煤礦礦壓觀測與數據分析研究

李慶國

（山東省兗礦集團石拉烏素煤礦，山東 濟寧 272100）

1 觀測工作面的自然狀況

對整體工作面進行分析，煤層頂板在進行粉砂的控制中，均與泥巖進行相應混合，涌水量控制上通常為100 m3/d。同時，煤層的傾角一般為1°～2°。在沒有斷層的地質控制中，其相應的水文條件在工作面的控制中可以采用ZH2200/10/30/?125×4+?100×1 型液壓支架支護頂板，根據不同的結構端選用差異化阻力框架，參數為2 200 kN/架；支撐力控制上，其整體的支架長度大約在2.83 m，寬度為755 mm；自然崩落法的層面管理應用中，其相應的支護結構特征明顯，其主要采用DZ25-25/100S單體液壓支柱配π型鋼梁加強支護。通過對不同支護端的整體調整進行煤礦礦壓的全面觀測，最終優化整合煤礦結構控制體系。

2 主要觀測內容

根據某煤礦II-3主要情況，需要對其工作面的變化進行多層面的考慮及分析，礦壓觀測中的內容主要有以下3方面：①在工作支護面的荷載控制中，需要對支架的變化情況進行參數的具體觀測分析。同時，在不同的壓力作用下，其相應的動壓參數同樣需要進行觀測。②在周期性步距的支撐過程中，需要對整體的影響范圍進行觀測，在進行工作面的測定中，其相應的礦壓規律也會得到較為直觀的顯現。③工作面的荷載觀測。在進行工作面的荷載觀測中，需要采用不同的方式使得整體的觀測效果更加明顯，同時，在信息量控制中，要結合不同的觀測效果使得其整體的觀測價值更加明確。

3 礦壓觀測手段及其測點布置

3.1 工作面支架載荷的觀測

在支架荷載的整體觀測中與主體周期性的控制中，需要結合其整體的周期性特征對來壓強度變化進行圍巖運動規律分析，同時，在持續性的觀測控制中，其相應的支護參數更加合理。在支架荷載的測定中，可利用YPZ-60型自動記錄儀來對觀測面信息量進行數據采集與控制。在進行頂層信息的觀測中，需結合其整體的結構端的變化進行多條觀測線的測量，提升層端布置距離的顯著性。

3.2 工作面超前支承壓力的觀測

在煤壁的工作面控制中，其不同的支承壓力也會存在系統結構性的變化。在進行壓力范圍的持續影響下，其相應的工作面也能在整體的內部結構的調整下進行持續性的工作推進。在進行應力大小的變化中，相應的應力變化點也能得到相應的捕捉。在應力點的多層作用下，其支撐也能得到絕對性的改變，即以定點的應力變化間接地觀測超前支承壓力的影響范圍和影響程度。在本礦壓觀測工程中，對于檢測儀變化端的控制，需要對承端結構點的峰值點進行安裝位置的具體測定。在進行結構性的測定中，通過對其工作面的距離進行準確分析，以確定超前支承壓力影響范圍和峰值點。

4 礦壓觀測結果分析

4.1 支架載荷觀測結果分析

經過為期20 d、3個循環的現場觀測，得出了較為精確的工作面的層數，其在15#、32#、50#支架的實際支護中，不同觀測面在支護阻力的控制中也會出現相應的阻力改變，相應的觀測面與變化阻線的變化如圖1所示。

圖1 觀測面與變化阻線的變化

在整體的工作面支護架的測定中，需要根據平均支護阻力進行均值的計算，其相應的pcp′=1 507.1（kN/架）；均值最大值 pmax=1 587.2（kN/架）；支護阻力最大值均值pcp′=1 527.4 （kN/架）；支護阻力最大值 pmax′=1 619.1（kN/架）。

在平均強度的計算中，應結合其最大控頂距按平均支護阻力計算支護強度，并對不同的支護強度進行較為明確的體系分析，進而使得多層面體系控制中步距強度更加明確。

4.2 來壓步距的確定

在進行來壓步距的整體確定中，需要根據工作面的支護阻力的變化情況確定Pcp均值坐標，并對其支護阻力的變化曲線進行較為明確的控制分析，其計算公式為Pcp=Pcp′+σp=1 507.1+47.6=1 554.7（kN/架）。

在進行來壓步距的確定中，Pcp的峰值與固定壓力的變化層也會出現不同的層次變化。因此，在進行峰值的整體控制與推進過程中，需要結合其整體步壓變化情況進行參數體系的確定。在動壓系數的持續作用下，其不同步距應比實測值稍大。結合不同的周期觀測，其整體的動壓系數在N系統結構端的確定中存在動壓系數的周期性的衡量，在整體的計算中，其動壓系數為n=pc/pn=1 577.1/1 507.1=1.05.

5 結束語

本煤礦礦壓觀測中，通過數據采集、分析與處理，在超前支撐壓力作用下其相應的范圍影響也會出現不同的峰值點，在斷層工作面的煤壁前端3～7 m同樣會出現不同均值波動，因此，本工作面使用的 ZH2200/10/30/?125×4+?100×1組合頂梁組合懸移機采液壓支架工作狀態比較理想，且工作阻力富余量較大，頂板的控制效果好，具有一定的參考價值。

［1］許海濤，沈玉旭.內蒙古某煤礦綜采工作面礦壓觀測分析［J］.山西能源學院學報，2017（03）.

［2］王愛文，陳鎣，張站濤.石場煤礦礦壓觀測與分析［J］.煤炭工程，2016（08）.

［3］孟凡剛.六家煤礦運輸巷道礦壓觀測與數據分析［J］.礦業快報，2015（06）.