塔山矿顶板管理工作汇报课件.pptx

1、20152015年年8 8月月1313日日TONGMEI DATANG TASHAN COAL MINE CO.,LTDTONGMEI DATANG TASHAN COAL MINE CO.,LTDTONGMEI DATANG TASHAN COAL MINE CO.,LTD同同同同同同 煤煤煤煤煤煤 大大大大大大 唐唐唐唐唐唐 塔塔塔塔塔塔 山山山山山山 煤煤煤煤煤煤 矿矿矿矿矿矿 有有有有有有 限限限限限限 公公公公公公 司司司司司司1-5m1-5m混煤层混煤层疏松、性脆疏松、性脆易碎易碎 变质硅化煤变质硅化煤1 16m6m6m6m水平层理、水平层理、倾斜节理层倾斜节理层4m4m垂直节理层

2、垂直节理层煤层结构图地应力场的主导方向也为北东向的主压应力，由于受一、二盘区之间的北西向断裂带影响，地应力的量值及方向发生略有变化，因此矿井是对燕山构造运动时期地质应力和发展，以发展为主。通过在8105工作面中部回风顺槽进行围岩松动圈测试，结果表明：围岩松动范围与距停采线的距离有关，从停采线开始，围岩破坏范围逐渐变小，160-170m处明显减小。推算出工作面超前压力影响范围是160-170m。8103面上覆岩层在侧向35米以内开始断裂，破裂范围100米，破裂高度75米。对采对掘巷道超前150米范围、滞后100米范围巷道均为动压显现剧烈段。1070辅运大巷修改后的设计断面及支护形式1070辅运大

3、巷原设计的断面及支护形式u按照“三高一低”支护原则，将顺槽支护用的锚杆材质由4级钢提高至5级钢，屈服强度由335MPa(13t）提高至500MPa(19t)，增加W钢带及钢护板，将锚索直径由17.8mm提高至22mm，增加角锚索支护。u2013年针对巷道支护密度大，强度高，成本大，支护效果不明显的情况，并对支护材料的质量进行规范。u2014年针对临空顺槽受二次动压影响变形的特点，我矿与捷马公司合作，探索进行耦合让均压支护技术研究，并引进JW高强度锚索钢带。（1）掘进过构造破碎带时的围岩控制问题 掘进工作面受火成岩侵入、断层等地质构造影响，煤层疏松破碎，巷道成形差，支护困难，进尺低。（2）对采对

4、掘交锋期间的围岩控制问题 塔山矿盘区内工作面为前进式开采，掘进过程中，尾巷要受到相邻工作面回采交锋后的对巷道的影响。受相邻工作面采动影响，巷道顶板下沉，巷内闷响频繁，底鼓明显，给安全生产带来严重影响。随着回采工作面的不断推进推进，底鼓及顶板下沉现象向巷道外前移。u（3）两巷掘进期间留底煤及变坡区域的围岩控制问题u两顺槽在掘进期间，受煤层倾角、向斜等构造变化影响，巷道会出现较大坡度变化，无法沿煤层底板掘进，形成留底煤及变坡区域，在回采期间，该处容易出现底鼓、变形严重情况，遇到来压时，会导致工作面支架工况差，最终引起整个工作面顶板破碎，发生大面积冒漏。u（4）临空顺槽受二次采动影响的围岩控制问题u

5、临空顺槽巷道顶板破碎段受二次采动影响，顶板剧烈变化，出现闷响，钢带折断，锚杆失效，底鼓明显，巷道变形严重。u（5）临近水仓、调车硐室等大硐室处的顶板控制问题u在受到临空以及超前压力的影响下，集中水仓、调车硐室、探放水硐室由于巷道断面大，易成为巷道内支护的薄弱环节。（1）JW钢带和让压锚杆等新型材料的应用（2）支护质量检测（3）顶板水压致裂技术（4）支护材料的质量检验（5）综采工作面顶板管理1、同11#矿用工字钢相比，JW钢带的护表面积增加了6倍，重量为11#矿用工字钢的3/4,抗弯强度为现用工字钢的8倍，且更易在不平整顶板条件下使用，同时减轻工人的劳动强度。2、采用这种新型支护材料，在巷道围岩

6、破碎条件下，将顶板支护全部调整为JW锚索钢带+锚索的支护，有效控制了巷道的变形，钢带撕裂的现象明显减少。3、让压管起到防止锚杆（索）破断的作用，促使锚杆、锚索共同受力。正常条件下JW高强度钢带在顺槽的应用正常条件下11#工字钢在顺槽的应用让压锚杆JW钢带锚杆无损检测仪通过利用CMW3.7型锚杆无损检测仪对锚杆的工作状态进行监测，通过声波在不同介质中传播速度不同，可以准确检测锚杆锚固端长度及工作载荷，大大提高锚杆支护的锚固质量，保证巷道的支护强度。锚杆无损检测仪u通过在5216巷现场检测，结果表明：u（1）5216巷所用95%以上的锚杆锚固段长度和锚杆全长符合设计要求，详见下图。u（2）5216

7、巷道所用的锚杆，95%的锚杆轴力值大于3t，90%的锚杆轴力大于4t。该轴力检测数据与捷马公司耦合让均压锚杆支护轴力范围相符，详见右图。顶板窥视及离层检测通过使用顶板围岩钻孔窥视仪对破碎段顶板煤层赋存情况进行钻孔窥视，分析顶煤破碎带分布，及时根据钻孔窥视结果调整支护参数，保证锚固在稳定层位中。顶煤破碎带分布图围岩钻孔窥视仪钻孔窥视报告针对我矿初次来压强度较大和临空顺槽受采动影响动压显现强烈的现状，我们用水压致裂技术对工作面顶板进行处理。工作面初采期间开展水压致裂，工作面初次来压步距由原来的60米降低到40米左右，来压强度明显降低，提高了初采回收率，还有效遏制了初采顶煤垮落的瓦斯超限。在采掘交锋

8、时通过预裂工作面间煤柱上方顶板，有效减弱了采动矿压对邻空巷的影响。K3砂岩3-5号煤层泥岩砂质泥岩2号煤层泥岩砂质泥岩5204巷8204巷预制裂隙钻孔工作面抽检各项目部的支护材料，发现：锚杆、螺母的丝部质量不合格，通止规不通，螺母硬度不足；锚杆杆体强度满足要求，但尾纹部加工导致强度大大降低；锚杆托盘加工不规范，拱高不足，承载能力低；锚索球型托盘的拱高不足，强度低，承载能力低。通过加强支护材料的质量监管，通过加强支护材料的质量监管，明显提高了巷道支护质量。明显提高了巷道支护质量。塔山矿各掘进项目部支护材料检测报告不合格支护材料样品不合格支护材料样品拉拔拉拔破断位置为丝部破断位置为丝部拉拔捷马公司

9、支护材料样品破断位置为杆体部位中煤三十处锚杆样品的拉拔试验结果表明：杆体变形量80mm，延伸率9.1%，不符合设计要求；抗拉强度26.3t，满足要求；华煤项目部锚杆样品的拉拔试验结果表明：杆体变形量88mm，延伸率11.8%，不符合设计要求；抗拉强度28.2t，满足要求；捷马公司的锚杆材料样品拉拔试验表明：杆体变形量118mm，延伸率31%，符合要求；抗拉强度27.9t，符合要求；u二盘区构造带粉碎煤体下既无法保证巷道的有效支护质量，巷道单进水平也非常低（月进40-80米），需从超前预注工艺、材料等方面进行研究，现与天地公司建井院合作开展水泥基复合粘结材料超前预注项目研究，实现粉碎煤体下安全稳定掘进。（1）针对二盘区构造带粉碎煤体条件下的围岩控制问题进行研究（2）在顶板连续监测和动态报警方面加强研究u现用顶板里层仪及顶板窥视的应用只能反映出顶板变化及失稳的节点情况，无法准确的超前预测顶板隐患，准备通过统计分析巷道支护失效率与顶板事故的关系，采用连续观测手段超前预控顶板隐患。