综采工作面矿压显现特征及控制技术

综采工作面矿压显现特征及控制技术

王巍

神东煤炭分公司哈拉沟煤矿陕西榆林719321

摘要：还主要针对综采工作面矿压展开探讨，对于综采工作面的矿压特征进行总结，并对这些显现的特征进行分析，提出了相关的控制技术和方法，希望能够为今后的综采工作面的相关施工工作提供参考。

关键词：综采工作面；矿压；显现特征；控制技术

前言

在综采工作面的施工过程中，一定要更加注重矿压的显现问题，对于矿压的显现特征，进行进一步的分析，有利于我们自己做好相关的控制技术，进一步提高控制水平，把握控制技术的要点。

1、煤矿综采工作面矿压规律研究

1.1国外研究现状

在过去社会发展中，对于有关煤层矿山压力规律的研究不多，尤其是在国外，对这些问题的研究更是存在着较多的不足和缺陷。一直到上个世纪中期，苏联科学家通过在工作中煤矿常见问题分析，提出了台阶下沉的假说，这种说法的存在使人们认为当煤层埋藏较浅时，上层岩层可以视为均质，随着工作面的推进，顶板将呈斜方六面体沿着向煤壁的斜面而垮落直至地表，支架上所受的力应考虑整个上覆岩层中载荷的作用，当有坚硬顶板组成的老顶时，老顶断裂在煤壁内，支架载荷按控顶区跨度计算上覆岩层全部总量。今年来，社会发展中，人们对这些现象的认识逐步提高，对于煤矿层中存在的压力现象也提出了新要求。经过多年实践经验总结得出，国外对浅埋煤层的矿压显现规律认为浅部开采顶板破断直接影响到地表，顶板破断角大，地表下沉速度快，来压明显且难以控制。但对浅埋煤层覆岩运动、变形、破环的规律的研究却没有什么进展。

1.2国内研究现状

通过大量物理相似模拟研究，得出了浅埋煤层厚砂土层的破坏规律，并通过对动态载荷智能采集系统的开发，获得了厚砂土层动态载荷的一些特征和数据。对浅埋煤层厚砂土层破坏机理、动态载荷传递机理以及载荷传递因子的确定，展开了进一步的工作。

2、矿压监测的目的和方法

2.1矿压监测目的

进行科学化的矿压监测，能够在一定程度上增进对工作面来压规律、强度以及步距等的了解，并有助于对矿山压力进行事前预测，起到控制矿压的效果。此外，矿压监测还能够对实际生产工作进行指导，最大限度为采煤作业顺利扫除障碍。

矿压监测是确保煤矿开采工作安全进行的重要措施，在煤矿安全施工过程中占据着重要地位。就实际情况来看，对煤矿综采工作面展开科学、有效的矿压监测，可以使开采企业了解矿洞顶板的实际情况以及活动规律，进而有针对性的进行预防，最终提高煤矿生产的安全性。

矿压监测能够准确的测量出煤矿巷道顶部的压力，这样便为顶板支护工作提供了科学依据，工作人员根据矿压大小，选择合理的支护材料和支护技术，不能有效提高支护工作的安全性，还能节省支护工作的开支，减少支护材料的浪费。

2.2矿压监测内容和方法

工作面矿压显现监测的指标分为二类：（1）控顶区围岩变形量和支架承载变形特征，主要有顶底板移近量，采用测杆或其他量测仪表量测；支架载荷量，采用圆图压力自记仪或各类测压压力表监测；支柱下缩量，一般用钢尺量测；（2）控顶区围岩破坏特征，主要是煤壁处切顶台阶数目与高度、煤壁片帮深度、端面顶板破碎度等，是对围岩破坏的统计监测，一般称为“统计监测”。

3、研究方案

3.1工作面液压支架压力自动记录仪的布置

工作面两端头各选2台支架、中部选取9台支架作为支架工作阻力观测对象。

利用YHY60（B）型数字压力器自动记录仪对哈拉沟煤矿首采工作面ZY4000/09/21型液压支架的工作状况进行了持续监测，工作面宽度为300m，安装液压支架176架，在3#架（标记1号）、4#架（2号）、30#架（3号）、31#架（4号）、32#架（5号）、60#架（6号）、61架（7号）、62#架（8号）、90#（9号）、91#架（10号）、92#架（11号）、100#架（12号）、101#架（13号）分别安装编号为1-13号的自动记录仪。全工作面煤壁、端面顶板作为煤壁片帮形态和顶板漏冒形态观测对象。通过观测统计、素描等方法记录全工作面煤壁片帮形态和顶板漏冒形态。

3.2工作面支架工作阻力的数据采集

数据采集：液压支架压力自动记录仪安装好后即开始采集数据，采集时间间隔设置为5分钟。数据采集工作由专人负责，定时进行，妥善保管。同时检查仪器的工作状况，发现异常情况及时维修和更换，保证所获得的数据能够真实反映实际情况。

每次收集数据时，须记录相应的时间以及工作面推进距离（回采工作面煤壁至开切眼后壁的距离），并认真与综采队核实，保证记录进度与实际进度的一致性。

3.3原始数据整理方法

在22526工作面回采期间，利用YHY60（B）型数字压力器自动记录仪对哈拉沟煤矿五盘区首采工作面ZY10800/28/63型液压支架的工作状况进行了持续监测，获得了大量原始数据。为了对实测结果进行系统分析，首先对所取得的数据进行整理，导入excel工作表，并绘制工作阻力变化曲线图。

4、观测方案

为了更加全面的掌握顺槽受采煤工作面的采动影响，针对22526工作面顺槽进行20多天的连续观测，为了全面准确的获得采煤工作面的采掘活动对顺槽的具体影响程度，在每个顺槽的超前支护段的铰接顶梁上均匀布置4个液压表来观测顺槽超前支护段顶板的压力。在到超前支护段每15m左右的距离在进风顺槽、回风顺槽内各布置4各测站，每个测站内观测顶底、两帮位移，布置顶板、两帮窥视孔，安装锚杆测力计。并在测站附近安装顶板离层仪。采用米尺对进风回风顺槽内测站内顶底、两帮位移进行测量，精确到毫米。采用窥视仪对测站内顶板、两帮的窥视孔进行观测，以确定顶板、两帮是否受到采动影响而破坏。采用锚杆测力计观测测站内锚杆的托锚力受到采动影响的程度。采用测站附近的离层仪观测顶板是否受到采动影响及时间的推移而发生离层。对上述测量值进行统计分析，最终确定采动影响对顺槽的影响程度，以及确定顺槽的支护方案是否可靠，为后续顺槽的支护提供经验性建议。

5、结论

通过运用数值计算方法对采场周围应力场分布、顶底板岩层稳定性、支架对围岩的支护效果等进行了研究，掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压进行预测预报；并且在工作面推进过程中，首采工作面矿压观测从支架圆图仪、综合测站、超前支护测力计、表面位移的数据基本要做到每天进行收集并整理，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，来保证矿井安全高效生产。

结束语

综上所述，综采工作面矿压显现特征有很多，针对这些显性特征，我们可以提出相对应的控制技术，进而提高我们控制的水平，确保综采工作面的施工能够顺利的开展，提高施工的质量和安全。

参考文献

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