煤业33011与31011工作面之间下分层煤柱安全开采项目投资立项计划书

下面分析这四种顶板的结构特征及对其稳定的影响。

煤柱下方顶板结构特征及稳定性煤柱两侧的上分层工作面回采后，在采空区侧向支承压力作用下煤柱两侧煤体的完整性相对差点，般顶板岩层结构较好，但支承压力较大，易发生片帮，顶板稳定性较好，现场应采取紧跟前滚筒移架确保支架有较高的初撑力等方法来保持顶板稳定。

上分层巷道下方顶板结构特征及稳定性上分层工作面回采以后，两顺槽顶板基本垮落，但由于煤柱的支撑作用，靠近煤柱附近的巷道下方可能存在空隙，因此采用高水充填材料充填空隙胶结冒落的煤岩体，充填胶结高度达到，因此，该范围顶板管理比采空区下方破碎顶板好管理压力小于煤柱下方顶板，但由于胶结顶板强度还是小于原生顶板，现场应采取紧跟前滚筒移架确保支架有较高的初撑力等方法来保持顶板稳定。

采空区下方工作面顶板结构特征及稳定性采空区下方顶板结构可归为碎裂顶板，顶板压力不大周期来压不明显，但顶板破碎下沉量较大，该范围顶板管理不在本课题研究范围内，根据以往经验，该范围现场顶板管理应当采取紧跟前滚筒移架严格控制采高采用较大的支架初撑力等方法来确保顶板的稳定性。

瓦斯尾巷下方工作面顶板结构特征及稳定性位于瓦斯尾巷下方的顶板通过高水充填材料充填后，顶板稳定性比上分层巷道下方顶板好比煤柱下方顶板差，但压力小于煤柱下方，回采时紧跟前滚筒移架采用较大的支架初撑力等方法来确保顶板的稳定性。

总之，上分层回采后改变了下层煤开采时的覆岩破断和移动特征上分层采过后由于上覆岩层已遭受了大范围的破断和运动，整体性和稳定性已经发生了变化，故在下分层开采时，覆岩破断和移动特征发生了明显的变化。

因此在工作面回采过程中其矿山压力显现和单煤层工作面的开采不同。

主要表现为没有周期来压或者周期来压不明显工作面超前支承压力较小应力集中程度降低支承压力分布平缓，但是端面顶板冒落较多顶板下沉量较大煤柱下方工作面顶板压力较大等现象。

回采时及时移架紧跟前滚筒移架维修好乳化液管路和液压支架的液压系统，保持乳化液管理不漏液，保证支架初撑力达到额定工作阻力的，支架能达到额定工作阻力，确保顶板的稳定性。

液压支架工作阻力计算液压支架工作状态的确定处于支架与围岩相互作用体系中的支架工作状态是支架与围岩关系的综合反映，也是基本顶的位态直接顶支架以及底板力学特性的综合体现。

分析掌握支架的工作状态，对于及时调整和保持支架良好的工作状况良好的支架与围岩关系具有重要意义。

支架与围岩的工作状态有三种情况，分别是给定变形给定载荷和处于这两种情况之间。

当直接顶坚硬时，支架围岩体系的变形量主要由支架承担。

因此，可把直接顶视为似刚性体，此时，支架的工作状态为给定变形工作状态，即基本顶的给定变形经直接顶全部传到支架上，因此，顶板的下沉量由基本顶的回转量决定。

当直接顶软弱破碎时，支架与围岩体系的变形量主要由直接顶来承担，相比之下，可视直接顶的刚度为零。

此时，基本顶的回转变形压力被直接顶的变形所吸收，支架所承受的载荷为直接顶的重量。

支架处在给定载荷工作状态。

当直接顶介于软弱到坚硬时。

支架与围岩体系的变形量是由直接顶和支架共同分配的。

支架的工作状态是处于结定变形状态还是处于给定载荷状态，是由直接顶刚度和支架刚度的相对变化决定的。

当支架处在给定变形工作状态时，支架应具有足够的支护强度和可缩量当支架处在给定载荷工作状态时，支架应具有足够的稳定性。

工作面回风顺槽与工作面回风顺槽之间煤柱下方的工作面顶板好于软弱型顶板但算不了坚硬，采空区下方顶板属于软弱破碎顶板。

可以将其看成是似零刚度的直接顶，工作面液压支架的工作状态为给定载荷状态。

液压支架工作阻力计算根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为倍采高的顶板岩石重量，周期来压强烈时取较大倍数，周期来压不强烈时取较小倍数，煤柱下方工作面支架取最大倍数即取倍采高的顶板岩石重量计算。

控控试中工作面上覆倍倍采高岩石所需支护强度工作面采高煤层顶板岩石容重，取控工作面最大控顶距支架支护宽度重力换算单位，型割煤时尽量割平顶板并及时清理支架顶梁上的浮矸，这样可以使支架顶板的受力条件得到改善。

保持支架良好的工作状态。

若片帮严重，应垂直于煤壁打贴帮柱。

严格安装规定采高回采。

瓦斯管理加强瓦斯尾巷回风顺槽和回风顺槽空洞空隙充满程度检查，发现充填不满及时停止工作面回采，充填满空洞后才可以进行回采工作。

除正常瓦斯监测管理外，进步加强上分层工作面煤柱下方的瓦斯管理，具体措施如下利用瓦斯尾巷的抽放管路进行采空区抽放。

瓦斯检查工要不定时对切眼及工作面与瓦斯尾巷交叉处的瓦斯浓度进行检测，发现有瓦斯浓度超限，立即停止作业进行处理。

在瓦斯尾巷下方悬挂便携式甲烷报警仪，随时掌控该处瓦斯浓度变化情况。

在回采接近贯眼时，从工作面平行顺槽方向打钻进行探测，若存在空洞立即用高水充填材料进行充填。

若出现瓦斯异常，方面可以风幛导风方式稀释瓦斯浓度，另方面采取临时开放式抽放。

进步加强人员培训，做好下分层工作面瓦斯监管监控记录等工作，发现问题及时处理或上报矿调度室。

充填材料与工艺高水充填材料简介高水充填材料经七五和八五国家科技攻关，材料本身和相关技术已经完善，在多个矿务局应用该材料实施了沿空留巷，留巷效果良好，即将在兖矿集团南屯煤矿甘肃窑街矿务局海石湾煤矿等矿使用也可以在工作面充填空巷充填等条件下充填使用，曾经在潞安矿务局王庄煤矿兖州矿务局杨庄煤矿进行空巷充填，保证了综采放顶煤工作面安全通过充填后的空巷还可以应用到巷道壁后充填，围岩注浆加固等。

高水充填材料是种能在高水灰比条件下快速凝结的特种水泥，是中国矿业大学承担的国家七五八五重点科技攻关项目的研究成果。

高水充填材料分甲料乙料两部分，按的比例配合使用。

甲料乙料单独与水混合不凝结，为避免管路堵塞和定条件下不冲洗管路创造了条件，而甲料浆和乙料浆旦相互混合则快速凝结硬化。

高水充填材料之所以能够在高水灰比条件下快速全部凝结硬化，是因为其水化反应生成了大量的钙矾石。

钙矾石是含结晶水最高的水化物中最为常见的种，这是高水充填材料不同于般水泥材料的最显著的特点之。

与般的水泥类材料相比，高水充填材料具有以下特点高水灰比条件下结石率凝结时间短，早期强度高并可调塑性好，凝结体单轴加压应变达时，其残余强度还能维持在峰值强度的以上。

凝结体具有微膨胀性改变水灰比和添加剂成分就能获得不同强度的凝结体，可以满足不同工程的需要。

单位体积充填材料用量少。

高水充填材料的这种水化硬化反应过程可描述如下强度硬化体胶凝固化水化溶解乙料水化溶解甲料高水速凝材料高水充填材料充填体呈现明显的塑性材料特征，在压力作用下可以允许较大的塑性变形，强度衰减比较缓慢，可以维持较高的残余强度。

通过我们与有关设备厂家共同努力，研究开发了简单的充填泵，该泵能够保证同时进浆同时出浆，甲乙料等量，从根本上保证了巷旁充填体的质量。

高水充填材料主要分为两类类是在水灰比为的条件下，充填体只需高水充填材料，凝固后强度达到以上，主要应用于采空区空巷充填等第二类材料水灰比在以下，通常在的条件下，充填体只需高水充填材料，凝固后强度达以上，主要应用于沿空留巷围岩注浆加固等。

充填工艺高水充填材料分甲料和乙料两部分，甲料乙料按的比例配合使用。

由于甲料乙料单独加水搅拌不凝结，而旦混合则凝结硬化，凝结速度可以控制在分钟。

为防止浆液在搅拌运输过程中凝结堵塞管路和充填泵等设备，需分别搅拌和泵送甲料浆乙料浆。

因而，应采用双液充填工艺充填泵站布置采用台流量为的双液充填泵充填。

甲料乙料各配台搅拌桶，每台搅拌桶容积，搅拌桶附近布置料场，充填泵站布置在胶带顺槽下分层，具体位置与矿方共同确定。

料场要适当垫高，防止堆放的高水充填材料受潮，并且实行挂牌管理，严禁混放。

充填泵及搅拌桶放平，甲料乙料个搅拌桶上方分别各接趟寸水管供水搅拌桶较高，为了便于工人上料，需要搭台阶。

试验系统用清水试验搅拌桶充填泵充填管路及充填点与泵站之间的联络是否正常，切正常后就可以进行充填浆液。

上料搅拌根据设计的水灰比加入适量的水，若采用水灰比为时，每桶次上水，然后每桶加高水充填材料，加甲料及加乙料添加剂各。

注意加甲料加乙料不能混加，搅拌时间不少于分钟，搅拌均匀达到搅拌时间要求的浆液才能泵送。

泵送与清洗设备将充填泵的吸浆笼头放到搅拌均匀的搅拌桶中，开动充填泵进行泵送。

在泵送过程中，要注意甲料乙料两种浆液是否等量，如果不等量要及时清洗查找原因。

浆液泵完后及时泵送清水，清洗充填泵和管路，直到清洗干净，同时清洗干净搅拌桶。

每次充填工作结束后，专人撤洗充填泵的泵头，及时做好保养工作。

因故暂停分钟充填就需要清洗充填泵和管路，防止堵塞。

充填过程注意事项在严格按照要求进行施工，在充填过程中还应注意以下事项若出现电气或设备故障时，充填点人员应立即将混合管从混合器上取下，用高压清水进行冲洗，防止混合管堵塞泵站人员应观察甲乙料的吸入情况，出浆流量是否致，出现异常应立即进行处置充填点人员应密切观察充填袋周围顶板特别是充填袋本身变化情况，出现问题应立即进行处理加强泵站与充填点的联系十分重要，及时通报相互间存在的问题以及解决的方法途径，确保充填工序连续进行。

对每袋高水充填材料，必须彻底将袋里的高水充填材料完全倒净，袋子里不能留下点高水充填材料，对于高水充填材料的使用，只要使用就必须整袋使用，且要到净。

人员配备设置充填的班组成员共人，其中班长人，机电工名负责泵搅拌桶的操作及维护保养，另外人负责泵站及充填点的工作。

机电工负责搅拌桶注浆泵的开启及设备维护操作。

运料工负责将高水充填材料从堆放点搬运倒入搅拌桶，同时负责往搅拌桶加入定量的水等工作。

充填工充填期间负责从混液器到充填袋管路控制及与注浆泵操作员的通讯联系充填袋堵漏等工作。

清洗工负责充填前充填后搅拌桶注浆泵的清洗工作。

说明在充填前和充填过程中名机电工检修充填设备充填管路外。

其余人员到泵站进行上料充填等。

准备事项及经济效益核算需要准备的材料及设备购买或维护充填设备台充填泵，台使用，备用台搅拌桶，台使用台备用，及相关配件，特别是易损件的购置，共同确定泵站的摆放位置购买高水充填材料。

成本概算设备费用充填设备清单及费用见表所示。

表