某矿综采面矿压观测方案设计
时间：2020-12-06 02:02:49 来源：达达文档网 本文已影响 人 
李永刚
摘 要：工作面事故统计表明，矿区工作面的事故主要由端面顶板冒顶、煤体片帮事故和机械故障事故等组成，工作面初次来压和周期来压期间发生频率较高。结合矿区实际地质条件和发生事故的特点，了解和掌握本矿工作面的矿压显现规律，最终评价支架-围岩的适应关系，确定支架-围岩控制参数，从而在前期保证工作面安全生产，保证人员和设备的安全。
关键词：初次来压;周期来压;矿压规律;矿压观测
中图分类号：TD355 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）15-0088-02
Abstract：
The accident statistics of the working face show that the accidents of the working face in the mining area are mainly composed of the roof falling of the end face， the coal body spalling accident and the mechanical failure accident. The frequency of the first pressure coming from the working face and the periodic pressure coming from the working face is relatively high. According to the actual geological conditions of the mining area and the characteristics of accidents， this paper tries to interpret the law of mine pressure appearance in the working face of the mine， evaluate the adaptive relationship between the support and the surrounding rock， and determine the control parameters of the support and the surrounding rock， so as to ensure the safe production of the working face and the safety of personnel and equipment in the early stage.
Keywords：
initial pressure; periodic pressure; ore pressure law; ore pressure observation
1 工作面概况
某矿区全井田的地质储量为14.37亿吨，工业储量为10.36亿吨，可采煤层储量7.50亿吨，主采煤层为3#和15#煤层。地势西高东低，南高北低，最高标高1267m，最低点标高为1050m，平均1100m，井田内大面积被新生界红、黄土覆盖，基本构造形态为一单斜，近东西走向，向南倾斜，倾角为4°～21°，构造属于简单类略偏中等。
310201综采面为该煤炭有限责任公司西翼首采工作面，该工作面开采山西组中部3#煤层。工作面沿3#煤回采， 3#煤层稳定，结构简单，属中灰、低硫的优质贫瘦煤，煤层以亮煤为主，内生裂隙发育，煤层含1～2层泥质夹矸，厚度一般为0.02～0.1米，煤层中局部有冲蚀变薄现象。煤层平均厚度2.53米;局部有伪顶，为高岭土泥岩，厚度0.2米;直接顶为砂质泥岩，厚度从2.50～9.12米不等，局部有灰色细砂岩和2#煤线;老顶为灰色中砂岩，平均厚度8.0米;底板為灰黑色砂质泥岩，平均厚度9.37米。煤层瓦斯含量随着其上覆基岩的厚度增加而增加，煤层瓦斯含量均大于10m3/t，相对瓦斯涌出量为15～25m3/t，属高瓦斯工作面。煤尘无爆炸倾向。
2 矿压观测的目的和意义
西翼首采面-310201工作面上覆岩层厚度超过550米，3#煤层顶板组成复杂，工作面长度大，采面生产能力大。然而西翼综采面矿山压力及其显现规律还尚趋于空白状态，此外，矿井东翼的东二副巷在掘进期间和310101综采面回采期间的东二正巷和中间巷巷道曾发生大面积冒顶和顶板下沉量大的事故。因此，在综合现有理论、实践成果和该煤炭有限责任公司的经验对310201综采工作面进行矿压观测。
结合矿区实际地质条件和发生事故的特点，了解和掌握本矿工作面的矿压显现规律，最终评价支架-围岩的适应关系，确定支架-围岩控制参数，从而在前期保证工作面安全生产，保证人员和设备的安全[1-3]。
3 矿压观测的仪器和内容
3.1 矿压观测仪器
据矿压观测的要求，需要的仪器如下：支架液压自动记录仪表16台， YHY-60型支架测力仪1台。坡度规1个，5m钢卷尺2个，钢板尺80cm、50cm各1个，配备矿压信息处理和分析软件的微机1台。
3.2 矿压观测内容
（1）综采液压支架的液压信息
在工作面推进过程中，利用YHY-60型支架测力仪测定支架的液压信息，通过采集液压信息并进行分析，结合工作面顶板冒落情况和煤壁片帮情况，确定工作面围岩显现规律。
（2）煤体片帮和直接顶冒落
沿整个工作面统计观测煤体片帮和直接顶冒落情况。具体内容包括煤体片帮深度和沿工作面倾向范围，直接顶冒宽、冒高和范围。此项工作每隔1～2天检修班观测一次。
（3）支架工况采集
收集支架梁端距，顶梁走向角，顶梁台阶高度，立柱倾角倾向，推拉杆与运输机夹角等内容。该项工作周期性进行，一周3～5次。
（4）直接顶节理分布和顶板分级分类
通过工作面测量和观测数据分析，结合矿区实际地质条件，获得工作面顶板初次垮落步距、老顶初次来压步距和顶板周期来压步距。结合顶板分级分类方法，对采场老顶进行分级，直接顶进行分类[4]。矿压观测内容、目的及手段见表1。
4 矿压观测方案
在310201工作面布置了8个测站，如图1所示。测站位置分别为工作面5#、6#、40#、80#、81#、120#、155#和156#液压支架处。
4.1 支架液压信息观测方案
在各个测站的液压支架中，5#、6#架用来观测工作面上部矿压规律和上端头矿压显现，80#、81#架用來观测工作面中部矿压规律，155#和156#架用来观测工作面下部矿压规律和下端头矿压显现，40#和120#架则用来观测上中部和下中部矿压规律。
每台支架安设两台YHY-60型支架测力仪，一台用来测支架的两立柱液压信息，主要测量支架两立柱下腔的液压信息;另外一台用来测量支架平衡千斤顶的上、下腔液压信息。工作面总共安设了16台支架测力仪，测力仪每5分钟记录一次压力。采用YHY-60型红外线数据采集仪采集矿压数据，每两天下井采集一次数据。
4.2 常规矿压观测方案
（1）煤体片帮和直接顶冒落观测
沿整个工作面观测统计直接顶冒落和煤体片帮情况。具体内容包括煤体片帮深度和沿工作面破坏范围，直接顶冒宽、冒高和范围。
（2）支架工况观测
收集支架梁端距，顶梁走向角，顶梁台阶高度，立柱倾角倾向，推拉杆与运输机夹角等内容。
5 结束语
良好的设计方案是后续观测的重要基础，通过合理的布置测点位置，科学的分析测量数据，发现工作面及矿区矿压规律，对于矿山安全生产有着重要的意义和深远的影响。做好矿压观测工作，才能为矿井安全生产提供重要支撑和保障。
参考文献：
[1]李治纬.大倾角俯采综放工作面支架工作阻力实测分析[J].山东煤炭科技，2015（08）：138-139.
[2]史久林，郑建伟，张震，等.大采高工作面近距离双坚硬岩层强矿压控制研究[J].煤炭工程，2020，52（02）：59-63.
[3]刘瀛.综采放顶煤工作面矿压现显规律研究[J].当代化工研究，2019（03）：88-89.
[4]耿越，段迎娟，任家敏.煤巷顶板稳定性评价方法研究[J].工矿自动化，2018，44（06）：35-39.
