煤矿矿压观测与数据分析研究

李庆国

（山东省兖矿集团石拉乌素煤矿，山东 济宁 272100）

1 观测工作面的自然状况

对整体工作面进行分析，煤层顶板在进行粉砂的控制中，均与泥岩进行相应混合，涌水量控制上通常为100 m3/d。同时，煤层的倾角一般为1°～2°。在没有断层的地质控制中，其相应的水文条件在工作面的控制中可以采用ZH2200/10/30/Ø125×4+Ø100×1 型液压支架支护顶板，根据不同的结构端选用差异化阻力框架，参数为2 200 kN/架；支撑力控制上，其整体的支架长度大约在2.83 m，宽度为755 mm；自然崩落法的层面管理应用中，其相应的支护结构特征明显，其主要采用DZ25-25/100S单体液压支柱配π型钢梁加强支护。通过对不同支护端的整体调整进行煤矿矿压的全面观测，最终优化整合煤矿结构控制体系。

2 主要观测内容

根据某煤矿II-3主要情况，需要对其工作面的变化进行多层面的考虑及分析，矿压观测中的内容主要有以下3方面：①在工作支护面的荷载控制中，需要对支架的变化情况进行参数的具体观测分析。同时，在不同的压力作用下，其相应的动压参数同样需要进行观测。②在周期性步距的支撑过程中，需要对整体的影响范围进行观测，在进行工作面的测定中，其相应的矿压规律也会得到较为直观的显现。③工作面的荷载观测。在进行工作面的荷载观测中，需要采用不同的方式使得整体的观测效果更加明显，同时，在信息量控制中，要结合不同的观测效果使得其整体的观测价值更加明确。

3 矿压观测手段及其测点布置

3.1 工作面支架载荷的观测

在支架荷载的整体观测中与主体周期性的控制中，需要结合其整体的周期性特征对来压强度变化进行围岩运动规律分析，同时，在持续性的观测控制中，其相应的支护参数更加合理。在支架荷载的测定中，可利用YPZ-60型自动记录仪来对观测面信息量进行数据采集与控制。在进行顶层信息的观测中，需结合其整体的结构端的变化进行多条观测线的测量，提升层端布置距离的显著性。

3.2 工作面超前支承压力的观测

在煤壁的工作面控制中，其不同的支承压力也会存在系统结构性的变化。在进行压力范围的持续影响下，其相应的工作面也能在整体的内部结构的调整下进行持续性的工作推进。在进行应力大小的变化中，相应的应力变化点也能得到相应的捕捉。在应力点的多层作用下，其支撑也能得到绝对性的改变，即以定点的应力变化间接地观测超前支承压力的影响范围和影响程度。在本矿压观测工程中，对于检测仪变化端的控制，需要对承端结构点的峰值点进行安装位置的具体测定。在进行结构性的测定中，通过对其工作面的距离进行准确分析，以确定超前支承压力影响范围和峰值点。

4 矿压观测结果分析

4.1 支架载荷观测结果分析

经过为期20 d、3个循环的现场观测，得出了较为精确的工作面的层数，其在15#、32#、50#支架的实际支护中，不同观测面在支护阻力的控制中也会出现相应的阻力改变，相应的观测面与变化阻线的变化如图1所示。

图1 观测面与变化阻线的变化

在整体的工作面支护架的测定中，需要根据平均支护阻力进行均值的计算，其相应的pcp´=1 507.1（kN/架）；均值最大值 pmax=1 587.2（kN/架）；支护阻力最大值均值pcp´=1 527.4 （kN/架）；支护阻力最大值 pmax´=1 619.1（kN/架）。

在平均强度的计算中，应结合其最大控顶距按平均支护阻力计算支护强度，并对不同的支护强度进行较为明确的体系分析，进而使得多层面体系控制中步距强度更加明确。

4.2 来压步距的确定

在进行来压步距的整体确定中，需要根据工作面的支护阻力的变化情况确定Pcp均值坐标，并对其支护阻力的变化曲线进行较为明确的控制分析，其计算公式为Pcp=Pcp´+σp=1 507.1+47.6=1 554.7（kN/架）。

在进行来压步距的确定中，Pcp的峰值与固定压力的变化层也会出现不同的层次变化。因此，在进行峰值的整体控制与推进过程中，需要结合其整体步压变化情况进行参数体系的确定。在动压系数的持续作用下，其不同步距应比实测值稍大。结合不同的周期观测，其整体的动压系数在N系统结构端的确定中存在动压系数的周期性的衡量，在整体的计算中，其动压系数为n=pc/pn=1 577.1/1 507.1=1.05.

5 结束语

本煤矿矿压观测中，通过数据采集、分析与处理，在超前支撑压力作用下其相应的范围影响也会出现不同的峰值点，在断层工作面的煤壁前端3～7 m同样会出现不同均值波动，因此，本工作面使用的 ZH2200/10/30/Ø125×4+Ø100×1组合顶梁组合悬移机采液压支架工作状态比较理想，且工作阻力富余量较大，顶板的控制效果好，具有一定的参考价值。

［1］许海涛，沈玉旭.内蒙古某煤矿综采工作面矿压观测分析［J］.山西能源学院学报，2017（03）.

［2］王爱文，陈蓥，张站涛.石场煤矿矿压观测与分析［J］.煤炭工程，2016（08）.

［3］孟凡刚.六家煤矿运输巷道矿压观测与数据分析［J］.矿业快报，2015（06）.