【摘要】主要闡述了雙礦集團(tuán)新安礦在控制動(dòng)壓的主要方法，在實(shí)踐中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】頂板；動(dòng)壓；控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD82-9【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1005-1074(2009)04-0219-01

1前言

煤礦井下開(kāi)采過(guò)程中，高應(yīng)力狀態(tài)下積聚大量彈性能的煤或巖體在一定條件下突然發(fā)生破壞，冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)巨大的聲響、震動(dòng)以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)，這就是通常我們說(shuō)的煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象。它具有突然發(fā)生的特點(diǎn)，在地下開(kāi)采過(guò)程中往往造成嚴(yán)重的井下災(zāi)害，煤礦回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力的現(xiàn)象就是我們說(shuō)的煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象的兩種形式。下面就回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力的現(xiàn)象及其控制做以簡(jiǎn)要的分析。

2礦壓顯現(xiàn)類(lèi)型及成因、主要類(lèi)型

煤礦回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力顯現(xiàn)主要可分為兩種類(lèi)型，一種是靜壓力現(xiàn)象，另一種是動(dòng)壓現(xiàn)象。下面重點(diǎn)談一談煤礦回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力顯現(xiàn)的動(dòng)壓現(xiàn)象。煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象按其成因，機(jī)理和表現(xiàn)形式綜合分析可歸納為三大類(lèi)：沖擊礦壓、頂板大面積來(lái)壓，煤及瓦斯突然噴出。沖擊礦壓是煤或巖體在高應(yīng)力作用下，聚集了大量的彈性變形能，其中部分巖體接近極限平衡狀態(tài)，當(dāng)采掘工程接近該處時(shí)由于爆破等誘發(fā)因素，使力學(xué)平衡系統(tǒng)突然遭到破壞。煤巖體瞬時(shí)發(fā)生脆性破壞，積聚的彈性變形能突然釋放，其中相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，產(chǎn)生聲響、沖擊波，拋出大量煤或巖塊等動(dòng)壓現(xiàn)象。頂板的大面積來(lái)壓則是指堅(jiān)硬頂板在其下部煤體采空，暴露面積達(dá)到一定限度時(shí)，由于自重作用，使彎曲應(yīng)力超過(guò)極限應(yīng)力而引起堅(jiān)硬頂板原有裂縫擴(kuò)展到貫穿該巖層時(shí)所發(fā)生的大面積頂板突然垮落。頂板垮落時(shí)由于其重量產(chǎn)生沖擊力，也由于把已采空間氣體瞬時(shí)排出形成的“暴風(fēng)”，還由于堅(jiān)硬頂板在彎曲變形時(shí)積聚的一部分彈性變形能釋放，因而常產(chǎn)生巨大聲響和巖體破壞等動(dòng)壓現(xiàn)象。煤和瓦斯突然噴出，也是在高應(yīng)力作用下積聚能量的結(jié)果，同時(shí)由于其富含瓦斯的承壓作用，當(dāng)開(kāi)采工作接近時(shí)，在一定誘發(fā)因素下彈性變形能釋放，承壓瓦斯釋放，造成煤和瓦斯的噴出。

3實(shí)踐應(yīng)用

下面，就是動(dòng)壓現(xiàn)象的幾種形式，結(jié)合雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)公司新安煤礦的生產(chǎn)實(shí)際，淺析我礦回采工作面和采區(qū)巷道頂板動(dòng)壓力的現(xiàn)象作以介紹，分析并闡述其控制方法。

2009年元月份，我礦綜掘段施工的負(fù)500十層右開(kāi)切眼，由于靠近邊界F4大斷層，巷道掘進(jìn)過(guò)程中頂板動(dòng)壓明顯。切眼設(shè)計(jì)長(zhǎng)度200mm，現(xiàn)已施工120m，全煤工作面，煤層厚度2.8m～3.2m，巷寬4.2m，巷道傾角10°～15°，全煤綜掘機(jī)施工。巷道支護(hù)采用錨網(wǎng)索帶聯(lián)合支護(hù)，頂板采用∮18mm，長(zhǎng)2.7m螺絞鋼錨桿配W型鋼帶及金屬網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。錨桿布置形式，五排矩形布置，間距×排距800mm×1000mm，錨索線為∮16.5m，長(zhǎng)7.0m鋼角線，W型鋼帶采用寬260mm×厚30mm鋼帶制成，護(hù)幫采用∮16mm，長(zhǎng)1.6mm樹(shù)脂錨桿配∮12mm金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，錨桿間距×排距=1000m×1000m四排矩形布置，隨著掘進(jìn)機(jī)向前施工及時(shí)打設(shè)頂幫支護(hù)，距工作面迎頭往后3m遠(yuǎn)開(kāi)始出現(xiàn)頂板緩慢下沉，頂板錨桿、錨索鐵托盤(pán)發(fā)生嚴(yán)重變形，錨索個(gè)別被拉斷，頂板最大下沉量在一個(gè)月內(nèi)高度縮小300mm～520mm，頂板經(jīng)常出現(xiàn)巨大的巖層斷裂的聲響，工作面的煤體經(jīng)常隨著掘進(jìn)機(jī)的割煤，煤體拋出200m～300mm遠(yuǎn)，這種深部地層，斷層破碎帶周?chē)鷰r體中出現(xiàn)的沖擊地壓嚴(yán)重危及工作面安全生產(chǎn)，針對(duì)這種情況，我礦采用了局部加打工字鋼單體棚子，打設(shè)密集圓木點(diǎn)柱聯(lián)合支護(hù)方式加以控制，有效地控制了動(dòng)壓影響。

2005年4月，我礦東翼三采區(qū)負(fù)145九層在老頂初次放頂過(guò)程中，由于采空區(qū)懸頂面積過(guò)大，走向長(zhǎng)150m，傾斜長(zhǎng)120m老頂沒(méi)有跨落，沒(méi)有采取人工強(qiáng)制放頂措施，在老頂大面積來(lái)壓時(shí)，形成瞬間“暴風(fēng)”，回采工作面局部單體補(bǔ)倒折斷，造成上巷有兩名員工被“暴風(fēng)”吹倒撞擊巷幫當(dāng)即死亡。通過(guò)這次放頂出現(xiàn)事故后，我礦針對(duì)堅(jiān)硬頂板實(shí)施深孔爆破強(qiáng)制放頂技術(shù)，獲得成功，解決了我礦東翼三采區(qū)九層極堅(jiān)硬頂板放頂問(wèn)題，控制了回采工作面頂板大面積采壓危害問(wèn)題。

4經(jīng)驗(yàn)推廣

通過(guò)以上二個(gè)實(shí)例分析，要想控制回采工作面和采區(qū)巷道頂板動(dòng)壓力顯現(xiàn)的破壞，對(duì)其實(shí)施控制，必須做好三個(gè)方面的工作，一是做好礦壓觀測(cè)工作，二是做好頂板來(lái)壓的預(yù)報(bào)工作，三是做好瓦斯抽放工作。

4.1做好礦壓觀測(cè)工作其工作要點(diǎn)有以下3個(gè)方面：①觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作選定觀測(cè)地點(diǎn)，收集觀測(cè)項(xiàng)目；要對(duì)觀測(cè)隊(duì)伍進(jìn)行認(rèn)真地培訓(xùn)，使其明確礦壓觀測(cè)的目的，意義和觀測(cè)方法；準(zhǔn)備好觀測(cè)所用的儀器和工具。②現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，要抓好資料的收集整理工作，在日常觀測(cè)中，每天都得到大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)和資料，為了及時(shí)掌握工作面的礦壓動(dòng)態(tài)，應(yīng)對(duì)每天的資料進(jìn)行及時(shí)地整理和分析，發(fā)現(xiàn)隱患要及時(shí)糾正，并及時(shí)做出頂板來(lái)壓預(yù)報(bào)，為工作面安全生產(chǎn)服務(wù)。③抓好觀測(cè)工作的總結(jié)。觀測(cè)工作結(jié)束以后，要對(duì)全部觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分項(xiàng)整理和分析，提出對(duì)觀測(cè)工作面礦山壓力規(guī)律的認(rèn)識(shí)，據(jù)此提出改進(jìn)工作面頂板管理的工作面支護(hù)的措施等，最后寫(xiě)好觀測(cè)報(bào)告。

4.2做好頂板來(lái)壓的預(yù)報(bào)工作目前應(yīng)用的主要方法有：①利用頂板下沉速度的變化特點(diǎn)進(jìn)行來(lái)壓預(yù)報(bào)，這要求隨時(shí)觀測(cè)頂板下沉速度的變化。工作面無(wú)工序時(shí)，頂板下沉速度達(dá)到某一數(shù)值（不同工作面此值不同）就可發(fā)出頂板來(lái)壓預(yù)報(bào)。一般頂板來(lái)壓時(shí)的頂板下沉速度可能比平時(shí)大數(shù)倍或十幾倍。②利用工作面前方頂板反彈現(xiàn)象進(jìn)行頂板來(lái)壓預(yù)報(bào)。在回采工作面上下順槽或中間平巷內(nèi)距工作面一定距高設(shè)置頂板下沉觀測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)老頂斷裂時(shí)，巷道頂板出現(xiàn)較小的上升現(xiàn)象。

4.3做好瓦斯抽放工作瓦斯抽放工作是治理瓦斯的基礎(chǔ)工作，必須按照國(guó)家的要求先抽后采，抽采結(jié)合，抽采達(dá)標(biāo)的要求進(jìn)行瓦斯抽放工作，只有從根本上將瓦斯?jié)舛冉档?，才能有效地控制煤和瓦斯突出這種動(dòng)壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，確保煤礦安全生產(chǎn)。