控制综放工作面矿山压力的主要技术措施分析

【摘 要】近些年来，随着社会的进步，人们对煤矿生产的效率的要求越来越高，因此在采场矿山压力呈现出的规律等方面的研究也越来越深入，这就持续推动着煤炭生产技术的科学发展。本文对采场矿山压力呈现的规律进行了一些深入的研究，总结了影响矿山压力的主要因素，比如生产条件对采场矿山压力的影响、开采深度的影响等等，这在控制顶板方面会起着很大的作用。

【关键词】矿山压力；综放工作面；技术措施

近些年来，随着经济的发展，我国继续对控制矿山压力进行研究；在各种各样的复杂条件下，试图用动力学的观点对矿山压力进行了解，并且试图呈现矿山压力的全过程，从而将矿山压力的变化规律和上复岩层的运动规律与上复岩层的运动、发展问题之间的关系揭示出来，确定低应力区域和支撑压力升高区域，并且确定他们的分布状况，这样有利于通过矿山压力显现的规律去解决在矿场生产中的实际问题。

1 对采场矿山压力影响因素的探讨

第一，自然条件的影响。由煤层厚度来看，若煤层厚度较大，则煤壁前方的支撑压力升高部位煤层易受到塑性破坏，会大幅度降低煤层的支撑能力；若煤压缩总量较大，则易导致顶板岩层的预先下沉，而在工作面空间内暴露的顶板稳定性会逐渐降低，稳定性的降低会诱发一系列的安全隐患，包括破坏和变形等，因此，为了提高矿山生产的效率和安全性，有必要提高工作面的支护的稳定性、密度以及强度。

由围岩性质来看，围岩是否坚硬会对采场矿山额压力产生较大且直接的影响。对于较为坚固稳定的顶板，其支柱的承受压力和顶板的下沉量也会较小，若顶板岩石的性质较易破碎，节理较为发育，稳定性较差，则支柱承受的压力和顶板的下沉量会偏大。对于较为坚硬的底板岩石，若顶板的压力不会受到支护强度的影响，则必须由支柱性能承担可缩量；对于较为松软的底板岩石，其不能承受顶板利用支柱传递过来的压力，因而破坏等问题的发生率较高，易发生支柱插入顶板等问题。若底板发生下沉则会形成破碎的状态，支柱状态和排列会处于紊乱的状况，进而对矿区的安全生产造成较为严重的影响。另一方面，若顶板岩石的坚固性较强，则一般不会出现垮落的问题，然而，增大面积到特定的程度后，顶板就会出现一次性的大面积垮落现象，垮落现象发生时会形成巨大的冲击力，进而大面积的工作面支柱。

第二，开采深度的影响。按照特定的推理，随着开采深度的加深，顶板所承受的压力也在相应加大，然而，在实际的建设过程中，仍然缺乏对于这类规律的研究，因此，需要实施进一步的观察研究。

第三，生产条件对采场矿山压力的影响。一般情况下，矿山压力会在一定程度上受到控顶距离大小的影响，减小工作空间的宽度，能够充分利用煤壁的支撑作用，以最大限度地减小采空区的支柱压力以及顶板的最大下沉量。减小支柱的压力和顶板的下沉量后，能够在一定程度上降低顶板的破坏程度，并保证顶板岩石的完整状态。较大的控顶距，会增加顶板的暴露面积，顶板的控顶距和下沉值之间存在着直接的联系，也会逐渐扩大顶板的变形程度，进而导致顶板的离层问题，并大大增加工作面的支柱压力。

不同的生产工艺程序特征，也会形成矿山的不同压力，尤其会对顶板的下沉速度造成较大的影响。按照某矿的观测资料，可以知道，在顶板未受任何工序影响时，其下沉速度通常较为缓慢，部分情况下还会处于相对静止的状态，然而，在放炮、放顶、割煤过程中，支柱的压力和顶板的下沉会逐渐增加。由割煤施工过程来看，按照相关的统计资料，落煤的过程会导致顶板总下沉量达到十五到四十五左右，由于割煤过程中采煤机的暴露面积会逐渐加大，一旦机械接近某一点，该点顶板的下沉速度会大大加快，机械经过该点时，顶板的下沉速度也会逐渐达到峰值，经过该点后其下沉速度会逐渐放慢。从放顶方面来看，在进行放顶时会产生一些动力，从而加快顶板的下沉速度，根据统计资料，放顶引起的下沉量占总下沉量的百分之八到百分之三十之间。根据研究分析，在距放顶前6米和放顶后15米处对顶板下沉产生的影响最大，要想改变原有摩擦支柱放顶时剧烈下沉的状况，那么，就可以采用单体液压支柱。放顶时的顶板下沉速度还与顶底板的岩性、煤的硬度以及煤层的厚度有着很大的关系，甚至支护材料和支护质量也会影响到顶板的下沉。

工作面推进速度影响：工作面推进的速度也是可以对采场矿山压力产生一定影响的，根据研究发现，推进速度越快，顶板的下沉速度就随之增加。顶板的下沉和时间的长短也有关系，控制顶板的时间如果短的话，矿山的压力就会移动，这样就能提高煤壁的完整程度，提高采场在悬壁下的免压带范围。

支护材料和顶板管理方法对矿山压力的影响：通常情况下来说，支架的支撑能力不会改变整个上复岩层的挠曲形状，所以支柱应该要有即可支撑并且可缩的性能，支撑只基本的，这样才能保证直接顶的完整和不离层，可缩性能应该与上复岩体的挠曲度相适应。

采空区处理方式对采场压力产生的影响：全部垮落法在直接顶板跨落后能够充满采空区空间的时候，就会很少发现冲击地压。

2 对顶板管理的建议

软顶板：以某矿为例，西部区深部93层和94层间距最小，大约是0.7米，93层和94层如果两层煤共采，那么灰分就会过高，要想适应经济的需求，就必须将煤炭的质量提高上去，这样的话只需要对95层采取措施。综放的工作面不能太长，100米到110米最好，在回采的过程中要坚持保证正规循环，还要加快推进的速度。为了减少割煤后的空顶时间，可以采用双向割煤的方法；根据对以往压力集中反映特点的研究，要保证支护的密度大一点，保证有足够的支撑能力，柱子之间的距离不应该大于0.7米；在作业中，要用好接顶梁。

厚煤层：同样以某矿为例，东部建设矿区的68层煤层，厚度大约有1.8～2.4米之间，煤壁片帮的状况比较严重，并且还有顶板下沉量大、周期压力明显等状况，经常会出现漏顶的状况，过去采用的是刀柱采煤方式，建议可以采用长壁后退采煤的方法：在割煤时选用双向滚筒双向割煤的方式，从而减少空顶时间，缩小机道空顶的面积。可以将原来的五排柱管理变成现在的四排柱管理，这样就可以缩小空顶距离。要提高支柱的质量，同时加大支护的密度。要进行合理的劳动组织，割煤和运输能力要配套，开采的强度应该相应加大，这样才能加快回采的速度，从而将空顶时间在最大限度上进行缩短。还要确保大运输线的能力与工作面的能力是同步的。

3 结语

对采场矿山压力的影响因素进行深入的掌握，就可以有效的控制顶板。本文通过研究采场矿山压力呈现的规律，试图用了解到的矿山压力呈现的规律去帮助解决在煤矿实际生产过程中出现的问题，从而实现安全高效生产的目的。

参考文献：

[1]吴连军.浅谈矿山压力及其控制[J].山西焦煤科技，2009（11）.

[2]曹胜根.超长综放工作面采场矿山压力控制[J].煤炭学报，2001（6）.

[3]赵经彻.关于综放开采的岩层运动和矿山压力控制问题[J].岩石力学与工程学报，2006（2）.