煤矿回采工作面矿压和顶板管理

摘要：在所有的工作生产活动当中，安全问题无疑是最为紧要的一个方面。那么在煤矿开采的实际生产活动当中，也尤为强调安全第一。其中最为重要的一个方面是煤矿的回采工作面矿压和顶板管理方面的相关工作。如果矿压出现不正常的现象，就会给煤炭开采工作造成一系列比较严重的影响。本文则针对煤矿的回采工作面矿压和顶板管理方面存在的安全隐患进行分析以及提出相应的控制方法。

关键词：回采工作面；矿压；顶板管理

0 工作面概况

工作面外段切眼沿断层走向布置，工作面倾角38°～55°，平均45°。机尾段倾角大于45°，局部最大倾角为55°，属急倾斜煤层。工作面倾斜面长104～115m，平均110m，走向长430m，煤厚2.3～3.1m，平均2.6m。工作面巷道支护采用锚杆+锚索联合支护方式，以锚网锚索支护为主，顶板破碎段采用锚网与木棚联合支护。运输巷、运料巷以及切眼在顶板完整、较完整的情况下采用全锚固形式支护，断面形状为直梯形；两巷及切眼的顶板均采用φ22×2000mm高强度螺纹钢，配钢筋梯子梁和1.2×1.0m金属网支护。顶锚杆间排距：运料巷为1000×900mm，运输巷为850×900mm，切眼为930×900mm。两巷及切眼的帮部采用14×1800mm圆钢锚杆配10×1.2的金属网控帮，两巷的上帮锚杆间排距为800×700mm，下帮为700×700mm；切眼的两帮锚杆间排距为700×700mm。巷道上帮煤壁每间隔3m补加一道锚索梁，巷道顶板每3m补打一道锚索梁，破碎时适当加密。

1 观测方法和仪器

1.1 锚杆（索）锚固力测试

锚杆（索）的锚固力拉拔试验采用锚杆（索）拉拔计进行。

正常施工时按1组/100m、每组不少于5根进行拉拔，达到设计规定锚固力为止。当遇到地质条件变化（岩性、水文等）、技术条件变化（支护材料变更、施工工艺和机具变化等）必须进行1组（不少于5根）拉拔试验，并作不少于3根的破坏性拉拔试验。

1.2 锚杆（索）受力观测

采用MC型锚杆测力计（见图1）或KS型液压枕（见图2），是安装在锚杆杆体外露长度上，测其轴向受力状况的一种液压式测力计。将一个锚杆安装断面布置为锚杆（索）受力状态监测断面，在该断面的顶板全部锚杆及两帮顶、底、中部的锚杆尾部托盘和煤壁之间安设一块锚杆受力计（见图3）。随锚杆安装及时安设锚杆受力计，记录初锚力，之后应每天观测记录一次。

2 工作面的周期来压

图1为支架工作阻力变化曲线，表3为支架工作阻力与周期来压步距统计结果。

3 巷道矿山压力及显现规律

根据巷道断面的变化，可以得出巷道变形的基本规律：

（1）巷道的总变形量较小。从巷道变形的平均值来看：上、下顺槽最大的顶底板移近速度为1mm/d和3mm/d；上、下顺槽两帮最大累计移近量为40mm和200mm。

（2）工作面上、下顺槽相比，上顺槽的稳定状况要优于下顺槽，其顶底板移近量、顶底板最大移近速度、两帮累计移近量、断面缩小变形率均小于下顺槽的相应值。

（3）在工作面前方约45～50m处，由于移动支承压力的影响，巷道开始产生变形，但至工作面前方30m处，无论是顶底板或两帮，围岩（煤）的移近量均非常小，变形速度亦很小。而后开始显著增加，到工作面前方12m左右处，巷道的顶底板移近速度和两帮移近速度急速增加，这与工作面前方支承压力分布规律吻合。

3 矿山压力不稳定的危害

为了对顶板岩层进行有效的控制，以及有效的进行围岩变形等问题的预防，并保证好煤矿的开采以及回采等相关工作的安全进行，我们一般要对工作面进行支撑保护和对采空区进行相应的管理。从顶板的管理角度看，顶板大致可以分为5种，如表1。

矿山压力的不稳定可能造成煤炭开采过程与回采工作面的崩塌、岩体离散移动、煤矿围岩变形、支架变形、压裂或折断等问题，而这些问题都是及其危险的工作隐患，容易引起工作人员的伤亡、开采设备损坏、阻塞巷道等重大安全事故。因为矿山压力会引起一系列严重的危害，所以矿山压力一直是煤矿开采与回采当中需要着重应对的难题。

4 回采工作面顶板控制中存在的问题

为了防止矿山压力引起的安全隐患我们需要对顶板进行相应的严格管理，所以顶板管理便成了煤矿开采当中极其重要的开采技术之一。在当今煤矿需求量不断增加，煤矿开采业不断壮大的背景下，对顶板管理这一项目的研究与开发，对煤矿开采业具有非常重大的意义。但是在当前的技术水平下顶板控制技术当中还存在一系列的问题和不足。其中主要存在以下几个方面的问题如，巷道回采工艺落后，管理滞后，频繁出现顶板事故，在工作面支护工作当中，支护设计计算不够精确，支撑强度太弱，或临时支护出现延t，这些问题通常会增加控制顶板的距离，从而造成煤层破碎的情况，顶板压力作用时间太长则会引起煤壁片帮，空间面积增大，当选定的面积增加到一定程度的时候就会很容易出现推垮型顶板事故。这些问题对顶板的管理设置了层层障碍，必须采取一定的解决措施，提出相应的解决对策，才能够最大限度的降低安全事故的发生。

5.回采工作面矿压及顶板控制管理策略

针对以上回采工作面顶板控制中存在的问题，提出相应管理控制策略。主要采用三种控制方法对顶板进行有效控制，如表2。

6 结束语

煤矿的开采工作中，安全问题无疑是最重要的问题之一，如果安全不能得到很好的保障，那么它将会像一颗定时炸弹随时威胁着工作人员的生命安全以及企业的财产安全。所以不但要有忧患意识善于发现工作当中存在的细微的问题，还要防患于未然对可能出现的安全问题进行防范，将风险降到最低。煤炭开采业的繁荣注定会带来很多开采过程当中的安全问题，而加强煤矿回采工作面矿压和顶板的管理是降低风险最有效的方法之一。本文对煤矿回采工作面矿压和顶板的管理进行了简单的介绍，如果想要是安全风险降到最低还需要在实践与经验当中不断进行摸索。

参考文献：

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