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采煤工作面的初次来压及周期来压

采煤工作面的初次来压及周期来压

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:瑞龙钻具
  • 来源:
  • 发布时间:2023-10-19
  • 访问量:98

【概要描述】采煤工作面的初次来压及周期来压

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【概要描述】采煤工作面的初次来压及周期来压

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(一)采空空间上方岩层的分带

用全部垮落法处理采空区后,采空区上方的 顶板岩石必然会垮落、堆积、碎胀、充填采空区, 对上方岩层起到一定的支撑作用。由于充填的饱满、 密实程度与原有煤层相比有很大差异和不足,所以 采空空间上方的岩层一般都将发生移动,自下而上形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带,如图 3-5 所示。

(二)上覆岩层在工作面推进方向的发展规律

1.直接顶初次垮落

长壁采煤工作面从切眼开始采煤后,直接顶的悬露跨度不断增加,在自重 作用下的弯曲下沉也不断增大。一般在直接顶跨距达 6~20m 后,直接顶开始垮 落。当直接顶的垮落厚度达到采高的 1.5~2 倍(达不到时可采用人工强制放顶 的措施)、垮落长度达到采煤工作面长度一半以上时,称为直接顶初次垮落。 直接顶初次垮落时的跨距称为初次垮落步距如图 3-6 所示。

直接顶本身的岩层强度有大有小,直接顶内还可能存在各种裂隙,所以初 次垮落步距的大小相差比较大。

2.基本顶初次来压

直接顶初次垮落后,采煤工作面继续向前推进,随着每次回柱放顶,采空 区上方的直接顶也就随着垮落下来。顶 板垮落破碎后体积要增大,破碎后的体 积与原体积的比值称为岩石的碎胀系 数。岩石刚破碎时的碎胀系数一般为 1.25~1.5。如果直接顶厚度等于或大 于采高的 2~4 倍,直接顶垮落后就能 把采空区填满,如图 3-7 所示。随着垮 落的直接顶被压实,基本顶岩层会下沉、弯曲、断裂,但这些活动对工作面影响很小,即基本顶来压的显现在工作面不明显。

如果直接顶垮落后填不满采空区,开始时基本顶在采空区上方呈双固定支 点梁状态,基本顶岩梁把自身及其上覆岩层的质量都压到工作面周围的煤柱上, 这时工作面还不会受到基本顶压力的影响。

随着工作面的继续推进,基本顶岩梁的跨度越来越大,基本顶就会逐渐弯 曲下沉,当双固定支点梁达到极限跨距时会断裂下沉,如图 3-8a 所示。 这时工作面顶板下沉加快,煤壁片帮严重, 支柱受力增大,当采煤工作面过基本顶断 裂线时,甚至会发生顶板出现台阶下沉的 现象,如图 3-8b 所示。这是工作面自开始 采煤以来基本顶的第一次来压,称为基本 顶初次来压。切眼到基本顶初次来压时工 作面推进的距离称为基本顶初次来压步 距,一般为 20~35m。此后,工作面进入正 常采煤时期。

3.基本顶周期来压

基本顶初次来压后,随着工作面的继续 推进,基本顶岩梁会发生周期性的断裂下沉, 工作面内也周期性出现顶板下沉加快、煤壁 片帮严重、支柱受力增大,甚至顶板出现台 阶下沉等现象,称为基本顶周期来压(图 3-9)。基本顶岩梁周期性断裂的距离称为老 顶周期来压步距,一般为基本顶初次来压步距的 1/2~1/4。

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