采煤方法对工作面矿压显现的影响分析

2018-05-21 08:56刘利文
世界家苑 2018年4期
关键词:工作面影响

刘利文

摘 要:采煤工作高效顺利地进行,很大程度上取决于是否采取了比较适合的采煤方法。工作面矿压显现的不同随着采煤方法的改变而发生一定的变化。采煤工作中的多种隐患和问题很多都是因为操作人员在开采之前没有选取适宜的开采方法。随着经济与科学技术的发展,我国在采煤事业方面有了很大的进步,但是采煤工作中仍有一些问题,这些问题主要是人为因素和外部的客观因素所影响的。本文主要分析了工作面矿压显现受采煤方法的影响,并且提出相关的建议。

关键词:采煤方法;工作面;矿压;显现;影响

我国经济的快速发展,对煤炭的需求量也在不断增加,煤矿开采的深度和难度也相应增加。例如,会出现更多的大倾角等需要更高采煤技术的开采煤层。在实际的采煤过程中,遇到的煤层情况大多是復杂的,各个每层的情况都不相同,这就导致采取不同的采煤方法时,工作面矿压显现也出现一些不同。工作面矿压显现变现出来的差异会影响采煤工作的质量和进度,所以根据不同的煤层情况采取不同的采煤方法是十分重要的,在开采煤层之前,工作人员必须对现场情况进行专业勘查,科学合理地分析如何进行采煤工作,降低工作面矿压显现的影响。只有采取一个合适的采煤方法,才能保证采煤工作有一个良好的质量。

一、采煤方法的分类

随着科学技术的不断发展,采煤方法也在不断的改进,在实际工程中使用的采煤方法主要分为两大类,分别是壁式和柱式。这两类的采煤方法存在着很大的差别。煤壁长、工作面两端巷道被用来入风、回风、运煤和运料是壁式采煤法的特点。煤壁短且呈现方柱形,开采工作面的数量较多时柱式采煤法的特点。我国经常采用的采煤方法是壁式采煤法。下面介绍一些常用的采煤方法。

1.走向长壁采煤法。这种采煤方法是薄及中厚煤层长壁工作面沿走向推进的。

2.放顶煤长壁采煤法。具体工程是开采6米以上的缓斜厚煤层,首先采出煤层底部长壁工作面的煤,然后放采上部顶煤。

3.掩护支架采煤法。主要用于急斜煤层,沿走向布置工作面,采空区和工作空间由掩护支架隔开,然后向俯斜推进。

4.斜切分层采煤法。急斜厚煤层中沿与水平面呈25°~30°的斜面划分分层。

5.房柱式采煤法。沿巷道每隔一段距离先采煤房,再后退采出煤房之间的煤柱。

6.其他常用的采煤方法:仓储、巷道长壁采煤法;倾斜分层长壁上行填充采煤法;台阶采煤法;房柱式采煤法;房式采煤法;刀柱式采煤法等。

从上述可以看出采煤的方法有很多种,对于不同的采煤环境对应着不同的采煤方法。各个采煤方法有着自己特点,对工作面矿压显现、采煤工程的进行有着至关重要的作用。

二、采煤方法影响着工作面的矿压

矿压是一种由于开采活动而在工作面周围煤岩体内或支撑物上形成的力。而在矿压作用下而产生的一些力学现象称为矿压显现。在矿体没有开采前,岩体处于一个平衡的状态。由于开采活动的进行,破坏了岩体的原始应力,导致应力重分布,形成新的平衡状态。应力重分布的过程中岩体产生的活动对工作面差生的压力则为矿压。

对某放顶煤工作面矿压显现分析。采用放顶煤方式开采,工作面中处于初撑状态的比例为11%~15%,处于一次增阻状态的比例为60%~70,处于二次增阻状态的比例为5%~9%,处于多次增阻状态的比例为4%~8%,处于降阻状态的比例为3%~5%。放顶式采煤方法下的工作面,周期来压前和非周期来压前相比,支架前柱的工作阻力比后柱的工作阻力大。支架的初撑力为1200KN~2920KN,在额定初撑力中所占比例为29%~64%;支架加权平均工作阻力为2470KN~3535KN,在额定工作阻力中所占比例为48%~73%;支架最大工作阻力为为2960KN~4310KN,占额定工作阻力的58%~85%。分析相关的数据可以得出,运用放顶煤的开采方法,来压特性随着工作面的机头、中部及尾部的不同而表现出差异。中部稍快,两边稍慢的特性表现在老顶来压过程中。如果工作中部的平均来压布局为9m,机头及机尾的平均周期来压步距为11.8m。而在实际的工作中,工作面的倾斜方向的支护阻力和来压强度之间有很大的差异。较高的工作阻力和较大的来压强度主要出现在工作面的中部支架。较低的支护阻力和较小的来压强度出现在动载系数为1.2~1.5的两端头。中检测站支架的加权平均支护阻力与机头、机尾相比,前者的更大。顶煤的放出率与矿山压力显现情况有很大的关系。主要表现为,放出率和动载系数随着工作面产量的增大而增大,来压步距随着工作面产量的增大而减小。

放顶煤开采方法有很大的来压频率,导致工作面受到各种压力的多次冲击,所以采用房顶式开采方式时需要设置支架来保证工作的安全性。分层开采方法中较长的来压间距可以减轻工作面的压力冲击,它的操作难度也较小,可以保证采煤工作的安全进行。

对某分层开采工作面矿山压力显现分析。前柱的初撑状态和一增状态所占的比例符合标准,这可以表明支架处于正常的状态。支架前柱阻力与后柱阻力相比,前柱阻力较大时处于非周期来压期间,前柱阻力较小时出现在周期来压期间。当采用分层开采方法是,工作面支架的初撑力为1060KN~2355KN,占额定初撑力的44%~74%;支架平均工作阻力为1700KN~2630KN,占额定初撑力的31%~60%;最大工作阻力为2208KN~3521KN,占额定工作阻力的41%~88%。分析数据可以得出,工作面中部顶板来压快,两侧慢的情况出现在初次来压的过程;工作面的中部顶板和两侧来压基本一致的情况出现在周期来压过程中,表现出一些均匀性。

结语

我国煤储存量达到了6000亿吨,居世界第三位。全国30多个省、市、自治区都有着不同数量的煤炭资源,不同地区有着不同的地质条件和地质环境。随着科学技术的不断发展,采煤方法也在不断地改进。采煤方法关系到采煤工程是否能够安全高效进行,所以对不同的地区和施工条件采取适宜的采煤方法,合理分析工作面矿压显现是十分重要的。

参考文献

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(作者单位:太原理工大学)

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