综放工作面顶板灾变运动形式及防治技术研究

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酸刺沟6上105-2工作面在初采阶段曾发生顶板灾变运动,主要表现为采空区飓风和工作面压架两种破坏形式,给工作面安全高效生产提出了挑战。  工作面顶板结构复杂,多为砂岩、泥质胶结、整体强度中硬偏软。工作面地质条件和生产条件是顶板灾变运动形成的根源,首先,采空区飓风事故的形成是工作面直接顶大面积整体垮落的结果,其中,工作面顶煤在支架前立柱后方约800mm超前冒落,直接顶(含砾粗砂岩)抗拉强度4.823MPa,呈现半厚上位直接顶悬顶结构,其厚度 ZM=10m,以周期性垮落的运动形式为主,当工作面顶煤过分放出时,仍会以整层厚度在切顶线后整体垮落,这也是采空区飓风事故形成的主要原因,老顶运动以周期性断裂运动为主。采用深孔预裂爆破提高采空区充填率防止采空区飓风事故,放顶孔垂深不小于25m。  经过分析认为,工作面压架事故的直接原因是支架工作阻力的不足。从顶板运动方面讲,主要是老顶周期性断裂回转空间大造成的。支架在“给定变形”及“限定变形”条件下,仍有压死支架危险。综上所述,必须从改变支架工作状态和提高采空区充填率等2方面入手,提出并实施了支架“限定变形”工作状态+“采空区留顶煤间隔煤垛”2项主导技术。其中预留采空区顶煤煤垛技术有“采空区留交错条形间隔煤垛”技术,在该技术基础上经过实践优化,提出了“全工作面一线双十架放煤”技术。经过实践,所留煤垛较好的控制了工作面顶板下沉量,实测来压时工作面顶板下沉量一般不超过150mm,避免了顶板冲击和压死支架情形。
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