神東石圪臺煤礦淺埋藏房柱式采空區(qū)下動載礦壓防治探究

內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)研究院 014000

摘要：為保證近距離淺埋煤層群采空區(qū)房柱綜采的工作面可以安全高效的開采，往往會使用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式來研究近距離淺埋煤層群采空區(qū)房柱下支架支護的強度。本文就工程基本概況進行分層，探討回采過程中遇到的問題，并提出有效的解決策略，進而更好地保證采空區(qū)下近距離煤層工作面支架支護的強度

關(guān)鍵詞：采礦區(qū)；近距離煤層；支架支護強度

1.前言

就目前而言，我國在采空區(qū)房柱下方長臂開采方面已經(jīng)具有一定研究與實踐，但是近距離淺埋煤層群房柱采空區(qū)綜采方面則沒有充足的研究。這樣淺埋層的頂板結(jié)構(gòu)就難以穩(wěn)定，如果頂板破斷臺階就會下沉，更甚者導(dǎo)致發(fā)生壓架的事故，且基本頂?shù)钠茢噙\動也容易波及地表，導(dǎo)致工作面發(fā)生動載的現(xiàn)象。

2.工程概況

2.1煤層概況

該工程工作面的煤層起伏不大，呈現(xiàn)正坡回采，平均煤厚四米。其煤層基本是穩(wěn)定的煤層，其中局部煤層的頂部有零點二到零點六米的砂質(zhì)泥巖類夾矸。如果局部煤層因為沖刷構(gòu)造受到影響，影響范圍預(yù)計累計是一百二十米，且在十九聯(lián)巷和二十聯(lián)巷之間存在兩個不同的斷層，兩個斷層都是正斷層，其傾斜角分別是六十三度與六十五度，而落差則是二點八米與零點八米，受斷層影響深達八十米，煤層之上覆基巖在五十五到一百二十五米之間，其中柳根溝的流域比較薄弱，而松散層在五十米以內(nèi)，其中柳根溝的南側(cè)比較厚。

2.2煤層頂?shù)牡装迩闆r

頂?shù)装逯饕享?、直接頂與直接底三個部分，其中老頂中主要是中粒砂巖、粉砂巖與細粒砂巖、粉砂巖，其厚度通常是在11.58到19.02米之間，其中中粒砂巖顏色是灰色，成份主要以石英長石為主，含量比較高的就是暗色礦物，這類巖石比較容易膠結(jié)。而粉砂巖的顏色主要是灰色，其層面包含完整植物葉片的化石，且包含磷鐵質(zhì)的透鏡體，呈現(xiàn)出塊狀層理。

而直接頂中主要為中粒砂巖、砂質(zhì)泥巖、細粒砂巖與粉砂巖，厚度在4.68到13.52米之間。中粒砂巖的顏色主要以灰白色、白色為主，其成份主要是石英石，其次是長石。

其中直接底主要為細粒砂巖與粉砂巖，厚度一般在4.28到15.84米之間，粉砂巖的顏色是灰色。

3.在回采過程中所遇到的問題與處理方法

3.1過房采的采空區(qū)

該工程工作面綜采共有兩段，其上覆是房采的采空區(qū)。而首段房采的采空區(qū)中距切眼主要是0-150.36與175.24到310.62米之間，而寬是285.74米，長是92.36米，且影響機頭到45架；其中第二段房采的采空區(qū)與切眼相距1256.99到1500.79米，寬是243.8米。由于房采回采實際地質(zhì)條件與情況不詳，其中房采采空區(qū)的尺寸與位置從圖一可以看出[1]。

圖一 房采采空區(qū)尺寸與位置圖

圖二 柳根溝尺寸與位置圖

3.2過柳根溝

其中柳根溝與切眼相距1473.28到1781.41米，寬是308.13米，穿插在整個的工作面中，下坡段寬則在42.32-77.62米之間，其中溝底處寬在80.89到108.17米之間，上坡段寬70.86到98.30米，而下坡段傾斜角在21度到35度之間，而上坡段傾斜角則在18度到23度之間。而柳根溝尺寸與位置從圖二中可以看出。

3.3動載礦壓的防治措施

（1）需要每天堅持召開礦壓的分析會，按照地表礦壓、下沉、監(jiān)測威震與裂縫分析，可以預(yù)測來壓區(qū)段與來壓時間。

（2）高層管理者必須實時監(jiān)測生產(chǎn)的整個過程，更好的檢查工作面的架前漏矸以及煤壁的片幫，還有嚴格檢查工作面的氣體正常狀況以及跨落實際情況，同時檢查實際情況必須及時反饋，使得相關(guān)管理者以及部門可以采用有效措施，有針對性的進行治理，最大限度的預(yù)防工程中的問題。

（3）當(dāng)作面來壓時，除煤機司機、支架工（專人負責(zé)升支架初撐力）、崗位人員及跟班隊長外，其他工作人員可不叫進入工作面，且機頭機尾的崗位工、機尾專職的瓦檢員與馬蒂爾的司機還要設(shè)立警戒。

（4）而進入工作面的工作人員需要配備完好相關(guān)氧氣的便攜儀與壓縮氧自救器，以便不時之需。

（5）在生產(chǎn)的過程中還要確保工作面達到兩暢通、三直與兩平。

（6）臺司機的工作面監(jiān)護支架壓力必須嚴格控制，如果壓力沒有達到規(guī)定的初撐力就不可以喊話，因此在預(yù)警過程中，必須要壓力達到規(guī)定初撐力才可以進行喊話，否則只會影響工程進度。

（7）相關(guān)管理者把生產(chǎn)過程中的淋水、煤壁片幫、安全閥開啟、活柱下沉、漏矸與氣體采空區(qū)的垮落等情況進行如實記錄，然后總結(jié)出相關(guān)規(guī)律。

3.4防切頂?shù)拇胧?/p>

（1）需要做好礦壓的觀測，總結(jié)該工程綜采工作面中過柳根溝施工過程中具體礦壓的規(guī)律，再利用礦壓顯現(xiàn)的現(xiàn)象、微震監(jiān)測與地表沉陷等方式，以及結(jié)合礦壓實際觀測的規(guī)律，預(yù)判實際的來壓時期[2]。

（2）還要對工作面的推進進度進行嚴格控制，在沒有壓力區(qū)域必須確保煤機可以勻速的推進，且推進速度不可以超過每分鐘六米，在來壓過程中該有提高推進的速度，同時按照現(xiàn)場實際情況在來壓區(qū)來加刀，確?？梢员M快的經(jīng)過來壓區(qū)。

（3）在生產(chǎn)的過程中相關(guān)煤機司機必須嚴格控制工程的質(zhì)量，把采高調(diào)整到3.8至4.3米之間，確保頂?shù)装宓钠秸?/p>

（4）生產(chǎn)的過程中相關(guān)支架工必須及時與機移架、擦頂移架的支護頂板進行結(jié)合，同時調(diào)整支架的架型，確保前梁接頂?shù)膰烂埽€要使支架的初撐力要達到252bar，保證護幫板可以及時的打出，當(dāng)漏矸嚴重時還要及時的拉超前架。

（5）在生產(chǎn)的過程中還要控制臺司機在監(jiān)護工作面方面支架壓力的情況，如果工作面壓力出現(xiàn)異?；蛘呤菦]有達到規(guī)定的初撐力就要及時的喊話；

（6）如果兩端頭的懸頂最遠距離大于二十米，以及懸頂超過四架時必須實施頂板深孔的預(yù)裂處理。

（7）在生產(chǎn)的過程中，如果發(fā)生連續(xù)多刀煤壁炸幫、片幫與立柱安全閥的開啟量連續(xù)增多現(xiàn)象，或者是出現(xiàn)其他情況，相關(guān)管理者必須及時的向上級匯報，提前將預(yù)警與撤離情況準(zhǔn)備好，只有這樣，當(dāng)出現(xiàn)情況，才可以及時的進行警報的處理，進而避免工程質(zhì)量受到影響。

參考文獻：

[1]孔憲法，楊永康，康天合.采空區(qū)下近距離煤層工作面支架支護強度確定[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2013，24（06）：50-53.

[2]郭衛(wèi)彬，劉長友，康慶濤.淺埋近距離房柱采空區(qū)下頂板活動規(guī)律與支架支護強度計算[J].煤礦安全，2014，34（10）：35-38.