煤矿回采工作面矿压及顶板管理分析

煤矿回采工作面矿压及顶板管理分析

李惠璋

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摘要：从现阶段发展而言，对于煤矿开采工作来说，矿压和顶板管理在其中有着非常重要的作用。然而伴随深度持续增加，使得矿压作用变得越发明显。一方面会使得进度变得越来越慢，另一方面还很容易导致工作面出现塌陷的情况。

关键词：煤矿回采工作面；矿压显现规律；顶板管理

引言：在新时代背景下，我国经济水平逐步提高，煤矿企业的发展得到了人们普遍的关注。对于煤矿开采而言，安全生产一直都是其中的基础原则。然而由于矿压造成的作用效果，从而导致力学情况产生，使得回采工作无法顺利展开。为此，相关人员便需要及时展开顶板管理，以防会有任何事故情况出现。本篇文章主要描述了煤矿回采工作面矿压的影响，探讨回采工作面顶板控制存在的问题,并对于具体方法方面发表一些个人的观点和看法。

一、煤矿回采工作面矿压的影响

在开采工作的前期阶段时，对于岩体本身来说，由于自重的作用，使得其应力一直保持着静止的状态。但如果采取回采的方式后，应力便会立刻出现失衡的情况，从而会重新展开分布。如果新应力超出了岩体自身，则会对其造成严重的破坏。在这一过程之中，实际产生的作用力，自然会有诸多力学情况产生。诸如围岩自身出现了严重变形，或者部分区域在被压缩后出现断裂。如此自然会给后期的回采工作造成诸多影响，无论是支护还是管理，难度都会有所上升。这样一来，支护结构自身的稳定性必然会大幅度下滑，使得开采工作很难有效展开，安全性无法达标^[1]。

二、回采工作面顶板控制存在的问题

（一）采煤工艺

枞木情况来说，除了国有煤矿企业来说，许多小型煤矿企业在进行回采工作时，并未针对支护部分提前进行试验和计算。因此造成支护强度未能达标，同时支撑力也非常差。并且相关管理也不到位，进而导致时常会有顶板事故问题出现。

（二）支护结构

如果煤层顶板的位置通常都以复合板为主，则若是有顶板裂缝或者支架强度方面的问题时，很容易会有上位岩层和顶板岩层分离的问题出现。而对于支架和支柱来说，如果有局部冒顶的情况存在，很容易出现被推倒的情况，进而造成严重的事故产生。

（三）煤壁片帮

如果支护的强度十分有限，亦或者在采取临时支护方式的时候，造成整个煤层出现了破损情况，又或者由于开采深度过大，使得岩石的实际应力有所增加，都很容易造成煤壁片帮。如此一来，空顶面积自然会持续扩大。

（四）悬顶面积

但凡悬顶的面积扩大范围超出预期之后，很容易造成顶板事故产生。而导致这一问题的因素有很多，例如支柱或者支架的的初撑力无法支撑直接顶，使得老顶和支撑顶不离层。如此一来，工作人员自然很难对演示本身的重量予以合理平衡，自然也无法适应目前的下沉情况。

（五）冲击地压

对于采场围岩来说，基于外部的高应力情况。但凡顶板出现了断裂的情况，则会短时间之内立刻产生非常大的冲击力。如此强大的能量会造成冲击地压出现。如果内部仍然有着其他附加应力存在，同时也会使得其扩大的概率有所提高，促使危害的影响范围进一步扩大^[2]。

三、工作面矿压和顶板管理的具体方法

（一）针对显现规律予以研究

伴随开采的年限不断增加，周边作业的环境也变得越发复杂，从而使得开采工作更具危险性。如果在进行矿压观测的时候，整体效果未能达到预期，或者和实际情况完全偏离，自然会对后续工作造成巨大影响。为此，相关人员便需要充分利用最新的技术形式和处理方法，并对于其中的显现规律展开把握。如此一来，工作人员便能够更好地感知巷道应力方面出现的变化，进而为之后的工作提供相应的数据参考。

从目前情况来说，应用率最高的便是有限差分方法。为此，工作人员便需要采用FLAC工具。此类工具不但内部计算能力非常强，同时还能够二次开发。并且有内部有着大量材料模型存在，因此可以对于非稳定物理过程进行解释，进而为后期显现规律的把握提供了诸多帮助。

（二）做好结构顶板的控制工作

1.梁式顶板

对于梁式顶板来说，如果其需要处理坚硬度较高，同时完整性达标的直接顶，理应在实际处理的过程中，选择强制放顶的方式，以此促使矿压的强度有所下降，以防由于支柱的质量下降，使得支护效果无法达到预期。如果梁式结构和拱式结构都存在，理应通过合理分析，把握其自身的可缩性效果，进而能够大幅度减少变形情况造成的负面影响^[3]。

2.拱梁式顶板

对于拱梁式顶板来说，更多是起到支撑的效果。通常来说，自身追强度理应满足符合直接顶岩石重量的要求，同时还要尽可能缩减直接顶和基本顶之间存在的间隙。为了保证作业的安全性，还应当对顶板结构展开处理，确保其足够平衡，以此能够有效防止空间出现失稳的情况。

3.类拱式顶板

对于类拱式顶板来说，既能起到支撑效果，同时也能起到保护效果，以此提供足够的支护强度，从而能够有效平衡作业空间，并逐步解决失稳的问题。为此，工作人员理应时刻保证直接顶足够完整，没有任何缺陷存在，同时自身支撑能力也要达到规定要求。

4.整体跨塌式顶板

对于整体跨塌式顶板来说，更多负责的是支撑工作。由于当主裂缝的方向和本堂方向完全平行的时候，弯坏顶板会出现剪切破坏的情况，同时直接顶下爆弱区域的基本定会变成垮塌结构。因此，在原有基础上进一步增加支撑之前，理应通过强强放顶的方式，促使其上方压强有所减少，同时还能确保夹角的角度能够超过15度。之后再依靠支护的方式，对于采空区的压力进行全面平衡，进而防止会有整体垮塌的问题产生。

四、结束语

综上所述，煤矿企业一直都是我们国家的支柱型企业，对于我国整体经济增长有着非常重要的影响。为此，企业理应做好矿压以及顶板管理的工作。针对其中存在的各方面问题，及时采取一些针对性措施予以处理。如此便能使得采场支护变得更为稳定，确保开采工作更具安全性。这样一来，企业自身的经济效益便能够得到有效提升，同时安全事故产生的概率也会大幅度下降，对于整个行业的发展能够带来诸多益处。

参考文献：

[1]庞志强,贾富祯.谈市政工程施工技术及其现场施工管理措施[J].建材与装饰,2017(48):168-169.

[2]崔超.建筑工程施工技术及其现场施工管理措施研究[J].城市建设理论研究：电子版,2016,6(8):67-67.

[3]宁琼,宁齐元,段瑜.煤矿回采工作面矿压与顶板管理探讨[J].现代商贸工业,2017(5):293-294.