矿山压力对采煤及顶板控制的影响分析.pdf

矿山压力对采煤及顶板控制的影响分析刘家启高兵岳冲(山东能源枣矿集团 付村煤业有限公司山东 枣庄)摘 要:对矿山压力近年来呈现的规律进行深层探索不难看出采煤顶板控制要求不断改变进而推动煤炭生产 矿山压力存在客观性不可预防和阻止 本文深入分析矿山压力探讨如何有效减少矿山压力对采煤及顶板控制的影响寻找缓解矿山压力对采煤及顶板控制影响的策略关键词:矿山压力压力控制意义存在问题压力控制中图分类号:.文献标识码:文章编号:()矿脉多分布在地下其埋藏较深会对土质结构、岩性土层矿道产生较大压力受矿山压力影响安全问题不断增加矿山压力无法避免需要进行集中分析并探索如何降低矿山压力 此外我国对矿山压力的认知片面研究矿山压力对采煤及顶板控制的影响具有重要意义 矿山压力矿山压力受自重作用影响而产生地下岩体存在一种维持平衡的原岩力能有效保持平衡 随着煤矿开采工程施工地下岩体之间的平衡被逐渐破坏进而导致煤岩受到破坏形成一定压力.矿山压力影响因素矿山压力的主要影响因素有:自然条件影响岩体形成时煤层厚度越厚代表前方支撑压力的煤层受到破坏后对应支撑水平越低煤压缩总量越大顶板稳定性越来越低甚至出现变形、遭受破坏等情况因此在工作时应进一步严格要求其密度、强度及稳定性 生产条件影响 根据近年来的资料可知 的区间顶板的下沉是落煤引发的煤矿施工会扩大暴露面设备施工接近相关部位会加剧顶板下沉 工作面的不断推进导致顶板下沉速度加剧顶板是关乎下沉量与支柱压力的关键衔接点关乎矿山稳定性同时顶板下沉与时间存在着一定关系控制顶板时间的进一步缩短导致矿山压力增大为避免此情况可进行相应的改善设置免压区域.矿山压力研究目前的岩体效果如图 所示进行矿体开采时岩体处于平衡状态开采过后平衡被逐渐打破巷道失稳变形在很大程度上破坏了平衡稳定 维持稳定时应重新测量岩体受力点让其形成新的平衡体系 重新构造的岩体受力点与开采前受力点分布不同受力点重新分布会对岩石造成一定破坏导致采矿周围巷道工作面具有较大压力 矿山压力点集中于岩层形态、应力、支架附近 当前我国矿产资源开发出现多例塌方事件原因是在矿山开采中缺少对矿山压力点的分析导致平衡点遭到破坏缺少平衡力引发一系列安全事故.矿山采高及控顶控顶距是开采煤矿工作面支架保护的空间宽度控顶距越大顶板变形量越大 为保证工作面附近岩石的稳定需要采取煤井、煤层分采方式使用该方法能有效预防因开采而导致地表塌陷、塌方情况 开采煤矿时的高度一般为采高距离的 倍采高距离小掉落的岩石会进入采空区能有效减少顶板压力便于进行顶板管理.观测采煤顶板、巷道压力煤矿开采前前期的观测任务极为重要只有做到了前期观测才能有效处理采煤工作中的顶板及巷道压力数据统计 要认真准备前期数据通过煤矿具体位置了解相关地质明确顶板压力的观测位置保证收集的数据具有一定的代表性 观测人员在工作前要明确工作手段在开采前一定要贯彻落实观测的重要性确保每一位员工都能知晓提升人员的责任心 还要培训观测人员熟悉检测前的工作流程查看设备是否完好及时收集资料 在观测中要确保观测资料数据的真实性让数据资料为后续施工打下一定基础 仔细整理数据检测完成的资料及时汇总登记避免发生问题 出现问题及时处理保证采煤工作的安全开采在观测工作结束后要对所有数据进行行整理、观察、分析全面认识矿山压力规律撰写观测报告方便后期进行顶板管理图 工程地质条件 矿山压力控制有效控制矿山压力能够促进煤矿开采顺利展开若矿山压力情况未能得到有效控制会引发一系列顶板事故对企业生产及后续施工造成影响可能会导致施工人员伤亡因此重视并有效控制矿山压力才能保证企业的良好发展.矿山压力控制意义为减少对于地下煤炭资源的浪费要制定相关准则让施工人员充分认识矿山压力的形成原因及形成规律通过科学的手段选取煤柱形状 地下煤矿开采技术受矿山压力影响加强采煤及顶板控制是保障煤炭开采的重要手段 煤矿在开采时要全面掌握矿山压力对顶板展开有效管理.加强煤矿开采监管采煤工程验收要不断加强监管避免采用劣质材料进一步保证采煤作业的总体安全 采用符合要求的单架液压支架改善采场的支护设备和结构 对煤矿人员进行技术训练提升其业务水平.强化单体液压支柱在回采中的应用强化单体液压支柱管理就要做好以下几点:支护稳截控稳重点要搞好支柱、顶梁的质量、支撑质量、泵站压力、底板松软治理通过二次注水确保支架的支撑能力从而提升支架的稳定性 开展回柱工作时必须严格按照工作规程以严谨的态度和正确的回柱方式完成 回采顶板控制存在的问题顶板管理是煤矿开采的重要技术能有效控制矿压如图 所示 随着煤矿开采深度的加大问题层出不穷研究矿压规律刻不容缓为更好地预防顶板事故弥补施工不足:我国的采煤工艺落后顶板管理不到位部分煤矿井下巷道支护仍采用木垛支护木垛支护强度低支撑水平达不到规定要求在工作中还会使用巷道式回采工艺顶板管理较为落后造成安全事故频发带来人员伤亡及经济损失 支护稳定性是急需解决的问题煤层顶板多为复合型板材支架、支护使用不到位会导致出现裂缝出现顶板岩层与上层硬岩分离等问题受多因素影响断块会逐渐移动导致支架或支柱向下产生推力顶板岩石断块会沿着老塘方向运动推翻支架或支柱进而造成顶板事故图 顶板变化示意图.矿山压力对采矿顶板控制及影响煤矿开采存在极大风险煤矿开采工作人员在开采时要注意自身安全要准确评估预测矿山压力确保矿山维护工作展开的合理性和科学性在煤矿开采中地下开采在封闭空间内移动在地下施工时矿山压力点难以保持平衡极易导致安全事故 为避免安全事故需要控制矿山压力通过估算矿山压力、受力点、开采顺序等方式找到放置顶板的具体位置 顶板控制对控制矿山压力起到至关重要的作用与开采人员人身安全、开采率存在一定联系相关数据研究表明顶板厚度与矿山压力关系密切顶板远离矿层或顶板厚度增加时矿体不易出现断裂坍塌相关人员应准确计算顶板与矿层距离判断矿山压力是否会对施工产生影响 控制煤矿顶板是矿山压力控制的最有效方法掌握压力点并进行控制能保障开采工作人员的安全.矿山压力控制措施为对开采人员提供安全保障要对工作环境进行系统维护但采煤工作面周围的围岩会对矿山压力造成影响控制矿山压力、保证开采空间安全是必须实施的措施 施工人员在矿井设计时应将采煤工作面及矿山压力考虑其中通过安排安全的开采顺序布置采煤工作面对工作空间进行支护和处理采空区 采空区的主要处理方式如下:在已开采的空间放置顶板岩层让掉落的岩石填满采空区支撑上层岩石 在开采完成的空间留下煤柱通过煤柱支撑上层岩石起到支护保护作用 将开采完成空间进行物品堆积填充形成对上层岩石的支撑通过机械或人工方式进行操作 岩石的移动特征使采空区上方形成“三带”煤炭开采后要通过高压注浆方式加固离层带能保证其稳定性有效防止离层带带来的下沉减缓底表下沉速度 保护地面建筑具体实施起来较为困难所以此方法的使用率较低 对开采完成空间全部填充在开采煤炭工作完成后对采空区进行全部填充让顶板岩层下沉得到及时控制选择填充物时可选择水沙、风力等方式 利用开采完成空间内顶板岩层的弯曲能力在采高与采空区底板岩层进行接触时将其填满完成对上层岩层的支撑和控制 采煤及顶板矿山压力控制对矿山压力规律的探索逐步深入对采煤及顶板控制的要求不断改变生产技术全面快速发展在新形势下要做到与时俱进、积极改革创新在先进科学技术的基础上控制采煤及顶板矿山压力.强化人员素质总结过往的采煤及顶板安全事故不难看出安全事故多为未按照规章制度管理导致的 对此管理人员应汇总因安全隐患引起的事故让生产人员进行统一学习并对其实施考核安全考核过关后即可上岗同时煤矿应对矿井进行动态了解控制根据矿井实际情况进行标准生产规范制定相应的施工策略包括采煤及顶板控制方法、巷道支护方法及材料规格 不能出现未制定规划方案而先行动工的现象否则会造成安全事故、引发安全隐患 在施工中应严格按照规定规范建设安全事故责任机制发现不合规情况要做到及时整改从根源上掐灭安全事故.合理化施工工艺顶板跨度显现于巷道布局外如果施工不合理工艺及爆破会导致顶板及无需爆破的岩层遭受不必要的损坏给煤炭开采带来诸多不便不仅不利于顶板的安全还增加了许多安全隐患为减少爆破带来的不必要的破坏加强对顶板稳定安全的保障应从根本上选择合适的施工工艺 结语在煤矿开采时存在极大的矿山压力板块间偏固化的矿道间压力更大应将目光放在矿山压力对采煤及顶板控制的影响分析上为提升采煤及顶板矿山压力控制的有效性需要工作人员进行深入研究、探讨、分析 只有正确认识矿山压力控制的主要意义完善相关安全制度、加强人员培训、选取合适施工工艺、减少对顶板的损坏才能促进煤矿行业发展参考文献:姚艳良.综采工作面顶板管理控制技术探讨.中国石油和化工标准与质量():.王根平杜川川周补.煤矿掘进工作面顶板管理的问题研究.内蒙古煤炭经济():.孔德山蔡宇.矿山压力对采煤及顶板控制的影响研究.内蒙古煤炭经济():.景泽波.煤矿巷道矿山压力显现规律模拟探讨.能源与节能():./矿山压力监测系统通用技术条件.陈超.近距离煤层软弱围岩工作面矿山压力显现分布规律研究.内蒙古煤炭经济():.作者简介:刘家启()男 山东枣庄人 研究生 工程师 研究方向:矿山压力及岩层控制