采煤方法对工作面矿压显现的影响分析

赵燕涛

（开滦集团钱家营矿，河北 唐山 063301）

采煤方法对工作面矿压显现的影响分析

赵燕涛

（开滦集团钱家营矿，河北 唐山 063301）

适宜的采煤方法是确保采煤工作顺利开展的基础，不同的采煤方法对工作面矿压显现的影响也会存在差异，如果操作人员不注重对采煤方法进行选择，将会导致采煤工作中出现多种隐患。实际情况中，我国采煤事业虽然有了较大发展，但是受人为因素及外部客观因素的影响，采煤工作中依旧存在较大问题。本文主要分析了采煤方法对工作面矿压显现的影响，提出了一些建议。

采煤方法：工作面；矿压；影响

由于各煤层的实际情况不同，不同采煤方法对工作面矿压显现的影响也会存在差异，而这种差异便关系到采煤工作的质量、进度，所以合理选择采煤方法至关重要。要想更好地提高采煤产量、质量，工作人员就必须结合现场实际情况科学合理地分析采煤方法对工作面矿压显现的影响，并采取适当的措施进行处理，选择最佳采煤方法进行操作，对各类数据进行实时地分析和处理，这样才能更好地确保采煤效果。

一、工程概述

某矿区的主采煤层为3煤，倾角为6°、局部为10°；厚为4.23m～7.35m，平均为5m左右。在煤层的中下部，存在着一定的夹矸，有5层，单层厚度为0.2m左右；顶部存在着一定的泥岩以及砂岩，厚度大致为26m左右。节理属于裂隙发育，实际情况下，煤层并不存在自燃发火以及煤层爆炸危险，但相应的工作面依旧存在一定的复杂性。实际情况中，采煤区的工作面须设置一定的支护，避免工作面产生矿山压力，以维护采煤工作面的安全生产。工作人员须对工作面支撑压力分布规律进行了解，根据相应情况采取适当的支护措施以及管理措施，加强对工作面矿压的观测。通过对工作面的矿压进行观测，工作人员能够及时把握顶板的运作规律、初次来压、来压强度以及周期来压的特点，充分了解矿压的显现强度以及影响情况，进而选择适宜的采煤方法进行操作，以确保采煤效果。

该矿区主要采用分层开采方式进行采煤工作，有些工作面也对放顶煤方法进行了应用。在开展采煤工作时，工作人员须对各种采煤方法进行合理地评价，选择适宜的支护参数、支架形式，这样才能更好地对顶板进行控制，确保采煤工作安全进行。

二、分层开采工作面矿压显现分析

在对6各工作面的支架情况进行分析后，发现处于初撑状态的占比为22%～41%、一次增阻状态的占比为15%～38%、处于多次增阻状态的占比为4%～8%、处于降阻状态的占比为8%。如图1所示，显示的是分层开采工作面支架前立柱运转特性分布情况。如图2所示，显示的是分层开采工作面支架后立柱运转特性分布情况。由相关数据可知，前后柱处于初撑状态以及一增状态的占比符合相关标准，表明支架运转特性处于正常状态。

实际情况中，在处于非周期来压期间时，支架前柱的工作阻力要比后柱大；而在周期来压期间，前柱的工作阻力要小于后柱。在分层开采方法下，工作面支架的初撑力为1065kN～2350kN，在额定初撑力中占比为44.35%～74.62%；支架的加权平均工作阻力为1702kN～2631kN，在额定工作阻力中占比为30.8%～59.20%；支架的最大工作阻力为2208kN～3521kN，在额定工作阻力中占比为40.5%～88.2%，见表1。

表1　分层开采工作面支架初撑力和工作阻力表

由相关数据可知，初次来压过程中，工作面中的中部顶板来压较快，两侧则稍慢；在周期来压过程中，工作面中的中部顶板与两侧来压基本一致，具有一定的均匀性。

三、放顶煤工作面矿压显现分析

在放顶煤方式下，开采工作面处于初撑状态的占比为11%～15%、处于一次增阻状态的占比为61%～70%、处于二次增阻状态的占比为5%～9%、处于多次增阻状态的占比为4%～8%、处于降阻状态的占比为3%～15%。

放顶煤方式下的工作面在周期来压前以及非周期来压期间，支架前柱的工作阻力都比后柱的工作阻力要大。支架初撑力为1205kN～2928kN，在额定初撑力中占比为28.83%～64.3%；支架加权平均工作阻力为2471kN～3534kN，在额定工作阻力中占比为48.4%～73.5%；支架最大工作阻力为2965kN～4308kN，在额定工作阻力中占比为58.1%～85%。放顶煤工作面初撑力和工作阻力表详见表2。

表2　放顶煤工作面初撑力和工作阻力表

由相关可知，在放顶煤方法下，工作面的机头、中部以及机尾均表现出不同的来压特性，在老顶来压过程中，主要表现为中间部稍快、两侧则稍慢；工作面中部平均来压步距为9.2m，机头以及机尾的平均周期来压步距为11.8m。实际情况中，工作面倾斜方向的支护阻力以及来压强度均也存在一定差异。工作面中部支架有着较高的工作阻力以及较大的来压强度；动载系数为1.2～1.5两端头支架有着较低的支护阻力与较小的来压强度。与机头和机尾相比，中检测站支架加权平均支护阻力更大，而且在实际情况中，顶煤的放出率也与矿压显现情况有着紧密联系，当工作面产量较大时，相应的放出率也就较高，动载系数不断增大，来压步距则不断缩小。

由于分层开采方法具有较长的来压间隔，所以能够减轻工作面的压力冲击，维护采煤作业的安全性，操作难度较小。放顶煤开采方法则具有较大的来压频率，致使工作面会受到各种压力的频繁冲击，所以实际开采时必须设置相应的支架，以确保安全作业。

结语

实际在进行采煤作业时，放顶煤工作面的支架荷载要比分层开采工作面支架大，一般大25%左右。分层开采工作面支架后柱工作阻力要比前柱大，放顶煤开采工作面支架后柱工作阻力要比前柱小，大致为25%左右。所以在进行采煤工作时，工作人员需根据不同情况选择适宜的采煤方法进行操作，合理分析相应的工作面矿压显现，这样才能更好地确保采煤效果。

［1］陈伟强.五沟煤矿三采区10煤首采工作面矿压显现规律研究［J］.科技创新与应用，2015（2）：8-9.

［2］杨怀敏，魏高巍，何源明，等.薛村矿92714工作面瓦斯涌出与矿压显现关系［J］.煤炭技术，2015，34（1）：156-158.

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