采煤方法對工作面礦壓顯現(xiàn)的影響分析

劉利文

摘 要：采煤工作高效順利地進行，很大程度上取決于是否采取了比較適合的采煤方法。工作面礦壓顯現(xiàn)的不同隨著采煤方法的改變而發(fā)生一定的變化。采煤工作中的多種隱患和問題很多都是因為操作人員在開采之前沒有選取適宜的開采方法。隨著經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國在采煤事業(yè)方面有了很大的進步，但是采煤工作中仍有一些問題，這些問題主要是人為因素和外部的客觀因素所影響的。本文主要分析了工作面礦壓顯現(xiàn)受采煤方法的影響，并且提出相關(guān)的建議。

關(guān)鍵詞：采煤方法；工作面；礦壓；顯現(xiàn)；影響

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對煤炭的需求量也在不斷增加，煤礦開采的深度和難度也相應(yīng)增加。例如，會出現(xiàn)更多的大傾角等需要更高采煤技術(shù)的開采煤層。在實際的采煤過程中，遇到的煤層情況大多是復(fù)雜的，各個每層的情況都不相同，這就導(dǎo)致采取不同的采煤方法時，工作面礦壓顯現(xiàn)也出現(xiàn)一些不同。工作面礦壓顯現(xiàn)變現(xiàn)出來的差異會影響采煤工作的質(zhì)量和進度，所以根據(jù)不同的煤層情況采取不同的采煤方法是十分重要的，在開采煤層之前，工作人員必須對現(xiàn)場情況進行專業(yè)勘查，科學(xué)合理地分析如何進行采煤工作，降低工作面礦壓顯現(xiàn)的影響。只有采取一個合適的采煤方法，才能保證采煤工作有一個良好的質(zhì)量。

一、采煤方法的分類

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采煤方法也在不斷的改進，在實際工程中使用的采煤方法主要分為兩大類，分別是壁式和柱式。這兩類的采煤方法存在著很大的差別。煤壁長、工作面兩端巷道被用來入風(fēng)、回風(fēng)、運煤和運料是壁式采煤法的特點。煤壁短且呈現(xiàn)方柱形，開采工作面的數(shù)量較多時柱式采煤法的特點。我國經(jīng)常采用的采煤方法是壁式采煤法。下面介紹一些常用的采煤方法。

1.走向長壁采煤法。這種采煤方法是薄及中厚煤層長壁工作面沿走向推進的。

2.放頂煤長壁采煤法。具體工程是開采6米以上的緩斜厚煤層，首先采出煤層底部長壁工作面的煤，然后放采上部頂煤。

3.掩護支架采煤法。主要用于急斜煤層，沿走向布置工作面，采空區(qū)和工作空間由掩護支架隔開，然后向俯斜推進。

4.斜切分層采煤法。急斜厚煤層中沿與水平面呈25°～30°的斜面劃分分層。

5.房柱式采煤法。沿巷道每隔一段距離先采煤房，再后退采出煤房之間的煤柱。

6.其他常用的采煤方法：倉儲、巷道長壁采煤法；傾斜分層長壁上行填充采煤法；臺階采煤法；房柱式采煤法；房式采煤法；刀柱式采煤法等。

從上述可以看出采煤的方法有很多種，對于不同的采煤環(huán)境對應(yīng)著不同的采煤方法。各個采煤方法有著自己特點，對工作面礦壓顯現(xiàn)、采煤工程的進行有著至關(guān)重要的作用。

二、采煤方法影響著工作面的礦壓

礦壓是一種由于開采活動而在工作面周圍煤巖體內(nèi)或支撐物上形成的力。而在礦壓作用下而產(chǎn)生的一些力學(xué)現(xiàn)象稱為礦壓顯現(xiàn)。在礦體沒有開采前，巖體處于一個平衡的狀態(tài)。由于開采活動的進行，破壞了巖體的原始應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力重分布，形成新的平衡狀態(tài)。應(yīng)力重分布的過程中巖體產(chǎn)生的活動對工作面差生的壓力則為礦壓。

對某放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)分析。采用放頂煤方式開采，工作面中處于初撐狀態(tài)的比例為11%～15%，處于一次增阻狀態(tài)的比例為60%～70，處于二次增阻狀態(tài)的比例為5%～9%，處于多次增阻狀態(tài)的比例為4%～8%，處于降阻狀態(tài)的比例為3%～5%。放頂式采煤方法下的工作面，周期來壓前和非周期來壓前相比，支架前柱的工作阻力比后柱的工作阻力大。支架的初撐力為1200KN～2920KN，在額定初撐力中所占比例為29%～64%；支架加權(quán)平均工作阻力為2470KN～3535KN，在額定工作阻力中所占比例為48%～73%；支架最大工作阻力為為2960KN～4310KN，占額定工作阻力的58%～85%。分析相關(guān)的數(shù)據(jù)可以得出，運用放頂煤的開采方法，來壓特性隨著工作面的機頭、中部及尾部的不同而表現(xiàn)出差異。中部稍快，兩邊稍慢的特性表現(xiàn)在老頂來壓過程中。如果工作中部的平均來壓布局為9m，機頭及機尾的平均周期來壓步距為11.8m。而在實際的工作中，工作面的傾斜方向的支護阻力和來壓強度之間有很大的差異。較高的工作阻力和較大的來壓強度主要出現(xiàn)在工作面的中部支架。較低的支護阻力和較小的來壓強度出現(xiàn)在動載系數(shù)為1.2～1.5的兩端頭。中檢測站支架的加權(quán)平均支護阻力與機頭、機尾相比，前者的更大。頂煤的放出率與礦山壓力顯現(xiàn)情況有很大的關(guān)系。主要表現(xiàn)為，放出率和動載系數(shù)隨著工作面產(chǎn)量的增大而增大，來壓步距隨著工作面產(chǎn)量的增大而減小。

放頂煤開采方法有很大的來壓頻率，導(dǎo)致工作面受到各種壓力的多次沖擊，所以采用房頂式開采方式時需要設(shè)置支架來保證工作的安全性。分層開采方法中較長的來壓間距可以減輕工作面的壓力沖擊，它的操作難度也較小，可以保證采煤工作的安全進行。

對某分層開采工作面礦山壓力顯現(xiàn)分析。前柱的初撐狀態(tài)和一增狀態(tài)所占的比例符合標(biāo)準(zhǔn)，這可以表明支架處于正常的狀態(tài)。支架前柱阻力與后柱阻力相比，前柱阻力較大時處于非周期來壓期間，前柱阻力較小時出現(xiàn)在周期來壓期間。當(dāng)采用分層開采方法是，工作面支架的初撐力為1060KN～2355KN，占額定初撐力的44%～74%；支架平均工作阻力為1700KN～2630KN，占額定初撐力的31%～60%；最大工作阻力為2208KN～3521KN，占額定工作阻力的41%～88%。分析數(shù)據(jù)可以得出，工作面中部頂板來壓快，兩側(cè)慢的情況出現(xiàn)在初次來壓的過程；工作面的中部頂板和兩側(cè)來壓基本一致的情況出現(xiàn)在周期來壓過程中，表現(xiàn)出一些均勻性。

結(jié)語

我國煤儲存量達到了6000億噸，居世界第三位。全國30多個省、市、自治區(qū)都有著不同數(shù)量的煤炭資源，不同地區(qū)有著不同的地質(zhì)條件和地質(zhì)環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采煤方法也在不斷地改進。采煤方法關(guān)系到采煤工程是否能夠安全高效進行，所以對不同的地區(qū)和施工條件采取適宜的采煤方法，合理分析工作面礦壓顯現(xiàn)是十分重要的。

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（作者單位：太原理工大學(xué)）