KJ616矿压观测的影响因素及控制措施A.doc

KJ616矿山压力的影响及控制措施A摘要：采煤工作面是煤矿的主要生产场所，也是综合能力体现的重要场所。矿山压力将直接影响着其综合能力的体现。因此,认真研究矿山压力,分析和利用矿山压力规律是实现采煤工作面高效生产的重中之重。本文对采煤工作面矿山压力进行分析,从四个个方面阐述了影响采煤工作面矿山压力的因素。并且给出了矿山压力的控制措施。关键词：矿山压力；影响因素；控制措施；顶板来压1 顶板来压煤矿生产过程中，回采工作面常有顶板下沉顶板破碎局部冒顶大面积冒顶支柱变形与折损等一系列矿山压力现象当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳（变形失稳），有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，形成老顶的初次来压。初次来压的形成过程：初采-初次放顶-老顶悬露跨度增加-老顶断裂-形成平衡结构-失稳-初次来压。初次来压一般要持续23d。而且来压期间顶板下沉速度急剧增大，由于老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压步距的大小，以便及时采取对策在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加强支架的稳定性一般可以采用木垛斜撑抬棚等特种支架加强回采工作空间的支护。老顶初次来压后，随着回采工作面的推进，老顶岩层将发生周期性破断，老顶破断岩块形成的砌体梁结构的稳定性将随之发生周期性变化。根据材料力学的知识，老顶的周期来压步距可近似按老顶的悬臂梁折断来确定，即老顶周期跨落的极限跨距和老顶跨落的极限跨距分别为，。老顶的周期来压步距相当于初次来压步距的。2 矿山压力的影响因素2.1 生产条件对采场矿山压力的影响采面矿山压力与采高控顶距的关系。直接顶下沉量应符合或接近于岩层整体移动曲线。由于L远大于S0,因此岩层移动曲线可近似于直线,控顶距为R处的顶板下沉量SR与岩层最终下沉关系值为:SR/R=S0/L,因此: SR = S0/LR,SR=1/L(kp -kp)/ (kp -1)mR,令:1/L(kp -kp)/ (kp -1)=,则S=mR。因此,回采工作面顶板下沉量决定于采高和控顶距R的大小。采高越小,顶板下沉量越小,顶板也就比较稳定。采高越大,顶板下沉量越大,因而越不稳定。同理,采高越大,煤壁在受支撑压力的影响越不稳定,易于片帮,采高越小,煤壁也越稳定。2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响通过观察范各庄矿几年来的顶板观测资料,可以得出:当顶板不受工序影响时,下沉速度是缓慢的,一般在5.848.1mm/h。割煤、放顶等工序对顶板的下沉及支柱的压力增长相对较快。(1)割煤。由观测资料的统计可知,顶板总下沉量的15%45%是由于落煤过程造成的,采煤机割煤时大大的加大了暴露面积。因而, 机械接近某点时,该点的顶板下沉速度会逐渐增加, 当机械通过该点时顶板下沉速度最大,通过后下沉速度逐渐变小。如范各庄矿二采区采高2.2m2.4m,采用MLD2-170采煤机,滚筒直径1.25m,截深0.6m。单向割煤时顶板下沉情况见图1。(2)放顶。放顶时产生的动力会促使顶板的下沉速度加快。根据观察统计资料,总下沉量的8%30%是放顶引起的。这中间距放顶前6m和放顶后15m处对顶板下沉影响最大,但通过单体液压支柱的使用, 能大大改善原先摩擦支柱放顶时剧烈下沉的状况。另一方面, 原有落煤、放顶对矿山压力影响也较大。为此,落煤和放顶工作不能在同一地点进行,亦不能和其他工序同时间同地点进行。2.3 工作面推进速度对矿山压力的影响工作面推进速度的快慢会对采场矿山压力造成一定的影响。工作面推进速度越快,顶板下沉速度相应的也越快,但此时顶板的绝对下沉量和顶板传递给支柱的压力小,从而能提高顶板的稳定性。此外, 顶板的下沉与时间长短也有关系: 控制顶板时间越短,矿山压力移动越迅速,还能提高煤壁的完整程度以及采场在悬壁下的免压带范围。2.4 开采深度对矿山压力的影响随着开采深度的增大,顶板压力会逐渐增大,这是一般的推理,但目前生产实践中无规律可寻,有待于今后进一步观察和研究。2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响一般情况下支架的支撑能力根本不可能改变整个上复岩层的挠曲形状,同时也没有必要改变整个上复岩层的挠曲形状,为此支柱必须具备既有支撑而又可缩的性能。其中支撑是基本的,必须保证直接顶的完整和不离层；此外,可缩也是必须的, 但须与上复岩体挠曲度相适应。从十几年来各种支护材料的使用情况看,木柱的纵向可缩性能不适应,HZWA性支柱可缩量过大,HZJA型可缩性适宜,但支撑能力差。目前,使用单体液压支柱或液压支架是较为普及的方案,自从其普及使用以来, 顶板事故大大减少。3 矿山压力的各种控制措施3.1 支架和围岩的相互关系对顶板的维护可以通过支架来调节来实现，顶板维护的基本原则是在确保顶板完整、安全地前提下，支架的支撑力越小越好。采煤工作面的支架阻力并不能阻止顶板下沉，但对顶板下沉能起延缓作用。支架受力的大小是支架与围岩相互共同作用的结果，通过调压实验可以得出，支架的工作阻力与顶板下沉量成双曲线关系。因此，支架应具备一定的工作阻力和可缩性能与顶板的下沉相适应。3.2 巷道矿压控制方法及原理巷道围岩控制即控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取的技术和方法的总和。其基本原理是根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式。降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。巷道矿压得控制主要可从巷道卸压提高围岩力学性能改变围岩受力状态三个方面考虑巷道卸压是通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。提高围岩力学性能是通过注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法，提高围岩强度，优化围岩受力条件和赋存环境。改变围岩受力状态是通过架设支架对围岩施加径向力，既支撑松动塌落岩石，又能加大巷道的围压，保持围岩三向受力状态，提高围岩强度，限制塑性变形区和破裂区的发展。3.3 冲击地压压及其控制冲击地压是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。它以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，煤岩体被抛出，造成支架损坏片帮冒顶巷道堵塞伤及人员，并产生巨大的声响和岩体震动，震动时间从几秒到几十秒，冲出的煤岩从几吨到几百吨。冲击地压的防治技术大体可分为两类：（1）区域性防治。采用合理的开拓布置和开采方式；开采保护层；煤层预注水；厚层坚硬顶板预处理。（2）局部性防治。卸压爆破；钻孔卸压；诱发卸压。4 结论煤炭开采工作面矿山压力的影响因素:生产条件、工作面推进速度、开采深度和支护材料及顶板管理方法。通过本文的研究可以知道: (1)不同高度的煤层,应根据顶底板的岩性合理的选择采煤高度和控顶距的大小。(2)控顶距的大小会直接影响到工作面的顶板管理。(