采煤方法对工作面矿压显现的影响曹亮

采煤方法对工作面矿压显现的影响曹亮

曹亮沈远伟

内蒙古双欣矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯01700

摘要：适宜的采煤方法是确保采煤工作顺利开展的基础，不同的采煤方法对工作面矿压显现的影响也会存在差异，如果操作人员不注重对采煤方法进行选择，将会导致采煤工作中出现多种隐患。文章对采煤方法对工作面矿压显现的影响进行了研究分析。

关键词：煤矿生产；采煤方法；合理选择；实践运用

1采煤方法选择的原则和要点

1.1采煤方法选择的原则

要确保采煤方法选择的合理性，首先就要明确对采煤方法进行选择时所要遵循的几点原则，这也是采煤方法选择的基础依据。结合煤矿生产的基本要求，目前煤矿开采作业采煤方法的选择原则主要有三方面，即安全性原则、经济性原则和效率性原则。

1）安全性原则。安全性原则是采煤方法选择的首要原则，该原则要求采煤方法的选择要最大限度保证煤矿开采作业人员的人身安全，在生产技术与设备的使用上，要符合生产安全标准，并与作业条件相适应，避免因作业方法选用不当所造成的安全隐患及事故的发生；

2）经济性原则。对经济效益的追求是现代企业共同的特点，经济性原则就是要求煤矿开采作业中采煤方法的选择要尽可能保证煤矿生产的经济效益，即在满足开采作业对技术和设备的要求基础上，应确保在合理的成本投入范围内实现利益的最大化目标，既包括产能、产量提升所带来的经济效益，也包括通过减少不合理开采所造成的事故风险或违规违法风险降低可能产生的经济损失，确保煤矿生产的经济效益；

3）效率性原则。效率性原则要求煤矿企业在选择采煤方法时，应确保所选的采煤方法有利于煤矿生产效率的提升。采煤方法要具有较高的作业效率，保证矿井单位时间的产能处于理想水平；采煤方法的运用要符合资源节约的要求，在合理的开采范围内采出更多的资源，高效率开采不仅能有效降低煤矿企业生产成本，提升企业生产效益，也能基于避免浪费的生产要求，推进煤矿行业节约化生产技术的发展，从而促进煤矿行业生产技术水平的提高。

1.2采煤方法选择的要点

结合采煤方法选择的主要原则及当前煤矿行业开采生产作业所面临的一系列不同条件，对采煤方法选择的要点归纳如下：采煤方法的选择要减少资源浪费，减轻工人体力劳动，加强环保。煤层比较理想、地质条件比较好的煤田，应大力提倡综采。对于煤层比较理想、顶板破碎的情况，可采用放顶煤开采技术。对于煤层块段储量不大、地质条件复杂、工作面搬家次数较多的工作面，易采用普通机械化采煤方法。

2放顶煤工作面矿压显现分析

内蒙古鄂尔多斯市万利矿区杨家村内框主采煤层为4-1煤层，倾角为6°、局部为100；厚为4.23m一7.35m，平均为5m左右。在煤层的中下部，存在着一定的夹矸，有5层，单层厚度为o.2m左右；顶部存在着一定的泥岩以及砂岩，厚度大致为26m左右。

在放顶煤方式下，开采工作面处于初撑状态的占比为H%一巧%、处于一次增阻状态的占比为61%一70%、处于二次增阻状态的占比为5%一9%、处于多次增阻状态的占比为4%一8%、处于降阻状态的占比为3%一15%。

放顶煤方式下的工作面在周期来压前以及非周期来压期间，支架前柱的工作阻力都比后柱的工作阻力要大。支架初撑力为1205kN一2928kN，在额定初撑力中占比为28.83%一64.3%；支架加权平均工作阻力为247IkN一3534kN，在额定工作阻力中占比为48.4%一73.5%；支架最大工作阻力为2965kN一4308kN，在额定工作阻力中占比为58.1%一85%。

由相关可知，在放顶煤方法下，工作面的机头、中部以及机尾均表现出不同的来压特性，在老顶来压过程中，主要表现为中间部稍快、两侧则稍慢；工作面中部平均来压步距为9.2m，机头以及机尾的平均周期来压步距为11.8m。实际情况中，工作面倾斜方向的支护阻力以及来压强度均也存在一定差异。工作面中部支架有着较高的工作阻力以及较大的来压强度；动载系数为1.2一1.5两端头支架有着较低的支护阻力与较小的来压强度。与机头和机尾相比，中检测站支架加权平均支护阻力更大，而且在实际情况中，顶煤的放出率也与矿压显现情况有着紧密联系，当工作面产量较大时，相应的放出率也就较高，动载系数不断增大，来压步距则不断缩小。

由于分层开采方法具有较长的来压间隔，所以能够减轻工作面的压力冲击，维护采煤作业的安全性，操作难度较小。放顶煤开采方法则具有较大的来压频率，致使工作面会受到各种压力的频繁冲击，所以实际开采时必须设置相应的支架，以确保安全作业。

3几种主要采煤方法的特点及适用范围

3.1倾斜长壁采煤法

在地质条件和环境允许的情况下，主要采用倾斜长壁式的采煤方法，这是因为这种方法不用在采区布置上山或下山巷道，因而采煤作业的投产较快，其成本相对较低。

1）从其工艺特点方面来看，在倾斜开采的过程中，水能自动流入采空区，从而在工作区内没有积水，工作环境较好；

2）从矿压显现与支护的特点来看，受煤层倾斜角度的影响，采煤工作面上的顶板岩层会向采空区方向产生一定的分力，且受此分力的影响，悬臂岩层会朝着采空区的方向逐渐移动，从而顶板岩层将会产生拉力作用，有利于顶板管理。一般这种采煤方法较多地应用在倾斜或斜交断层相对比较多的区域。

3.2走向长壁采煤法

走向长壁采煤法较为适用于薄煤层或中厚煤层矿井的采煤作业，在实际应用中该方法又依据不同作业技术被划分为爆破法、普采法和综采法三类，其中以爆破法应用最早，同时机械化水平也相对较低，主要是通过在煤壁上进行钻孔爆破，再通过人工或机械方式将爆破脱落下来的煤运输至井上，早期的爆破法采煤不仅对人工劳动依赖较高，且存在着较大的安全风险，而随着现代化技术、材料、机械设备的使用，作业人员的工作强度与作业风险系数都得到了一定的降低。普采法是一种机械化程度相对较高的采煤作业方法，该方法是在爆破法的基础上，增加了落煤、装煤环节中机械设备的运用，通过单滚、双滚等不同类型的采煤机代替了大量人工作业，且在煤层切割工艺的选择上也可根据不同煤层厚度灵活运用单向切割或双向切割方式，保证采煤作业的顺利开展。综采法在普采法基础上进一步对采煤作业的各环节进行技术改造，在机械化程度上是走向长壁采煤三种方法中最高的，该方法能最大限度地用机械作业取代人工作业，是中国目前机械化程度与工作效率最高的一种比较先进的采煤方法。

3.3一次采全高放顶煤综采法

在厚煤层和特厚煤层的开采中，一次采全高放顶煤综采法往往能发挥出较好的效果。该方法是主要基于滚筒式采煤机、放顶煤液压支架、刮板输送机等一系列现代化机械设备的共同配合实现的一种综合机械化采煤方法，机械化程度相对较高。在必要情况下，也可以与人工作业相配合实现更安全有效的破煤开采，利用该方法可满足煤层厚度在6m～12m的矿井开采需求，对于地质条件的适应性也相对较强，借助高度机械化生产的优势，该方法可达到较高的生产效率，并较好地保证采煤作业的整体安全性，易于进行成本控制，同时也具有着投资大、管理难度高、煤炭回收率低等不足，在薄煤层及中厚煤层中使用则不符合经济性原则。

4结束语

分层开采工作面支架后柱工作阻力大于前柱，特别是当周期来压时，相差更大。放顶煤开采工作面支架后柱工作阻力小于前柱，约相差20～30%。无论是分层工作面还是放顶煤工作面都呈现出工作面中部支架受载大、两端支架受载小的特点。

参考文献：

[1]黄艳利.固体密实充填采煤的矿压控制理论与应用研究[D].中国矿业大学，2012.

[2]李军.南梁煤矿综采工作面矿压规律研究[D].西安科技大学，2010.