綜放工作面礦山壓力監(jiān)測研究

王平 WANG Ping；姜春力 JIANG Chun-li；秦濤 QIN Tao

（①北京礦冶研究總院，北京 100070；②兗礦集團(tuán)，濟(jì)寧 272000；③黑龍江科技大學(xué)，黑龍江省普通高等學(xué)校采礦工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150022）

（①Beijing General Research Institute of Mining&Metallurgy，Beijing 100070，China；②Yankuang Group，Jining 272000，China；③Heilongjiang University of Science and Technology，Key Laboratory of Mining Engineering of Ordinary Colleges and Universities in Heilongjiang，Harbin 150022，China）

0 引言

目前人們?cè)趯?duì)煤礦資源進(jìn)行開采的過程中，為了保障資源開采的工作效率得到有效的提高，因此就采用綜放工作面礦山壓力監(jiān)測的方法，讓人們對(duì)煤礦開采中圍巖破壞和工作面壓力的變化情況有著比較詳細(xì)的了解，從而使得煤礦開采的完全性和高效性得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。下面我們就通過實(shí)際案例，來對(duì)綜放工作面礦山壓力監(jiān)測研究的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

1 工作面概況及圍巖運(yùn)動(dòng)監(jiān)測設(shè)計(jì)

近年來，在我國煤礦行業(yè)發(fā)展的過程中，人們?cè)趯?duì)煤礦資源進(jìn)行首次開采時(shí)，一般都會(huì)采用綜放開采技術(shù)。但是生產(chǎn)人員在采用這種方法來對(duì)煤礦資源進(jìn)行開采時(shí)，由于工作人員對(duì)工作面中礦壓的變化規(guī)律缺乏認(rèn)識(shí)，因此使得人們?cè)趯?duì)其進(jìn)行開采的過程中，存在著許多的問題，從而使得人們?cè)趯?duì)煤礦進(jìn)行開采時(shí)安全性和可靠性受到嚴(yán)重的影響。為此，我們?cè)趯?duì)煤礦開采的過程中，為了保障煤礦開采的工作效率和質(zhì)量，就采用“一采一準(zhǔn)”的方法來對(duì)其進(jìn)行處理，并且做好相應(yīng)的預(yù)防工作，從而保障煤礦生產(chǎn)的安全性和可靠性。另外，我們?cè)趯?duì)煤礦綜放工作組織進(jìn)行調(diào)試的過程中，我們也可以根據(jù)生產(chǎn)工作的實(shí)際情況，來對(duì)工作人員的工作時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

在某礦產(chǎn)生產(chǎn)工作中，為了方便對(duì)該礦產(chǎn)生產(chǎn)工作的檢測管理，人們就在該工作面中設(shè)置三個(gè)觀測站，這三個(gè)觀測站主要是位于工作面中的下部、中部以及上部這三個(gè)部分。而且我們?cè)趯?duì)該礦產(chǎn)生產(chǎn)觀測站進(jìn)行建設(shè)的過程中，為了使得觀測效果的準(zhǔn)確性得到有效的提高，工作人員一般都是采用YPZ-60型圓圖壓力自記儀來對(duì)相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，從而對(duì)工作面進(jìn)行24小時(shí)的連續(xù)計(jì)量。不過我們?cè)趯?duì)觀測站進(jìn)行安設(shè)的過程中，安裝人員必須要根據(jù)工作面承載的類型和實(shí)際情況，來對(duì)支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格的要求。只有這樣才能有效的保障人們對(duì)現(xiàn)場礦壓以及圍巖運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的了解，進(jìn)而為后期的礦產(chǎn)開采工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 觀測數(shù)據(jù)（如圖1所示）

圖1

3 結(jié)果分析

根據(jù)相關(guān)的檢測結(jié)構(gòu)分析，我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)在不同的觀測站中，工作面的礦壓顯現(xiàn)觀測結(jié)構(gòu)也不盡相同，而導(dǎo)致觀測結(jié)構(gòu)不同的主要原因主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

①我們?cè)诿旱V開采的過程中，由于不同工作面的環(huán)境條件差異較大，而且其下側(cè)也存在著未開采區(qū)域，這就使得人們?cè)趯?duì)其礦壓數(shù)據(jù)的觀測采集的過程中，所獲得的信息數(shù)據(jù)也存在著一定的差異；在該礦區(qū)中，工作面的上測主要是采空區(qū)，其中不同的結(jié)構(gòu)，“窄煤柱”的尺寸也存在著較大的差異；在對(duì)其相關(guān)的預(yù)爆破輔助設(shè)施進(jìn)行安設(shè)的過程中，我們也時(shí)常會(huì)受到周圍環(huán)境的影響，而出現(xiàn)質(zhì)量問題，進(jìn)而使其框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受到嚴(yán)重的影響。從而使得，來對(duì)礦壓的變化情況進(jìn)行采集的過程中，存在著一定的問題。

②我們?cè)诿旱V開采前對(duì)頂煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)爆破處理時(shí)，有時(shí)也會(huì)受到局部地區(qū)環(huán)境的影響，使其預(yù)爆破措施無法得到有效的實(shí)施，從而使得人們?cè)趯?duì)礦井結(jié)構(gòu)進(jìn)行爆破施工的過程中，其煤體結(jié)構(gòu)的特性受到嚴(yán)重的影響，進(jìn)而導(dǎo)致煤礦開采工作無法順利的進(jìn)行。

③實(shí)際生產(chǎn)中，因多種原因，工作面經(jīng)常調(diào)刀，難以實(shí)現(xiàn)正規(guī)的均衡推進(jìn)，工作面上下口推進(jìn)度共經(jīng)歷了下超上（最大時(shí)達(dá)16m）、相同、上超下、相同、下超上等五個(gè)過程。

④由于頂煤的預(yù)爆破導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，當(dāng)再次受到采動(dòng)影響時(shí)，“基本頂-直接頂-頂煤-支架”這一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將有很大變化，每次來壓期間，基本頂回轉(zhuǎn)、滑落失穩(wěn)對(duì)下覆巖層活動(dòng)的影響大小都直接影響支架所受載荷的大小和性質(zhì)。

4 工作面各測站的現(xiàn)場觀測結(jié)果

工作面上中下各測站的實(shí)測支架載荷的頻數(shù)分布如圖2、圖3所示。從圖中可看出，工作面上部、中部及下部測站的支架實(shí)測載荷均以正態(tài)函數(shù)分布，不同的是，上部與中部測站的初撐力、加權(quán)阻力、最大工作阻力的分布峰值范圍依次增大，而下部測站這三個(gè)值的分布峰值范圍大體一致。這種差異從一定程度上說明下部測站支架低次增阻狀態(tài)要比另外兩個(gè)測站的多，進(jìn)而推斷工作面中上部的上覆巖層活動(dòng)比下部要活躍。

5 總結(jié)

由此可見，我們通過對(duì)綜放工作面礦壓觀測結(jié)果的相關(guān)分析，可以發(fā)現(xiàn)工作面的礦壓存在著顯著的周期性變化，而且在不同的位置當(dāng)前礦壓所活動(dòng)的位置也存在著一定的差異，因此為了在工作面頂煤爆破的過程中，就要對(duì)其煤層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性以及特殊性進(jìn)行有效的控制，從而使得人們?cè)诿旱V生產(chǎn)工作的效率和質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。

圖2 工作面上部測站實(shí)測支架載荷頻數(shù)分布圖

圖3 工作面中部測站實(shí)測支架載荷頻數(shù)分布圖

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