采煤方法對工作面礦壓顯現的影響分析

趙燕濤

（開灤集團錢家營礦，河北 唐山 063301）

采煤方法對工作面礦壓顯現的影響分析

趙燕濤

（開灤集團錢家營礦，河北 唐山 063301）

適宜的采煤方法是確保采煤工作順利開展的基礎，不同的采煤方法對工作面礦壓顯現的影響也會存在差異，如果操作人員不注重對采煤方法進行選擇，將會導致采煤工作中出現多種隱患。實際情況中，我國采煤事業(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題。本文主要分析了采煤方法對工作面礦壓顯現的影響，提出了一些建議。

采煤方法：工作面；礦壓；影響

由于各煤層的實際情況不同，不同采煤方法對工作面礦壓顯現的影響也會存在差異，而這種差異便關系到采煤工作的質量、進度，所以合理選擇采煤方法至關重要。要想更好地提高采煤產量、質量，工作人員就必須結合現場實際情況科學合理地分析采煤方法對工作面礦壓顯現的影響，并采取適當的措施進行處理，選擇最佳采煤方法進行操作，對各類數據進行實時地分析和處理，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，實際情況下，煤層并不存在自燃發(fā)火以及煤層爆炸危險，但相應的工作面依舊存在一定的復雜性。實際情況中，采煤區(qū)的工作面須設置一定的支護，避免工作面產生礦山壓力，以維護采煤工作面的安全生產。工作人員須對工作面支撐壓力分布規(guī)律進行了解，根據相應情況采取適當的支護措施以及管理措施，加強對工作面礦壓的觀測。通過對工作面的礦壓進行觀測，工作人員能夠及時把握頂板的運作規(guī)律、初次來壓、來壓強度以及周期來壓的特點，充分了解礦壓的顯現強度以及影響情況，進而選擇適宜的采煤方法進行操作，以確保采煤效果。

該礦區(qū)主要采用分層開采方式進行采煤工作，有些工作面也對放頂煤方法進行了應用。在開展采煤工作時，工作人員須對各種采煤方法進行合理地評價，選擇適宜的支護參數、支架形式，這樣才能更好地對頂板進行控制，確保采煤工作安全進行。

二、分層開采工作面礦壓顯現分析

在對6各工作面的支架情況進行分析后，發(fā)現處于初撐狀態(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，顯示的是分層開采工作面支架前立柱運轉特性分布情況。如圖2所示，顯示的是分層開采工作面支架后立柱運轉特性分布情況。由相關數據可知，前后柱處于初撐狀態(tài)以及一增狀態(tài)的占比符合相關標準，表明支架運轉特性處于正常狀態(tài)。

實際情況中，在處于非周期來壓期間時，支架前柱的工作阻力要比后柱大；而在周期來壓期間，前柱的工作阻力要小于后柱。在分層開采方法下，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%，見表1。

表1　分層開采工作面支架初撐力和工作阻力表

由相關數據可知，初次來壓過程中，工作面中的中部頂板來壓較快，兩側則稍慢；在周期來壓過程中，工作面中的中部頂板與兩側來壓基本一致，具有一定的均勻性。

三、放頂煤工作面礦壓顯現分析

在放頂煤方式下，開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壓前以及非周期來壓期間，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表2。

表2　放頂煤工作面初撐力和工作阻力表

由相關可知，在放頂煤方法下，工作面的機頭、中部以及機尾均表現出不同的來壓特性，在老頂來壓過程中，主要表現為中間部稍快、兩側則稍慢；工作面中部平均來壓步距為9.2m，機頭以及機尾的平均周期來壓步距為11.8m。實際情況中，工作面傾斜方向的支護阻力以及來壓強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壓強度；動載系數為1.2～1.5兩端頭支架有著較低的支護阻力與較小的來壓強度。與機頭和機尾相比，中檢測站支架加權平均支護阻力更大，而且在實際情況中，頂煤的放出率也與礦壓顯現情況有著緊密聯系，當工作面產量較大時，相應的放出率也就較高，動載系數不斷增大，來壓步距則不斷縮小。

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

結語

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

［1］陳偉強.五溝煤礦三采區(qū)10煤首采工作面礦壓顯現規(guī)律研究［J］.科技創(chuàng)新與應用，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關系［J］.煤炭技術，2015，34（1）：156-158.

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