1、煤矿悬移支架回采工作面矿压规律技术探讨摘要：本文根据煤矿悬移支架中回采工作面的顶板分类情况，对影响回采工作面矿压规律的因素进行了详细分析，指出了煤矿悬移支架技术应用中的回采工作面矿压规律，对悬移支架技术在回采工作面实践中的应用有一定的积极作用。 关键词：悬移支架；回采工作面；矿压规律 Abstract: in this paper, according to the mining working face in coal mine suspended bracket of roof classification, influence the working face mine pressure
2、 regularity of the factors are analyzed in detail, and pointed out the coal mine suspended scaffold technology application in the working face mine pressure regularity and the suspended scaffold technology application in the working practice has a certain positive role. Key words: suspended scaffold
3、; Working face; Mine pressure regularity. 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 随着采煤技术的不断进步，目前的回采工作面中主要采用的是型号为 ZH20001535Z 的整体型悬移支架。为了增加整体悬移支架的适应性和稳定性，一般要对悬移支架的应用进行技术评估，确保安全作业，安全生产。本文特对煤矿悬移支架回采工作面中的矿压规律进行了初步探讨。 一、悬移支架应用中的回采工作面顶板分类 悬移支架应用中在回采工作面中的主要任务就是有效地控制围岩的变形，防止围岩遭到破坏，为回采工作创造有利的工作环境和一定的工作空间。在回采
4、工作面支护工作中主要是对顶板岩层的控制，因此顶板管理成为了控制矿压规律的一项重要措施。根据煤层的相对位置以及顶板岩层的特性，可以将顶板主要分为这样三类。 其一，是伪顶。伪顶主要是指直接位于直接顶和煤层之间，并且很容易垮落的较薄岩层。一般来讲，伪顶主要是由炭质页岩等软性岩石构成，厚度一般在 300m 到 500m 之间。这类伪顶的特点在于很难能够保留在工作面的空间上方。 其二，直接顶。直接顶是指在伪顶或者煤层之上的一层或者几层性质较为相近的岩层。这类岩层通常是由泥质或者砂质的页岩构成，其特点在于容易垮落。 其三，是老顶。老顶是指位于直接顶或者煤层之上的坚硬并且有一定厚度的岩层。这种老顶一般是由砂
5、砾岩、石灰岩、砂岩等坚硬的岩层组成。其特点在于经常在采空区上方维持一块很大悬露面积，并不会随直接顶一块掉落。 二、工作面及其矿压规律观测方案的制定 本文研究的工作面以郑煤集团老君堂煤矿 21111 工作面为例，该工作面主采二 1 煤层，煤层的倾斜角度为 10，煤层的厚度在 2.8m 到3.4m 之间。其底板是由粉砂岩构成，厚度为 1.95m。从整体上看，采煤工作面的倾向长为 85m，走向长为 600m，采煤区域的巷道高为 2.1m，宽为 2.5m，主要采用的支护技术是悬疑支架支护技术。根据此工作面的实际情况，本文对其工作面的矿压观测及研究制定了如下的观测方案。 此次工作面矿压规律观测的内容主要
6、涉及这样几个方面：巷道的收敛情况；顶板的下沉速度和下沉量；巷道支护支架以及锚杆的工作载荷量；液压支架的载荷情况。 具体的矿压观测项目为：用 KY82 型顶板位移动态仪观测工作面顶底板的收敛情况；以 JSS30A 型数显矿用收敛计来观测巷道两帮的移近量；以 HC45 型压力盒来测试巷道的单体支柱阻力；以 YTL130 型圆图自记仪来观测支架的载荷量及其变化情况；以 CM 一 12 型测力锚杆来测试动压对悬移支架和锚杆支护的影响。以 MCJ 一 10 型锚杆测力计来监测巷道中支护支架和锚杆工作载荷。 三、 回采工作面矿山压力规律的主要体现 在回采工作面矿压的规律体现方面，主要存在如下三类问题。 其
7、一，是顶板的下沉。这主要是指煤壁与采空区边缘裸露的顶底板之间的相对位移。一般情况是工作面空间上面的顶板在其自身重量及上覆的岩层重力的共同作用下，造成的顶板的弯曲变形、下沉、以及底板的鼓起现象。 其二，是支护的稳定性造成的矿压变化问题。由于支架的不稳定性，或者支护技术应用的不到位会造成顶板的裂痕，使得顶板岩层中出现离层脱落的现象。同时，由于局部冒顶等因素的影响。断块部分的煤层会倾斜并且移动，从而造成很大的推力，在推力的作用下不仅会导致支架失去平衡还会使得整个支柱受到影响，造成整个工作面倾斜，改变矿压的规律，造成生产的不安全问题。 其三，顶板的下沉速度问题和支柱的载荷问题。顶板的下沉速度是指在一定
8、的单位时间内由矿压规律变化所产生的下沉距离。支柱的载荷问题是指活柱下缩、柱帽变形、顶板破碎、工作面切顶、支柱折损、局部冒顶、支柱钻顶、支柱插入底板等一系列由矿压规律变化引起的问题。四、煤矿悬移支架回采工作面矿压规律实践案例分析 观测结果表明，通常情况下的工作面老顶的周期矿压规律都较为明显。 规律一：在 2200 的工作面周期矿压规律中，压步距最大 16.8m，最小 9.6m，平均的周期性压步距离则为 12.0m，平均的动压系数为 1.96。 规律二：当周期压力明显增大的时候，工作面支护支架的载荷量增加。 规律三：回采工作面的支柱平均载荷为 15.6MPa。当支柱的实际支撑能力偏低的时候，支护支
9、架的支撑力需要进行适当调整才能保证彼此平衡。 规律四：当超前支护的单体支护读书偏低的时候就意味着初支撑力的偏低，很有可能导致单体支柱的支撑失效，导致矿压变化，影响安全生产。 规律五：当工作面的顶板来压时，锚杆轴向应力增大，超过原用锚杆的极限。实践证明。 五、结语 根据采煤工作的实际情况分析，影响回采工作面矿压规律的主要因素主要在于以下几个方面。 其一，是采高以及控顶距。实践证明，采高越小，顶板的下沉量就会越小，支架支撑的压力和载荷量也会随着变小。同理，采高越大，顶板的下沉速度就会越快，支架支撑的压力和载荷量也就会越大。 其二，是工作面的推进速度因素。实践证明，加快工作面的推进速度会缩小每个循环
10、工作的时间间隔。因此，一定情况下，加快工作面的进度能够减少顶板的下沉量，改善工作面的工作状态。 其三，是开采深度对矿压的影响。开采深度会直接影响岩层的受力、应力情况，改变原始应力的大小，虽然对回采工作面的顶板下沉不会造成较为明显的影响，但是一旦到达一定的开采深度，煤壁内的支撑压力便会加大，整个的煤会突然压出，造成整个工作面支架载荷的增加，使得整个的矿压平衡状态受到威胁。 其四，是煤层的倾斜角度对矿压的影响。煤层的倾斜角度会对矿山压力造成很明显的影响，甚至改变其规律。当煤层的倾斜角度达到一定的程度时，顶板就会冒落，同时底板也会产生滑落，造成整个矿压的改变。 参考文献： 1李道雅,刘文中.数值模拟技术在朱仙庄煤矿 10 煤层开采中应用J.煤炭技术,2010(8).
