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近距离上保护层开采下伏被保护层卸压效应研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

开采保护层是目前世界上公认最可靠和有效的区域防突措施。开采保护层对被保护层所形成的卸压作用是非常均匀的,保护层开采后,破坏了原岩应力的平衡,围岩体发生卸压、膨胀,同时产生大小不同的裂缝,煤岩透气性增大,使得瓦斯流量增大,瓦斯的排放,引起煤层瓦斯压力的下降和瓦斯含量的减少,从而使煤层瓦斯潜能降低,突出危险性减小甚至消除[1-5]。这一系列变化起因于岩、煤层的变形与移动,变形与移动愈大,卸压愈充分,保护效果也愈好。在保护作用中,卸压作用是引起其他变化的基础与决定因素[6-8]

1 工程概况

平煤六矿井田内主要可采煤层为丁组煤层、戊组煤层。2011年11月河南理工大学对戊组煤层进行了突出危险性鉴定,鉴定结果为:矿井是煤与瓦斯突出矿井,其中戊8煤层在鉴定范围内煤层为非突出煤层,戊9-10煤层在鉴定范围内煤层为突出煤层。

平煤六矿戊8煤层平均煤厚1.86 m。戊8煤层下距戊9-10煤层平均13.38 m,戊9-10煤层平均煤厚为2.5 m。戊8煤层赋存稳定,瓦斯含量、瓦斯压力较低,无突出危险。根据上述规定,可以将戊8煤层作为戊9-10煤层的上保护层开采。此次保护层开采主要在戊8-22290工作面进行。戊8-22290工作面位于六矿二水平戊二下延采区,西部为戊二下延轨道保护煤柱,东部为四、六矿边界,本煤层南部为未采动实体,北部为戊8-22310采空区。此次主要采用被保护层煤层膨胀变形量指标在戊8-22290工作面开采后对戊9-10煤层保护效果研究。

旅游院校思政教育工作很重要,这项工作的有效开展能够全面提升旅游人才的思想政治水平,觉悟水平,道德素养水平,是优秀旅游人才培养的关键。在新时期,旅游院校思政教育工作要不断实现教育内容和方式的创新,增强教育的新引力和感染力,这样,教育的效果才能保障。而在旅游院校思政教育中,应用新主旋律电影方式开展教育活动,有助于教育效果的提升,相关教育者要重视新主旋律电影的创新应用。

2 试验模型设计

在戊8-22290工作中切距运输巷60 m处,向戊8-22290采面方向掘进一条戊9-10煤层底板巷。巷道沿戊8煤层底板施工,10 m处变坡23°往戊9-10煤层底板施工,保证巷道顶板至戊9-10煤层间距10 m,整条巷道长约80 m,钻场平面布置如图1所示,剖面布置如图2所示,在该底板巷内布置1号钻场。

  

图1 中切眼底板巷剖面Fig.1 Floor roadway profile of middle cutting hole

  

图2 1号钻场钻孔布置剖面Fig.2 Section of boreholes layout in No.1 drilling field

1号钻场各钻孔布置参数见表1。

1号钻场施工2个上向穿层钻孔,其中1-1号孔和1-2号孔2个钻孔用于观察保护层开采后被保护煤层的膨胀变形量。

 

表1 1号钻场钻孔参数布置Tab.1 No.1 drilling site drilling parameters layout

  

序号孔号方位角/(°)倾角/(°)孔深/m见止煤深度/m11-1号90452721.5~25.521-2号90185844.5~56.5

3 被保护煤层膨胀率分析

此次煤层膨胀变形考察布置2个测孔,测点布置在戊8-22290煤层中切眼底板巷中的1号钻场内,测点布置在距戊8-22290工作面临时终采线水平距离10 m位置,每个测孔布置2个基点,分别位于戊9-10煤层顶板1 m处和底板1 m处,便于安装和消除误差,以测定戊9-10煤层的膨胀变形规律,戊9-10被保护层煤层相对膨胀变形现场考察钻孔布置参数见表1。现场施工时,用深部基点法测定戊9-10煤层顶底板相对位移,钻孔安装ZKBY-Ⅱ型顶板离层仪如图3所示。

煤层膨胀变形量是衡量保护层开采的一个重要指标,其不仅反映了瓦斯的排放情况,也表明了地应力的变化。为了研究戊9-10被保护煤层在戊8保护层开采后的变形膨胀情况,现场实测时,采用ZKBY-Ⅱ型机械式多点位移计对戊9-10煤层变形膨胀情况进行观测。

  

图3 ZKBY-Ⅱ型顶板离层仪Fig.3 ZKBY-Ⅱ roof separation meter

据《保护层开采技术规范》,在采用被保护层的膨胀变形量进行效果考察时,其最大变形量需大于3‰。由图4可以看出,在戊8-22290工作面推进过程中,被保护层变形呈现压缩、膨胀、膨胀减小到稳定的变化规律。保护层开采初期,钻孔处于保护层采动影响范围外,煤体几乎未发生变形;在保护层工作面推进过程中,戊9-10煤层由于采动作用,煤体在超前支承压力影响下产生压缩变形,煤层被压实,这一变形属于短期弹性变形,随即在工作面推进时变形恢复。随着工作面的逐渐推进,被保护层工作面进入采空区,煤体此时变为塑性体,产生塑性不可恢复膨胀变形。

  

图4 9-10煤层膨胀变形规律与工作面推进距离关系Fig.4 Relation between the law of the expansion of coal seam deformation and the advancing distance of working face

在煤层顶底板各安装一对锚头,为减少锚头与钻孔的摩擦,将锚头前端加工为弹头状,利用6 mm钢丝绳与刻度尺连接,在保护层戊8-22290工作面开采过程中,被保护层戊9-10煤层在采动影响下发生膨胀变形,牵引刻度尺移动,钻孔打完安装基点后开始观测,在基点超前工作面40 m以前或基点未明显运移前每天观测一次;在基点超前工作面40 m或基点明显运移至煤壁之间每班观测一次;此后(工作面过钻孔期间)每2 h观测一次,戊9-10煤层膨胀变形规律与工作面推进距离关系如图4所示。由于回采后采空区垮落问题,采用远距离观测,时间在2个月左右。

(1)保护层开采后,被保护层的应力变形状态、煤体结构和瓦斯动力参数都将发生显著的变化。在时间上,卸压作用是最先出现的,卸压过程甚至有时在保护层工作面前方10~20 m处开始。在工作面后方,膨胀变形速度加快时,瓦斯动力参数才发生变化,参数变化次序:开采保护层→岩层移动变形→被保护层卸压、地应力下降→被保护煤层卸压产生膨胀变形→煤层透气性增加→煤层瓦斯压力降低→煤层应力进一步降低煤层力学强度提高。

(1)冠状动脉CTA成像技术的应用群体。临床适用冠状动脉CTA成像技术的患者群体主要包括疑似且不典型冠心病患者、冠心病症状的瓣膜病(换瓣前)、冠状动脉粥样硬化斑块状况检查。

现场测得的戊9-10煤层相对膨胀变形最大值达到24.8‰,结果远在3‰之上,符合《保护层开采技术规范》相关标准,说明被保护层煤层在保护层开采过程中达到充分卸压,为大量抽采卸压瓦斯提供了便利条件,对保护层开采防突效果具有指导意义。

4 结论

分析 本题题干中涉及到几个新概念.对纠错码理论([5])有了解的读者可以发现,题干中的空间Sn实际上是二元域上的n维线性空间,距离d(A,B)实为纠错码理论中熟知的Hamming距离.毫无疑问,这些概念与情境是考生之前在任何复习参考书上都难以见到的,题目对任何考生来说都是陌生的,有效地保证了考试的公平性.当然,任何考生解答此题无需纠错码理论背景知识,但是肯定需要准确地把握到距离d(A,B) 的意义,即:

从图4可以看出,当戊8-22290保护层工作面推进到距离1号钻场膨胀变形量测试钻孔时40 m附近时,戊9-10煤体产生压缩变形,变形速度比较缓慢,当距离钻孔10 m时绝对压缩变形量达到极限值30 mm,相对压缩变形量为12‰;随着工作面进一步向钻孔靠近,压缩变形幅度有所减小,而且减小速度较快,当工作面推至距钻孔很近时,煤体弹性变形恢复至原始状态,在工作面经过测点钻孔时,煤体迅速塑性膨胀,膨胀速度较快,戊9-10煤层最大膨胀量达到62 mm,相对膨胀变形量为24.8‰;当工作面推过钻孔20~30 m时,戊9-10煤层膨胀变形量稳定在56 mm。

1987-2018年,CNKI数据库收录“职业教育与经济发展的关系”“职业教育专业结构与产业结构的关系”“中等职业教育专业结构与产业结构的关系”3个主题的期刊文献和博硕士论文共计2 578篇,其中以“职业教育与经济发展的关系”为主题的文献2 289篇,占全部有效文献的88.79%,以“职业教育专业结构与产业结构的关系”为主题的文献246篇,占全部有效文献的9.54%,以“中等职业教育专业结构与产业结构的关系”为主题的文献43篇,占全部有效文献的1.67%。文献发文量的时间分布见图1。

(2)戊8煤层作为保护层开采后,戊9-10煤层最大膨胀量达到62 mm,最大膨胀率为24.8‰,远大于《防治煤与瓦斯突出规定》所要求的3 ‰。

(3)保护层工作面回采后,被保护层透气性系数增加,被保护层得到了有效卸压,为下保护层保护范围内突出危险工作面的安全回采提供了条件。

⑲㉚张立民、郑军:《国家审计、产权保护与人权改善——中国特色社会主义国家审计建设历程的回顾与思考》,《审计与经济研究》2009年第6期。

参考文献(References):

[1] 平顶山天安煤业股份有限公司.六矿戊8和戊9-10煤层煤与瓦斯突出鉴定报告[R].焦作:河南理工大学,2011.

[2] 热点专题.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.

[3] 涂敏,缪协兴,黄乃斌.远程下保护层开采被保护煤层变形规律研究[J].采矿与安全工程学报,2006,23(3):253-257.

Tu Min,Miu Xiexing,Huang Naibin.Research on deformation law of protected coal seam mining in remote lower protective seam[J].Journal of Mining & Safety Engineering,2006,23(3):253-257.

[4] 王永安,朱云辉.矿井瓦斯防治[M].北京:煤炭工业出版社,2007.

[5] 黄旭超.保护层开采被保护煤层自卸压效果分析[J].煤矿安全,2011,42(1):113-115.

Huang Xuchao.Analysis of effect of pressure relief on protected seam protected seam[J].Safety in Coal Mines,2011,42(1):113-115.

[6] 程详,赵光明.远程下保护层开采煤岩卸压效应研究[J].煤炭科学技术,2011,39(9):41-45.

Cheng Xiang,Zhao Guangming.Study on coal and rock pressure releasing effect of protected seam mining under long distance[J].Coal Science and Technology,2011,39(9):41-45.

[7] 胡恩宝.新集煤矿远程下保护层开采卸压范围及效果研究[D].合肥:安徽理工大学,2010.

[8] 涂敏,黄乃斌,刘宝安.远距离下保护层开采上覆煤岩体卸压效应研究[J].采矿与安全工程学报,2007,24(4):418-421.

Yu Min,Huang Naibin,Liu Baoan.Research on pressure-relief effect of overlying coal rock body using far distance lower protective seam exploitation method[J].Journal of Mining and Safety Engineering,2007,24(4):418-421.

 
王长平
《能源与环保》 2018年第05期
《能源与环保》2018年第05期文献

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