史韶光

摘要：在所有的工作生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，安全問(wèn)題無(wú)疑是最為緊要的一個(gè)方面。那么在煤礦開(kāi)采的實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，也尤為強(qiáng)調(diào)安全第一。其中最為重要的一個(gè)方面是煤礦的回采工作面礦壓和頂板管理方面的相關(guān)工作。如果礦壓出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，就會(huì)給煤炭開(kāi)采工作造成一系列比較嚴(yán)重的影響。本文則針對(duì)煤礦的回采工作面礦壓和頂板管理方面存在的安全隱患進(jìn)行分析以及提出相應(yīng)的控制方法。

關(guān)鍵詞：回采工作面；礦壓；頂板管理

0 工作面概況

工作面外段切眼沿?cái)鄬幼呦虿贾?，工作面傾角38°～55°，平均45°。機(jī)尾段傾角大于45°，局部最大傾角為55°，屬急傾斜煤層。工作面傾斜面長(zhǎng)104～115m，平均110m，走向長(zhǎng)430m，煤厚2.3～3.1m，平均2.6m。工作面巷道支護(hù)采用錨桿+錨索聯(lián)合支護(hù)方式，以錨網(wǎng)錨索支護(hù)為主，頂板破碎段采用錨網(wǎng)與木棚聯(lián)合支護(hù)。運(yùn)輸巷、運(yùn)料巷以及切眼在頂板完整、較完整的情況下采用全錨固形式支護(hù)，斷面形狀為直梯形；兩巷及切眼的頂板均采用φ22×2000mm高強(qiáng)度螺紋鋼，配鋼筋梯子梁和1.2×1.0m金屬網(wǎng)支護(hù)。頂錨桿間排距：運(yùn)料巷為1000×900mm，運(yùn)輸巷為850×900mm，切眼為930×900mm。兩巷及切眼的幫部采用14×1800mm圓鋼錨桿配10×1.2的金屬網(wǎng)控幫，兩巷的上幫錨桿間排距為800×700mm，下幫為700×700mm；切眼的兩幫錨桿間排距為700×700mm。巷道上幫煤壁每間隔3m補(bǔ)加一道錨索梁，巷道頂板每3m補(bǔ)打一道錨索梁，破碎時(shí)適當(dāng)加密。

1 觀測(cè)方法和儀器

1.1 錨桿（索）錨固力測(cè)試

錨桿（索）的錨固力拉拔試驗(yàn)采用錨桿（索）拉拔計(jì)進(jìn)行。

正常施工時(shí)按1組/100m、每組不少于5根進(jìn)行拉拔，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定錨固力為止。當(dāng)遇到地質(zhì)條件變化（巖性、水文等）、技術(shù)條件變化（支護(hù)材料變更、施工工藝和機(jī)具變化等）必須進(jìn)行1組（不少于5根）拉拔試驗(yàn)，并作不少于3根的破壞性拉拔試驗(yàn)。

1.2 錨桿（索）受力觀測(cè)

采用MC型錨桿測(cè)力計(jì)（見(jiàn)圖1）或KS型液壓枕（見(jiàn)圖2），是安裝在錨桿桿體外露長(zhǎng)度上，測(cè)其軸向受力狀況的一種液壓式測(cè)力計(jì)。將一個(gè)錨桿安裝斷面布置為錨桿（索）受力狀態(tài)監(jiān)測(cè)斷面，在該斷面的頂板全部錨桿及兩幫頂、底、中部的錨桿尾部托盤(pán)和煤壁之間安設(shè)一塊錨桿受力計(jì)（見(jiàn)圖3）。隨錨桿安裝及時(shí)安設(shè)錨桿受力計(jì)，記錄初錨力，之后應(yīng)每天觀測(cè)記錄一次。

2 工作面的周期來(lái)壓

圖1為支架工作阻力變化曲線，表3為支架工作阻力與周期來(lái)壓步距統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

3 巷道礦山壓力及顯現(xiàn)規(guī)律

根據(jù)巷道斷面的變化，可以得出巷道變形的基本規(guī)律：

（1）巷道的總變形量較小。從巷道變形的平均值來(lái)看：上、下順槽最大的頂?shù)装逡平俣葹?mm/d和3mm/d；上、下順槽兩幫最大累計(jì)移近量為40mm和200mm。

（2）工作面上、下順槽相比，上順槽的穩(wěn)定狀況要優(yōu)于下順槽，其頂?shù)装逡平俊㈨數(shù)装遄畲笠平俣?、兩幫累?jì)移近量、斷面縮小變形率均小于下順槽的相應(yīng)值。

（3）在工作面前方約45～50m處，由于移動(dòng)支承壓力的影響，巷道開(kāi)始產(chǎn)生變形，但至工作面前方30m處，無(wú)論是頂?shù)装寤騼蓭停瑖鷰r（煤）的移近量均非常小，變形速度亦很小。而后開(kāi)始顯著增加，到工作面前方12m左右處，巷道的頂?shù)装逡平俣群蛢蓭鸵平俣燃彼僭黾?，這與工作面前方支承壓力分布規(guī)律吻合。

3 礦山壓力不穩(wěn)定的危害

為了對(duì)頂板巖層進(jìn)行有效的控制，以及有效的進(jìn)行圍巖變形等問(wèn)題的預(yù)防，并保證好煤礦的開(kāi)采以及回采等相關(guān)工作的安全進(jìn)行，我們一般要對(duì)工作面進(jìn)行支撐保護(hù)和對(duì)采空區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的管理。從頂板的管理角度看，頂板大致可以分為5種，如表1。

礦山壓力的不穩(wěn)定可能造成煤炭開(kāi)采過(guò)程與回采工作面的崩塌、巖體離散移動(dòng)、煤礦圍巖變形、支架變形、壓裂或折斷等問(wèn)題，而這些問(wèn)題都是及其危險(xiǎn)的工作隱患，容易引起工作人員的傷亡、開(kāi)采設(shè)備損壞、阻塞巷道等重大安全事故。因?yàn)榈V山壓力會(huì)引起一系列嚴(yán)重的危害，所以礦山壓力一直是煤礦開(kāi)采與回采當(dāng)中需要著重應(yīng)對(duì)的難題。

4 回采工作面頂板控制中存在的問(wèn)題

為了防止礦山壓力引起的安全隱患我們需要對(duì)頂板進(jìn)行相應(yīng)的嚴(yán)格管理，所以頂板管理便成了煤礦開(kāi)采當(dāng)中極其重要的開(kāi)采技術(shù)之一。在當(dāng)今煤礦需求量不斷增加，煤礦開(kāi)采業(yè)不斷壯大的背景下，對(duì)頂板管理這一項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā)，對(duì)煤礦開(kāi)采業(yè)具有非常重大的意義。但是在當(dāng)前的技術(shù)水平下頂板控制技術(shù)當(dāng)中還存在一系列的問(wèn)題和不足。其中主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題如，巷道回采工藝落后，管理滯后，頻繁出現(xiàn)頂板事故，在工作面支護(hù)工作當(dāng)中，支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算不夠精確，支撐強(qiáng)度太弱，或臨時(shí)支護(hù)出現(xiàn)延遲，這些問(wèn)題通常會(huì)增加控制頂板的距離，從而造成煤層破碎的情況，頂板壓力作用時(shí)間太長(zhǎng)則會(huì)引起煤壁片幫，空間面積增大，當(dāng)選定的面積增加到一定程度的時(shí)候就會(huì)很容易出現(xiàn)推垮型頂板事故。這些問(wèn)題對(duì)頂板的管理設(shè)置了層層障礙，必須采取一定的解決措施，提出相應(yīng)的解決對(duì)策，才能夠最大限度的降低安全事故的發(fā)生。

5.回采工作面礦壓及頂板控制管理策略

針對(duì)以上回采工作面頂板控制中存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)管理控制策略。主要采用三種控制方法對(duì)頂板進(jìn)行有效控制，如表2。

6 結(jié)束語(yǔ)

煤礦的開(kāi)采工作中，安全問(wèn)題無(wú)疑是最重要的問(wèn)題之一，如果安全不能得到很好的保障，那么它將會(huì)像一顆定時(shí)炸彈隨時(shí)威脅著工作人員的生命安全以及企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。所以不但要有憂患意識(shí)善于發(fā)現(xiàn)工作當(dāng)中存在的細(xì)微的問(wèn)題，還要防患于未然對(duì)可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題進(jìn)行防范，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。煤炭開(kāi)采業(yè)的繁榮注定會(huì)帶來(lái)很多開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中的安全問(wèn)題，而加強(qiáng)煤礦回采工作面礦壓和頂板的管理是降低風(fēng)險(xiǎn)最有效的方法之一。本文對(duì)煤礦回采工作面礦壓和頂板的管理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，如果想要是安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低還需要在實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中不斷進(jìn)行摸索。

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