神东石圪台煤矿浅埋藏房柱式采空区下动载矿压防治探究

神东石圪台煤矿浅埋藏房柱式采空区下动载矿压防治探究

王秀元王创业

王秀元王创业

内蒙古科技大学矿业研究院014000

摘要：为保证近距离浅埋煤层群采空区房柱综采的工作面可以安全高效的开采，往往会使用理论分析与数值模拟相结合的方式来研究近距离浅埋煤层群采空区房柱下支架支护的强度。本文就工程基本概况进行分层，探讨回采过程中遇到的问题，并提出有效的解决策略，进而更好地保证采空区下近距离煤层工作面支架支护的强度

关键词：采矿区；近距离煤层；支架支护强度

1.前言

就目前而言，我国在采空区房柱下方长臂开采方面已经具有一定研究与实践，但是近距离浅埋煤层群房柱采空区综采方面则没有充足的研究。这样浅埋层的顶板结构就难以稳定，如果顶板破断台阶就会下沉，更甚者导致发生压架的事故，且基本顶的破断运动也容易波及地表，导致工作面发生动载的现象。

2.工程概况

2.1煤层概况

该工程工作面的煤层起伏不大，呈现正坡回采，平均煤厚四米。其煤层基本是稳定的煤层，其中局部煤层的顶部有零点二到零点六米的砂质泥岩类夹矸。如果局部煤层因为冲刷构造受到影响，影响范围预计累计是一百二十米，且在十九联巷和二十联巷之间存在两个不同的断层，两个断层都是正断层，其倾斜角分别是六十三度与六十五度，而落差则是二点八米与零点八米，受断层影响深达八十米，煤层之上覆基岩在五十五到一百二十五米之间，其中柳根沟的流域比较薄弱，而松散层在五十米以内，其中柳根沟的南侧比较厚。

2.2煤层顶的底板情况

顶底板主要包含老顶、直接顶与直接底三个部分，其中老顶中主要是中粒砂岩、粉砂岩与细粒砂岩、粉砂岩，其厚度通常是在11.58到19.02米之间，其中中粒砂岩颜色是灰色，成份主要以石英长石为主，含量比较高的就是暗色矿物，这类岩石比较容易胶结。而粉砂岩的颜色主要是灰色，其层面包含完整植物叶片的化石，且包含磷铁质的透镜体，呈现出块状层理。

而直接顶中主要为中粒砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩与粉砂岩，厚度在4.68到13.52米之间。中粒砂岩的颜色主要以灰白色、白色为主，其成份主要是石英石，其次是长石。

其中直接底主要为细粒砂岩与粉砂岩，厚度一般在4.28到15.84米之间，粉砂岩的颜色是灰色。

3.在回采过程中所遇到的问题与处理方法

3.1过房采的采空区

该工程工作面综采共有两段，其上覆是房采的采空区。而首段房采的采空区中距切眼主要是0-150.36与175.24到310.62米之间，而宽是285.74米，长是92.36米，且影响机头到45架；其中第二段房采的采空区与切眼相距1256.99到1500.79米，宽是243.8米。由于房采回采实际地质条件与情况不详，其中房采采空区的尺寸与位置从图一可以看出[1]。

图一房采采空区尺寸与位置图

图二柳根沟尺寸与位置图

3.2过柳根沟

其中柳根沟与切眼相距1473.28到1781.41米，宽是308.13米，穿插在整个的工作面中，下坡段宽则在42.32-77.62米之间，其中沟底处宽在80.89到108.17米之间，上坡段宽70.86到98.30米，而下坡段倾斜角在21度到35度之间，而上坡段倾斜角则在18度到23度之间。而柳根沟尺寸与位置从图二中可以看出。

3.3动载矿压的防治措施

（1）需要每天坚持召开矿压的分析会，按照地表矿压、下沉、监测威震与裂缝分析，可以预测来压区段与来压时间。

（2）高层管理者必须实时监测生产的整个过程，更好的检查工作面的架前漏矸以及煤壁的片帮，还有严格检查工作面的气体正常状况以及跨落实际情况，同时检查实际情况必须及时反馈，使得相关管理者以及部门可以采用有效措施，有针对性的进行治理，最大限度的预防工程中的问题。

（3）当作面来压时，除煤机司机、支架工（专人负责升支架初撑力）、岗位人员及跟班队长外，其他工作人员可不叫进入工作面，且机头机尾的岗位工、机尾专职的瓦检员与马蒂尔的司机还要设立警戒。

（4）而进入工作面的工作人员需要配备完好相关氧气的便携仪与压缩氧自救器，以便不时之需。

（5）在生产的过程中还要确保工作面达到两畅通、三直与两平。

（6）台司机的工作面监护支架压力必须严格控制，如果压力没有达到规定的初撑力就不可以喊话，因此在预警过程中，必须要压力达到规定初撑力才可以进行喊话，否则只会影响工程进度。

（7）相关管理者把生产过程中的淋水、煤壁片帮、安全阀开启、活柱下沉、漏矸与气体采空区的垮落等情况进行如实记录，然后总结出相关规律。

3.4防切顶的措施

（1）需要做好矿压的观测，总结该工程综采工作面中过柳根沟施工过程中具体矿压的规律，再利用矿压显现的现象、微震监测与地表沉陷等方式，以及结合矿压实际观测的规律，预判实际的来压时期[2]。

（2）还要对工作面的推进进度进行严格控制，在没有压力区域必须确保煤机可以匀速的推进，且推进速度不可以超过每分钟六米，在来压过程中该有提高推进的速度，同时按照现场实际情况在来压区来加刀，确保可以尽快的经过来压区。

（3）在生产的过程中相关煤机司机必须严格控制工程的质量，把采高调整到3.8至4.3米之间，确保顶底板的平整；

（4）生产的过程中相关支架工必须及时与机移架、擦顶移架的支护顶板进行结合，同时调整支架的架型，确保前梁接顶的严密，还要使支架的初撑力要达到252bar，保证护帮板可以及时的打出，当漏矸严重时还要及时的拉超前架。

（5）在生产的过程中还要控制台司机在监护工作面方面支架压力的情况，如果工作面压力出现异常或者是没有达到规定的初撑力就要及时的喊话；

（6）如果两端头的悬顶最远距离大于二十米，以及悬顶超过四架时必须实施顶板深孔的预裂处理。

（7）在生产的过程中，如果发生连续多刀煤壁炸帮、片帮与立柱安全阀的开启量连续增多现象，或者是出现其他情况，相关管理者必须及时的向上级汇报，提前将预警与撤离情况准备好，只有这样，当出现情况，才可以及时的进行警报的处理，进而避免工程质量受到影响。

参考文献：

[1]孔宪法，杨永康，康天合.采空区下近距离煤层工作面支架支护强度确定[J].矿业研究与开发，2013，24（06）：50-53.

[2]郭卫彬，刘长友，康庆涛.浅埋近距离房柱采空区下顶板活动规律与支架支护强度计算[J].煤矿安全，2014，34（10）：35-38.