1、回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力現(xiàn)象的分析及對策摘要:本文首先對回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力的現(xiàn)象的成因以及主要的類型進行了分析，然后結(jié)合煤礦井下的生產(chǎn)實際，提出了幾點解決回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力現(xiàn)象的具體對策，可以使頂板動壓力現(xiàn)象得到有效的改善。關(guān)鍵詞：回采工作面頂板動壓力對策所謂的煤礦動壓現(xiàn)象就是指煤礦井下進行開采過程中，積聚大量彈性能的煤、巖體在高應(yīng)力狀態(tài)下突然冒落或拋出，釋放巨大的能量產(chǎn)生聲響、震動、氣浪等顯著的動力效應(yīng)。由于它具有突發(fā)的特點因而容易造成煤礦開采過程中的嚴重災(zāi)難。煤礦動壓現(xiàn)象的兩種具體表現(xiàn)形式就是回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力現(xiàn)象。1回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力現(xiàn)

2、象成因及主要類型煤礦回采工作面和采區(qū)巷道頂板壓力主要分為靜壓現(xiàn)象和動壓現(xiàn)象兩種類型，本文主要探討的是動壓現(xiàn)象。綜合成因、表現(xiàn)形式及形成機理幾個方面可以將煤礦的動壓分為沖擊礦壓、煤及瓦斯突然噴出和頂板大面積來壓三類。沖擊礦壓是指在高應(yīng)力作用下煤或巖體聚集了大量的彈性變形能,采掘工程接近該處時，由于部分巖體接近極限平衡狀態(tài)，再加之爆破等誘發(fā)因素，導致力學系統(tǒng)的平衡突然的破壞，瞬時發(fā)生煤巖體脆性破壞,突然釋放積聚的彈性變形能，產(chǎn)生聲響、沖擊波，大量煤或巖塊等被拋出的動壓現(xiàn)象。煤和瓦斯突然噴出是由于高應(yīng)力作用下積聚能量和富含瓦斯的承壓作用的結(jié)果，當開采工作接近時，由于各種誘發(fā)因素的作用，致使彈性變形能

3、和承壓瓦斯的釋放，形成煤和瓦斯的噴出。頂板的大面積來壓是指當頂板下部的暴露面積由于煤體的采空達到一定限度時，在自重的作用下，彎曲應(yīng)力超過極限應(yīng)力導致頂板裂縫延伸到貫穿該巖層時，產(chǎn)生的頂板大面積突然塌落的現(xiàn)象。頂板垮落時由于瞬間已采空間氣體被排出產(chǎn)生的暴風”自重的沖擊力和部分頂板彎曲變形聚集的彈性變形能的釋放的綜合作用，往往發(fā)生巖體破壞和巨大聲響等礦壓現(xiàn)象。綜上所述，可以看出三種動壓現(xiàn)象都是由于能量釋放導致的動壓出現(xiàn)，是一定條件作用下引起的突發(fā)破壞的現(xiàn)象，其中沖擊礦壓和頂板的大面積來壓是礦山壓力作用的結(jié)果，而煤和瓦斯突然噴出是礦山壓力和承載氣體綜合作用的結(jié)果。2煤礦動壓現(xiàn)象實例分析結(jié)合棗莊礦區(qū)的

4、生產(chǎn)實際，對回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力的現(xiàn)象加以介紹，并說明其解決的對策2002年1月份,該礦區(qū)付煤公司綜掘施工的-500三上煤層205開切眼，巷道掘進過程中由于靠近大斷層，頂板動壓明顯。設(shè)計的切眼長度為200mm煤層厚3.8m5.0m(全煤工作面)，巷道傾角1015,寬4.2m,全煤綜掘機施工，現(xiàn)已施工120m。巷道采用錨網(wǎng)網(wǎng)梯支護，頂板采用18mM2200mm螺紋鋼錨桿配菱形金屬網(wǎng)及錨索聯(lián)合支護護幫采用18mM1800mm樹脂錨桿加12mm金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。邊向前掘進施工邊打設(shè)頂幫支護，頂板在離工作面始端往后3m左右時出現(xiàn)緩慢下沉的現(xiàn)象，頂板錨桿及錨索鐵托盤變形嚴重，個別錨索斷裂,一個月

5、內(nèi)頂板的高度最大下沉300mm520mm頂板經(jīng)常發(fā)出宏大的巖層斷裂的聲響，隨著掘進機的割煤工作面的煤體經(jīng)常拋出200mm300mm遠，深部地層、斷層破碎帶周圍巖體中產(chǎn)生的沖擊地壓對工作面的安全生產(chǎn)造成嚴重的影響。為了改善動壓的影響，該礦采用了打設(shè)密集圓木點柱聯(lián)合支護方式和局部加打工字鋼單體棚子，取得了很好的效果。2005年4月，在該礦區(qū)某礦南翼二采區(qū)209工作面，初次對老頂放頂過程中，造成采空區(qū)懸頂面積過大傾斜長120m,走向p(1)準備工作。確定觀測項目和觀測地點；嚴格培訓觀測隊伍，明確礦壓觀測方法、目的和意義；預(yù)備好觀測儀器。現(xiàn)場觀測時，做好資料的收集整理。為了及時了解工作面的礦壓動態(tài)，每

6、天應(yīng)對觀測得到的數(shù)據(jù)和資料進行整理、分析和研究，及時發(fā)現(xiàn)問題并糾正，做好頂板來壓的預(yù)報工作。觀測工作的總結(jié)。全部觀測工作結(jié)束后，必須對所有的觀測數(shù)據(jù)進行歸類和分析，總結(jié)出觀測工作面的礦山壓力規(guī)律，對工作面支護的措施提出改進措施，形成觀測報告。3.2做好瓦斯抽放工作治理瓦斯的最基本的工作就是瓦斯抽放，為了確保煤礦安全生產(chǎn)有效改善和解決煤和瓦斯突出的動壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，瓦斯抽放工作必須做到先抽后采，抽采結(jié)合，抽采達標，將瓦斯體積分數(shù)從根本上降低。3.3做好頂板來壓預(yù)報工作實時觀測頂板下沉速度的變化，根據(jù)其特點進行來壓預(yù)報。工作面無工序時，若頂板下沉速度接近或者超過臨界值時，就應(yīng)該發(fā)出頂板來壓預(yù)報。根據(jù)工

7、作面前方頂板反彈現(xiàn)象進行頂板來壓預(yù)報。設(shè)置頂板下沉觀測點，實時觀測，當出現(xiàn)老頂斷裂，而巷道頂板上升較小的現(xiàn)象時,巷道內(nèi)出現(xiàn)反彈一段時間后，必然出現(xiàn)工作面頂板來壓現(xiàn)象。根據(jù)回采工作面頂板下沉量進行頂板來壓預(yù)報。這是由于頂板下沉量與平時相比，工作面頂板來壓時要大的多。頂板來壓預(yù)報的參考指標。可以將回采工作面的其他礦山壓力的顯現(xiàn)作為預(yù)報的參考指標，如頂板斷裂的響聲、煤壁片幫程度、采煤機割煤時的煤塵大小及頂板的破碎度變化等。4結(jié)語回采工作面和采區(qū)巷道頂板動壓力現(xiàn)象給煤礦的安全生產(chǎn)帶來重大的影響，必須加以控制和解決，文中從做好礦壓觀測工作、瓦斯抽放工作和頂板來壓預(yù)報工作三個方面具體的論述了解決這一問題的對策。參考文獻孟召平，彭蘇萍，馮玉，等斷裂結(jié)構(gòu)面對回采工作面礦壓及頂板穩(wěn)定性的影響J.煤田地質(zhì)與勘探，2006,34(6):2427.錢鳴高，劉聽成.礦山壓力及其控制M.北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.孟召平，李國富,雷志勇，等不同巖性頂板回采工作面礦壓分布規(guī)律J.煤田地質(zhì)與勘探,2006,34(6):1921.WoldMB,ConnellLD,CHOISK.Theroleofspatia