AV成人无码国产一区二区 | 日本高清h色视频在线观看| 国产成人亚洲综合无码DVD| 日韩一区二区三区人妻中文字幕| 大陆国产乱人伦| 天天躁日日躁狠狠躁av中文| 亚洲日韩国产精品不卡一区在线| 午夜大片在线播放观看| 日本高清h色视频在线观看| 色欲AV成人无码精品无码| 日韩精品免费av一区二区三区| 亚洲国产精品无码中文字| 天天天综合网|