综放工作面矿山压力监测研究

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

（①北京矿冶研究总院，北京 100070；②兖矿集团，济宁 272000；③黑龙江科技大学，黑龙江省普通高等学校采矿工程重点实验室，哈尔滨 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

目前人们在对煤矿资源进行开采的过程中，为了保障资源开采的工作效率得到有效的提高，因此就采用综放工作面矿山压力监测的方法，让人们对煤矿开采中围岩破坏和工作面压力的变化情况有着比较详细的了解，从而使得煤矿开采的完全性和高效性得到进一步的增强。下面我们就通过实际案例，来对综放工作面矿山压力监测研究的相关内容进行介绍。

1 工作面概况及围岩运动监测设计

近年来，在我国煤矿行业发展的过程中，人们在对煤矿资源进行首次开采时，一般都会采用综放开采技术。但是生产人员在采用这种方法来对煤矿资源进行开采时，由于工作人员对工作面中矿压的变化规律缺乏认识，因此使得人们在对其进行开采的过程中，存在着许多的问题，从而使得人们在对煤矿进行开采时安全性和可靠性受到严重的影响。为此，我们在对煤矿开采的过程中，为了保障煤矿开采的工作效率和质量，就采用“一采一准”的方法来对其进行处理，并且做好相应的预防工作，从而保障煤矿生产的安全性和可靠性。另外，我们在对煤矿综放工作组织进行调试的过程中，我们也可以根据生产工作的实际情况，来对工作人员的工作时间进行调整。

在某矿产生产工作中，为了方便对该矿产生产工作的检测管理，人们就在该工作面中设置三个观测站，这三个观测站主要是位于工作面中的下部、中部以及上部这三个部分。而且我们在对该矿产生产观测站进行建设的过程中，为了使得观测效果的准确性得到有效的提高，工作人员一般都是采用YPZ-60型圆图压力自记仪来对相关的生产数据信息进行收集，从而对工作面进行24小时的连续计量。不过我们在对观测站进行安设的过程中，安装人员必须要根据工作面承载的类型和实际情况，来对支架结构的稳定性进行严格的要求。只有这样才能有效的保障人们对现场矿压以及围岩运动的规律进行相应的了解，进而为后期的矿产开采工作打下扎实的基础。

2 观测数据（如图1所示）

图1

3 结果分析

根据相关的检测结构分析，我们可以清楚的发现在不同的观测站中，工作面的矿压显现观测结构也不尽相同，而导致观测结构不同的主要原因主要体现为以下几点：

①我们在煤矿开采的过程中，由于不同工作面的环境条件差异较大，而且其下侧也存在着未开采区域，这就使得人们在对其矿压数据的观测采集的过程中，所获得的信息数据也存在着一定的差异；在该矿区中，工作面的上测主要是采空区，其中不同的结构，“窄煤柱”的尺寸也存在着较大的差异；在对其相关的预爆破辅助设施进行安设的过程中，我们也时常会受到周围环境的影响，而出现质量问题，进而使其框架结构的强度和稳定性受到严重的影响。从而使得，来对矿压的变化情况进行采集的过程中，存在着一定的问题。

②我们在煤矿开采前对顶煤结构进行预爆破处理时，有时也会受到局部地区环境的影响，使其预爆破措施无法得到有效的实施，从而使得人们在对矿井结构进行爆破施工的过程中，其煤体结构的特性受到严重的影响，进而导致煤矿开采工作无法顺利的进行。

③实际生产中，因多种原因，工作面经常调刀，难以实现正规的均衡推进，工作面上下口推进度共经历了下超上（最大时达16m）、相同、上超下、相同、下超上等五个过程。

④由于顶煤的预爆破导致其内部结构发生明显变化，当再次受到采动影响时，“基本顶-直接顶-顶煤-支架”这一系统结构将有很大变化，每次来压期间，基本顶回转、滑落失稳对下覆岩层活动的影响大小都直接影响支架所受载荷的大小和性质。

4 工作面各测站的现场观测结果

工作面上中下各测站的实测支架载荷的频数分布如图2、图3所示。从图中可看出，工作面上部、中部及下部测站的支架实测载荷均以正态函数分布，不同的是，上部与中部测站的初撑力、加权阻力、最大工作阻力的分布峰值范围依次增大，而下部测站这三个值的分布峰值范围大体一致。这种差异从一定程度上说明下部测站支架低次增阻状态要比另外两个测站的多，进而推断工作面中上部的上覆岩层活动比下部要活跃。

5 总结

由此可见，我们通过对综放工作面矿压观测结果的相关分析，可以发现工作面的矿压存在着显著的周期性变化，而且在不同的位置当前矿压所活动的位置也存在着一定的差异，因此为了在工作面顶煤爆破的过程中，就要对其煤层结构的稳定性、可靠性以及特殊性进行有效的控制，从而使得人们在煤矿生产工作的效率和质量得到进一步的提高。

图2 工作面上部测站实测支架载荷频数分布图

图3 工作面中部测站实测支架载荷频数分布图

[1]王家臣,陈贵.极软煤层轻放开采工作面矿山压力显现规律分析[J].中国矿业，2005(12).

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[3]刘俊峰.综采工作面参数变化对矿山压力显现影响的研究[A].采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C].2005.