引言
目前,当我国煤矿企业在开展工作的过程中,多数矿压观测技术都能够发挥重要的作用。最主要的技术观测内容主要是由工作压力、工作面上下巷道围岩和顶板压力组成。在实际观测的过程中更需要参照具体位移的位置。在实际综放开采的过程中,如果内部工艺参数多数不太合理,煤炭的整体采出率就会直接增加。在实际进行综采工作的过程中,综采支架能够发挥重要的作用。一方面能够有效地预防顶板岩层出现的垮落现象,另外一方面又会直接威胁工作人员的人身安全。可以看出,两者之间所承受的阻力参数都会有所不同,最终也能够完成数据的判定和收集。在实践的过程中,只有将上述的指标有效地结合在一起,才能够让煤矿工作的过程变得更加稳定。
1.煤矿综采工作面矿压观测的意义
煤矿综合机械化的采煤被称为综采,是目前煤矿下普遍采用的一类采煤工艺。这一类采煤工艺不仅效能较高,更能够直接提升巷道掘进的效率。从最近几年实践的过程可以得知,煤矿工作面内部的矿压会随着采高的发展而不断地变得更加剧烈。如果所受到的阻力突然增大,就会使得支架直接被损坏,最终也会使得支架变得非常不稳定。如果不有效地进行建设,就会直接制约煤矿综采工作面的安全生产。
因此,先进的人员需要借助合理的矿压观测技术来测量支架支护阻力、巷道顶板的移近量和其他方面的参数,以便在之后全面地进行观测和分析,最终也就能够掌握矿压本身的规律,以便为支架的选型和围岩的数据提供数据参考。但是,值得大家注意的是,不同地区所存在的综采工作面都会有所不同,内部观测的矿压参数也会有不同的特征[1]。大家都需要结合具体的情况进行分析。在发展的过程中,在煤矿综采工作面内部观测矿压确实会发挥巨大的作用。
2.某煤矿综采工作面的概况
某煤矿地处黄土丘陵的沟壑地区,内部的地形非常错综复杂,地层又呈现东北走向。该煤矿综采工作面的长度为225mm,位于整个井田中间的位置,煤层推进的长度为2580mm。其中,煤层开采的深度为84m。煤田的南边主要为常见的煤风边界的氧化线。在接近工作面的地方先打开切眼。多数基岩和土层覆盖的厚度分别设定为32m和12m。
在实际建设的过程中,专业人士可以以综采工作面为切眼来推进一段距离。注意每推进100m就对工作面内部的长覆岩和地貌面进行全面地勘察,最终才能够直接确定整个工作面。其中直接顶含有多数的化石碎屑,其厚度介于1.4m-2m。老顶的中间主要为常见的砂岩,这种物质不仅呈现白灰色,其厚度更介于5m-8m之间,内部容许的比压被确定为2.6MPa。可以看出,目前内部的泥岩含量非常多,如果直接和水进行接触之后,就会在第一时间被软化。图1显示了煤矿综采工作面的内部内容。
3.煤矿综采面矿压观测技术
(1)矿压观测技术和过程
整个观测的过程如下:第一,可以采用诸多设备来观测矿压。常用的设备主要由支柱测力仪、顶板下沉报警仪、压力传感器和其他不同的仪器组成。第二,通过具体分析切眼的位置来放眼,并在确认综采面来压情况的基础上,采用直线分布的方式来设置19个炮眼。其中,炮眼的长度为20m,炮眼的深度为10m,之后再全面地进行打眼和装药[2]。第三,在实际部署观测站和观测点的过程中,专业人员需要先分析煤矿综采工作面的实际特点,并根据矿压观测的要求来全面确定。具体操作时可以先沿着综采工作面的某一方向先设定3个观测站,先让观测站1距离回风槽大约20m的距离,观测站2和观测站3依次向下排列。注意在每一台观测站之间配置2台记录仪和6个专用的支架,这样才能够全面地对综采支架内部的工作阻力进行记录。于是,更多巷道主要的参数可以发挥重要的作用。但是,随着工作面地不断发展,如果发现有支架已经报废,专业人员则需要重新进行布设。注意让工作面之间的距离保持不变。第四,超过100个支架都会在矿压观测的过程中发挥重要的作用。如果综采工作面全面地向前掘进,支架承受的荷载就会发生变化,进而影响掘进工作的正常进行。在实践的过程中,通过检查已经布设的27个支架,发现支架的载荷明显不足。因此,该煤矿综采工作面内部的支撑力明显不足。专业人员需要结合观测的数据来明确压力规律。
(2)观测支架工作阻力
在分析完主回撤通道和支架工作阻力之间的变化可以得知,如果综采工作面和主回撤通道的距离大于19m,其支架的主要受力方式为支撑荷载,整体发展的趋势也相对较为平稳[3]。随着工作面逐步推进和发展,两者之间的距离已经从19m转变为10m。
其支撑的荷载虽然已经增加到了6668KN,但是支架的阻力发生了巨大的变化。一旦综采工作面和主要回撤通道的距离保持在3.6m时,其支架承受的载荷会在短时间内增大。但是,在经过一段时间之后,其阻力基本没有明显的变化。
在分析观测点2的数据之后可以发现,支架阻力的突出点大概距离主回撤通道8m。发展到后来,其阻力也开始进行变化。如果两者的距离为6m,其支架的阻力会达到顶峰10928KN。但是,在达到这个顶峰之后,其阻力会变得更加稳定。但是,无论如何,支架所受到的阻力仍然较大。后来,当综采工作面和回撤通道的距离为3.6m之后,后续支架所受到的阻力不会产生较大的变化。图2主要为煤矿液压支架内部的结构图。
(3)观测支架活柱下的内容
在测量煤矿综采工作面内部的矿压时,一定要重视测量支架活柱的下缩量。这样一个测量的过程和参数将会帮助我们测量工作面运动过程中的参数,并未后续支架围岩的选型和设置提供有效的依据。目前,可以在该煤矿综采工作面内部设置3个测量站和6个传感器,并注意在每个测量的站点处布置2个传感器,之后注意将传感器设置在支架上方[4]。在经过综合分析之后可以确定,如果综采工作面推进的距离为50m时,支架活柱的下缩量为21m,这几乎会是正常情况的2.9倍。
(4)观测顺槽表面
一定要先观测三个观测站位置的压力传感器,之后再观测顺槽超前支护的情况。在布置之后可以发现,受到综采工作面上面采空区的影响,超前支护的支撑点会发生变化。专业人员应该在观测和分析回风顺槽内部不同测量站点的数据之后来掌握超前支护和煤壁之间存在关系。可以发现,支护的主要支撑压力会出现在煤壁前方4.5-5.6m之间的位置。
在此基础上,可以在每一个顶板布上设置4个传感器,并将钢卷尺、测枪和其他装置都布置在顺槽的表面[5]。通过分析可以发现,回风顺槽表面的围岩和移动的速度之间存在一定的关系,这就会在短时间内体现出巷道围岩移动变形的特点。只有当移近的量大于30m时,相关的数据才会恢复正常。
经过周密的分析,顶板和底板最大移近量出现的位置处于该区域内部7m的范围内,平均的速度为4.5mm/d。随着综采工作面的不断发展,实际是不会阻碍顺槽发展的。因此,需要选取合适的时机来保护顺槽的建设情况。图3为某煤矿顺槽。
4.结束语
矿压观测一直都在煤矿综采的过程中发挥重要的作用,更会直接保证煤矿生产更好地进行。因此,本文通过结合实际的案例来讲述观测的技术。这样一方面能够为煤矿综采工作提供依据,另外一方面也能够为后期围岩支护提供反馈策略。最终也就能够在提升综采速度的基础上改善综采的质量。
摘要：在实际生产的过程中,煤矿综采的生产有助于实现高效生产。但是在实际生产的过程中还面临着诸多不可预知的危险。本文通过结合实际案例有效分析煤矿综采工作面矿压观测技术的应用策略。
关键词：煤矿综采工作面,矿压观测技术,应用策略
参考文献
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[3] 郭延军.白龙煤矿综采工作面矿压观测研究[J].黑龙江科技信息,2016(5):69-73.
[4] 鲍小俊.某煤矿综采工作面矿压观测技术的应用研讨[J].内蒙古煤炭经济,2017(5):39-44.
[5] 贾亮亮.综采工作面矿压观测分析及顶板控制措施研究[J].山东煤炭科技,2018(02):66-67.