采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響分析

趙燕濤

（開(kāi)灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦，河北 唐山 063301）

采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響分析

趙燕濤

（開(kāi)灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦，河北 唐山 063301）

適宜的采煤方法是確保采煤工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)，不同的采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響也會(huì)存在差異，如果操作人員不注重對(duì)采煤方法進(jìn)行選擇，將會(huì)導(dǎo)致采煤工作中出現(xiàn)多種隱患。實(shí)際情況中，我國(guó)采煤事業(yè)雖然有了較大發(fā)展，但是受人為因素及外部客觀因素的影響，采煤工作中依舊存在較大問(wèn)題。本文主要分析了采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響，提出了一些建議。

采煤方法：工作面；礦壓；影響

由于各煤層的實(shí)際情況不同，不同采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響也會(huì)存在差異，而這種差異便關(guān)系到采煤工作的質(zhì)量、進(jìn)度，所以合理選擇采煤方法至關(guān)重要。要想更好地提高采煤產(chǎn)量、質(zhì)量，工作人員就必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況科學(xué)合理地分析采煤方法對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理，選擇最佳采煤方法進(jìn)行操作，對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地分析和處理，這樣才能更好地確保采煤效果。

一、工程概述

某礦區(qū)的主采煤層為3煤，傾角為6°、局部為10°；厚為4.23m～7.35m，平均為5m左右。在煤層的中下部，存在著一定的夾矸，有5層，單層厚度為0.2m左右；頂部存在著一定的泥巖以及砂巖，厚度大致為26m左右。節(jié)理屬于裂隙發(fā)育，實(shí)際情況下，煤層并不存在自燃發(fā)火以及煤層爆炸危險(xiǎn)，但相應(yīng)的工作面依舊存在一定的復(fù)雜性。實(shí)際情況中，采煤區(qū)的工作面須設(shè)置一定的支護(hù)，避免工作面產(chǎn)生礦山壓力，以維護(hù)采煤工作面的安全生產(chǎn)。工作人員須對(duì)工作面支撐壓力分布規(guī)律進(jìn)行了解，根據(jù)相應(yīng)情況采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施以及管理措施，加強(qiáng)對(duì)工作面礦壓的觀測(cè)。通過(guò)對(duì)工作面的礦壓進(jìn)行觀測(cè)，工作人員能夠及時(shí)把握頂板的運(yùn)作規(guī)律、初次來(lái)壓、來(lái)壓強(qiáng)度以及周期來(lái)壓的特點(diǎn)，充分了解礦壓的顯現(xiàn)強(qiáng)度以及影響情況，進(jìn)而選擇適宜的采煤方法進(jìn)行操作，以確保采煤效果。

該礦區(qū)主要采用分層開(kāi)采方式進(jìn)行采煤工作，有些工作面也對(duì)放頂煤方法進(jìn)行了應(yīng)用。在開(kāi)展采煤工作時(shí)，工作人員須對(duì)各種采煤方法進(jìn)行合理地評(píng)價(jià)，選擇適宜的支護(hù)參數(shù)、支架形式，這樣才能更好地對(duì)頂板進(jìn)行控制，確保采煤工作安全進(jìn)行。

二、分層開(kāi)采工作面礦壓顯現(xiàn)分析

在對(duì)6各工作面的支架情況進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)處于初撐狀態(tài)的占比為22%～41%、一次增阻狀態(tài)的占比為15%～38%、處于多次增阻狀態(tài)的占比為4%～8%、處于降阻狀態(tài)的占比為8%。如圖1所示，顯示的是分層開(kāi)采工作面支架前立柱運(yùn)轉(zhuǎn)特性分布情況。如圖2所示，顯示的是分層開(kāi)采工作面支架后立柱運(yùn)轉(zhuǎn)特性分布情況。由相關(guān)數(shù)據(jù)可知，前后柱處于初撐狀態(tài)以及一增狀態(tài)的占比符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，表明支架運(yùn)轉(zhuǎn)特性處于正常狀態(tài)。

實(shí)際情況中，在處于非周期來(lái)壓期間時(shí)，支架前柱的工作阻力要比后柱大；而在周期來(lái)壓期間，前柱的工作阻力要小于后柱。在分層開(kāi)采方法下，工作面支架的初撐力為1065kN～2350kN，在額定初撐力中占比為44.35%～74.62%；支架的加權(quán)平均工作阻力為1702kN～2631kN，在額定工作阻力中占比為30.8%～59.20%；支架的最大工作阻力為2208kN～3521kN，在額定工作阻力中占比為40.5%～88.2%，見(jiàn)表1。

表1　分層開(kāi)采工作面支架初撐力和工作阻力表

由相關(guān)數(shù)據(jù)可知，初次來(lái)壓過(guò)程中，工作面中的中部頂板來(lái)壓較快，兩側(cè)則稍慢；在周期來(lái)壓過(guò)程中，工作面中的中部頂板與兩側(cè)來(lái)壓基本一致，具有一定的均勻性。

三、放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)分析

在放頂煤方式下，開(kāi)采工作面處于初撐狀態(tài)的占比為11%～15%、處于一次增阻狀態(tài)的占比為61%～70%、處于二次增阻狀態(tài)的占比為5%～9%、處于多次增阻狀態(tài)的占比為4%～8%、處于降阻狀態(tài)的占比為3%～15%。

放頂煤方式下的工作面在周期來(lái)壓前以及非周期來(lái)壓期間，支架前柱的工作阻力都比后柱的工作阻力要大。支架初撐力為1205kN～2928kN，在額定初撐力中占比為28.83%～64.3%；支架加權(quán)平均工作阻力為2471kN～3534kN，在額定工作阻力中占比為48.4%～73.5%；支架最大工作阻力為2965kN～4308kN，在額定工作阻力中占比為58.1%～85%。放頂煤工作面初撐力和工作阻力表詳見(jiàn)表2。

表2　放頂煤工作面初撐力和工作阻力表

由相關(guān)可知，在放頂煤方法下，工作面的機(jī)頭、中部以及機(jī)尾均表現(xiàn)出不同的來(lái)壓特性，在老頂來(lái)壓過(guò)程中，主要表現(xiàn)為中間部稍快、兩側(cè)則稍慢；工作面中部平均來(lái)壓步距為9.2m，機(jī)頭以及機(jī)尾的平均周期來(lái)壓步距為11.8m。實(shí)際情況中，工作面傾斜方向的支護(hù)阻力以及來(lái)壓強(qiáng)度均也存在一定差異。工作面中部支架有著較高的工作阻力以及較大的來(lái)壓強(qiáng)度；動(dòng)載系數(shù)為1.2～1.5兩端頭支架有著較低的支護(hù)阻力與較小的來(lái)壓強(qiáng)度。與機(jī)頭和機(jī)尾相比，中檢測(cè)站支架加權(quán)平均支護(hù)阻力更大，而且在實(shí)際情況中，頂煤的放出率也與礦壓顯現(xiàn)情況有著緊密聯(lián)系，當(dāng)工作面產(chǎn)量較大時(shí)，相應(yīng)的放出率也就較高，動(dòng)載系數(shù)不斷增大，來(lái)壓步距則不斷縮小。

由于分層開(kāi)采方法具有較長(zhǎng)的來(lái)壓間隔，所以能夠減輕工作面的壓力沖擊，維護(hù)采煤作業(yè)的安全性，操作難度較小。放頂煤開(kāi)采方法則具有較大的來(lái)壓頻率，致使工作面會(huì)受到各種壓力的頻繁沖擊，所以實(shí)際開(kāi)采時(shí)必須設(shè)置相應(yīng)的支架，以確保安全作業(yè)。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)際在進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，放頂煤工作面的支架荷載要比分層開(kāi)采工作面支架大，一般大25%左右。分層開(kāi)采工作面支架后柱工作阻力要比前柱大，放頂煤開(kāi)采工作面支架后柱工作阻力要比前柱小，大致為25%左右。所以在進(jìn)行采煤工作時(shí)，工作人員需根據(jù)不同情況選擇適宜的采煤方法進(jìn)行操作，合理分析相應(yīng)的工作面礦壓顯現(xiàn)，這樣才能更好地確保采煤效果。

［1］陳偉強(qiáng).五溝煤礦三采區(qū)10煤首采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（2）：8-9.

［2］楊懷敏，魏高巍，何源明，等.薛村礦92714工作面瓦斯涌出與礦壓顯現(xiàn)關(guān)系［J］.煤炭技術(shù)，2015，34（1）：156-158.

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