区段防水隔离煤柱留设探讨.pdf

衄 科苑论谈 浅谈磁力起动 器控制按 钮接线方式的改进 1 、现状分析。在煤矿生 产中，工作 面使用的刮板运输机在延槽 、缩尾的移设 工作中，经常遇到点动控制的问题，井下 控制运输机的磁力起动器和控制按钮 的接 线一般都采用正常起动方式接线 ，即控制 按钮接线顺序与磁力起动器控制接线 柱 1 、2 、9相对应 ，欲称“ 1 2 9 ”接线 法 ， 此接法的缺点是点的控制效果不好 ，无法 适应现场工作 的需要 ，为 了完成生 产任 务 ，工人们经常剁掉控制按钮 ，扒破电缆 外皮明火点动控制，这不仅损坏 了机电设 备，而且属于严重违章作业 ，对安全生产 有重大隐患。 2 、 改进思路 。为了解决实际工作 中的 点动控制问题 ，通过对有关磁力起动器控 制线路电气原理进行分析 ，采用仅改动控 制按钮的两根接线，就能实现运输机正常 起动和点动控制。 3 、 改进后的工作原理。下面以 Q C S 3 - 1 2 0磁力起动器为例 ，对磁力起动器与远 方操纵的控制按钮接线顺 序由原来 的 1 、 2 、 9改为 1 、 9 、 2即可 ，改进前后的原理见 图 1 。 3 ． 1 正常起动 。按下 Q A起动按钮 ， 中 间继电器 J吸合 ， 交流接触器 C吸合 ， 由于 七 煤集 团东风 煤矿王 文龙张继权刘 杰 中间继电器 的辅助接点 J 1的 自保作用 ， J 保持吸合 ， C也保持吸合 ；当按下 T A停止 按钮 或 电源停电 ， 中间继电器 J断电释 放 ． 交流接触器 C也断电释放 3 ． 2点动起动。将 T A停止按钮先压下 现场 的做法是将停 止按钮护圈壁上钻个 孔 ， 按下按钮后 ， 用铁 线头插入使之不能弹 起 后 ， 切断 2号 自保 线 ，由 Q A起 动按钮 直接 控制 1 、 9号线 ， 当 Q A用 手 按下时 ， 中间继 电器 J吸合 ， 交 流接 触 器 C也 吸 合 ，当抬起手时， Q A 断开 1 、 9号线 ， J和 C 释 放 。 拔出插 在 T A停 止按钮护圈上的铁线 头，又转到正常起动 状 态 。 4 、 改进后的效果 和效益。 1 适应井下 生 产工作 的需要 ， 经 I 。x ．s 毛 D I D w 实践效果良好。 2 为杜绝违章明火操作刮 板运输机提供可靠 的电气性能方面的保 证 ， 可实现减少电气设备的失爆率 ， 从而减 少了瓦斯爆炸事故的发生，有力的促进 了 煤 矿 的安全生 产 。 图 I 改进后接线及愿理图 区段 防水隔离煤柱留设探讨 东风煤 矿七 井开 采的 6 9 煤 层顶 板 砂岩 有 良好 的 富水 性 ， 采 面开采 后在 老塘积 存有 大量 的老塘 水 ， 影 响 正常 的采掘 布置和安 全生 产。 但由 于对 6 9煤岩 层力 学 参数 缺乏必要 的测试 资料 ，而邻 近矿 井又 无相关 资料 可借鉴， 因此很难确定合理的煤柱尺寸， 为确保安全生 产 ， 摆 脱老 塘水 害 的威胁 ， 并 为 以后 6 9煤 层深 部 开 采 提供理 论依 据 ，东风 矿生产科 汇 同集 团公 司等有 关 部 门对 6 9层，采煤面隔离煤柱留设参数进行测试和确 定 。 1 ， 工 作面基 本情况 。工 作面位 于 东风矿 七井 下 山 东翼第三区段， 上部为 6 9层 4 1 1 工作面采空区 ， 下部 为实体煤 ， 西面为三采区下山， 东边为井田边界 ． 工作 面走 向长 9 5 7 M， 倾斜 长 1 4 5 M， 面积 1 3 ．8 8万 M 6 9层煤 倾向约 N 4 7 E ， 倾角 l 3 ． 5度 ，除 受断 层影 响 外 ，远离 断层煤 层较 稳定 ，平 均煤厚 1 ． 3 5 ，采面 内煤 呈块状 和片状 ，煤层 为低灰 、低硫 、高发 热量 ，优质 1 ／ 3焦 煤 煤 层 直接 顶 为灰 色 砂 质 泥 岩 ， 厚 1 ． 5 2 ． 0 M，岩 性较 致密 ，抗压 强度 为 3 9 ．4 4 3 ．9 MP A，F值 为 3 - 5 ，老顶 为细砂 岩 ，厚 7 9 M直 接底 为土 灰 色 、 砂质泥岩，遇水易膨胀，底鼓现象严重。4 1 3工作面 上部 的 4 1 1 工作 面 回采 ， 由于顶板 岩层 富 水性 强 ，采 空区存 有 大量的 老塘 水 ，1 9 9 5年 1 1 月份 测得 采 空 区 积水量约 1 ．6万 M ，水头高 度为 1 2 M，预计 最大 积水 量可达 3 - 6万 M ，最大 水头 高度 可达 2 1 ． 4 M，对 安全 生产构成 了威胁 2 、 煤层 力学参 数最 I 定 。 经采样 、 煤 样试 件试验 法抗 拉 强 度测定 ，测 得 6 9层煤 极 限抗 拉 强 度 为 4 4 N ／ C M 即 0 ．4 4MP a 。 3 、 截 水煤柱 的 留设计算 。根 据 4 1 3工作 面 的基本 东风煤 矿史彦 明 情 况和其 上部 4 1 1 采空 区的 积水 量和 水压 预计 ，截水 煤 柱的 留设 可用 以 下方法确 定 1 、 若 仅考 虑 抵抗 水 压 力 P时 ， 防水 煤 柱 厚 度 A 可按 下式计 算 A 0 ．5 B-4 3 P ／ K 式 中 B 一 巷 道宽度 或高度 ， M P 一水压 ． MP B K r为极限抗 拉强 度 ， MP A K P 广 煤 层允许 抗拉 强度 、 M P A K e r K ／ M， M 为安全 系数 取 2 - 1 0 根 据 4 1 3工 作 面的 具体 情 况 ， 回风巷 下 宽 3 _4 3 ． 6 M取 3 ． 5 M． P根 据 预 计 的 最 大 水 头 高 度 约 为 0 ． 2 l 4 MP A，煤 的极 限 抗 拉 强 度 测 得 为 4 4 N ／ C M 即 0 ． 4 4 MP A按安 全系数 1 0考虑 ． K 约 为 0 ． O 4 4 。所 以 ， 防水煤 柱应 为 A 0 ． 5 B √3 P ／ K 0 ． 5 x 3 ． 5 , ／ 3 x 0 ．2 1 4 ／ 0 ．O 4 4 7 M “ 规 程 执 行说 明 ” 规 定 ， 掘 进 巷道 与积 水 体之 间 的隔 离煤 岩 柱 ， 其最 小垂距 不得小 于巷道 掘 凿高 度的 l 0倍 ， 4 1 3工作 面 回风 巷掘 凿高 度 为 2 ．4 M， 因此 ， 隔 离 煤柱应为 A 2 ．4 l 0 2 4 M 根 据 以上计算 和规 定 ， 若 考 虑抵抗 水压 P时 ， 隔离 煤柱 应 留设 2 4 M 2 、 按 4 1 3工 作 面开 采后 其 导水 裂 隙带 和工 作 面 的裂 隙带不 沟通考 虑 ， 截水煤 柱的 计算如 下 导 水裂 隙带的 高度 计算 可用 公式 H l i 1 0 0 ∑M ／ 1 6 E M 5 ．0 5 ．6 式 中 H l i 一 导水 裂隙带 高度 ， M ∑M 一 累计采 厚 ， 单层 采厚 l 一3 M， 累计 采厚 不超 过 l 5 M 一 公式计算 中的 误差 ， 取 号 根 据 4 1 3工作 面的基 本情 况 ， 平 均煤厚 1 ． 3 5 ， 所 以 其导 水裂隙带 最大 高度 为 Hl i 1 0 0∑M／ 1 6 ∑M 5 ．0 5 ． 6 1 O 0 1 ． 3 5 ／ 1 ． 6 1 ．3 5 5 5 6 2 4 l M1 4 1 1 工 作面开 采 后 ，造成 的下 山垮 落 角约 6 2度 ， 预计 4 l 3工 作 面开 采后 ，其 上 山垮 落 角 约 7 0度 ，因 此按 两工作面 采后造 成的 导水 裂隙带 不沟 通考 虑 ，其 防 水 煤 柱 宽 度 为 A 2 4 ／ t g 6 2 。 2 4 ／ t g 7 0 。 1 2 ． 7 6 8 ．7 3 2 1 ． 5 4， 截 水煤 柱留设 的可 靠性 分析 根据 对截 水煤 柱 留设 的计算可 看出 、 仅 考虑抵抗 水 压 P时 防水 煤柱 留 设的宽 度 对煤层 与含 水层或 充水 断层 直接接 触 ， 是 安 全的 ， 但 对 于受 采动 影 响的煤 体 ． 对隔 离采 空 区水 ， 按 公式计算 的煤 柱宽度 是不 够的 ，这 是因为 若考 虑随 着 水头压 力增 高 ，从 上部导 水 裂隙带 进入 到 4 1 3采空 区 仍有 可能 ， 而按 4 1 3工作 面开 采后 、 其 导水 裂隙 带和 工 作面 的裂隙带 不沟通 考虑 的截 水煤 柱 ，即使水 头高 度 超 过 2 4达 到 4 8甚 至 1 0 0多米 ，由 于上部 已没 有裂 隙 通道 ， 它 仍是安 全的 ， 5 、 结 论。根据 以上分 析可 以看 出， 按 4 1 3和 4 1 1 两 个 lr作商开采 后导 水裂隙 带不 沟通考 虑 。截水 煤柱 是 最安全的，特别是4 l l 工作面采空区预计的水头高度 只有 2 l 4 M， 小 于导 水裂 隙带 的 高度 2 4更为 安 全。 因 此 ，最后 确定 东风矿 七井 4 1 3采 面上 部隔 离煤 柱留 设 宽度 2 4 M 目前 ， 4 1 3 采 面 已经 回采完 毕 ， 采 面正常 涌水 量 在 3 0 M3 ／ H以下 ， 没 出突 水事 故 ， 为 6 9煤 深部 开采 的防 水 设 计提供 了理论依 据 。 嚣方控舒投曩 0 维普资讯