不规律生产期间综采工作面矿压规律分析

王晓光,赵闯

安徽恒源股份有限责任公司五沟煤矿 安徽  淮北  235131

【摘要】煤矿综采工作面在不规律生产期间，矿压规律可能受到多种因素的影响。对于这些因素，需要进行系统的矿压分析和监测，及时调整生产计划、采掘参数和支护措施，以保证矿压的稳定性和安全性。此外，加强地质勘察、支护设计和采矿工艺优化，也是保障矿压规律的重要措施。

【关键词】综采工作面；矿压规律

引言：随着采煤的进行，工作面周围的煤岩体受到破坏和剥离，煤岩体的内部应力逐渐转移到工作面周围的岩石中，从而导致矿压逐渐增大。因此，在不规律生产期间尤其要关注多方的影响因素，需重点根据工作面的具体情况，观测当时的地质情况、工作面底顶板岩性等情况，观测不同情况下的工作面的矿压，进行矿压的规律分析。

1工作面概况

1.1四邻关系

不规律生产期间综采工作面的四邻关系需要进行综合分析和监测，包括上邻工作面、下邻工作面、左邻工作面和右邻工作面，该区12404综采面为1-2煤四盘区第4个工作面，西南侧为12425～12427采空区，北侧为12405综采面(实体煤)，东为1-2煤四盘区3条大巷、南侧为12403采空区[1]。通过合理的矿压控制和支护加固措施，可以确保工作面的稳定和安全。

1.2地质概况

水文地质条件对于综采工作面的稳定和安全同样重要。地下水的涌出和水压的变化会对工作面的稳定性产生影响。在不规律生产期间，可能会遇到水文地质条件的变化，例如，水位的上升或下降，水压的增大或减小。因此，需要进行地下水的监测和调查，并采取相应的排水措施和防水措施。另外煤层厚度也是综采工作面地质的重要参数之一。煤层厚度的变化会对采矿工艺和矿压规律产生影响。在不规律生产期间，煤层厚度可能会有一定的变化，实践表明，煤层埋藏浅并不一定就矿压小[2]。埋深浅、基岩薄、上覆厚松散沙层是煤层典型赋存特征[3]，需要对煤层厚度进行准确的测量和监测，以调整采矿参数和支护方案。

1.3工作面底顶板岩性

综采工作面的底顶板岩性是一个需要认真考虑和评估的因素,工作面直接顶板岩性为细粒砂岩；工作面直接顶板岩性为细粒砂岩；工作面直接顶板岩性为细粒砂岩。通过详细的地质调查和分析，合理的支护设计和采矿参数调整，可以提高底顶板的稳定性和安全性，确保矿山生产的顺利进行。

2工作面矿压检测

2.1工作面矿压观测手段

通过安装应变仪、压力传感器等设备，实时监测支柱的受力情况、周围岩体的应力变化；在支护结构上设置位移计、变形计等设备，实时监测支护结构的变形情况；利用传感器、数据采集系统和监测软件构建矿压监测系统，实现对矿压数据的实时采集、传输和分析。矿压监测系统可以集成多种观测手段，实现全面的矿压监测和预警。

2.2工作面支架下沉量观测

支架下沉量的观测可以帮助判断支架的稳定性和支护效果，及时采取调整支护方案和采矿参数的措施，可以采用点式测量法、钢尺法、光电测距法、形变传感器法等观测方法，确保工作面的下城具体情况。通过实际测量发现，压力总体不算太大， 支架工作阻力能够满足目前井下生产需要[4]，工作面下沉量较小，一个早班下沉高度5～40 mm之间。

3正常生产期间矿压变化

3.1正常回采期间矿压分析

在正常回采期间，矿压的分析是确保工作面安全稳定运行的重要环节。12404综采面正常回采月份来压步距12.19 m，压力增阻区在3.44～11.71 m之间不等，压力增阻平均在6.10 m，压力稳定区在2.76～11.71 m之间不等，平均压力稳定区在5.62 m。矿压的大小取决于多个因素，包括煤层厚度、覆岩厚度、煤岩性质、工作面支护方式等。在正常回采期间，矿压应该处于可控范围内，不超过支护设备和工作面的承载能力。如果矿压超过了设计承载能力，可能会导致支护失效、顶板下沉等安全问题。通过对矿压的分布、大小、变化等进行详细分析和控制，可以及时采取相应的措施，确保工作面的安全生产。

3.2直接顶垮落情况

随着工作面向前推进, 基本顶开始垮落, 工作面支架的工作阻力增加, 但是表现不明显[5]。造成直接顶垮落情况可能有多重因素作用影响，工作面矿压超过了支护设备和顶板的承载能力，当矿压超过限制时，顶板会失去稳定性，发生下沉或坍塌；支护设备的失效或损坏，如果支护设备的强度、刚度或密度不足以承受矿压作用，或者支护设备在使用过程中出现故障，就会使顶板失去支撑，从而发生垮落；当地质条件复杂、岩层变化剧烈或存在弱质层时，会增加顶板的不稳定性，也易发生垮落。

4不连续期间矿压变化情况

4.1非正常开采月份矿压情况

非正常月份，由于生产计划变更、设备故障或其他原因，可能出现非正常的采煤周期，例如停采期、调整生产周期等。这些周期的改变可能导致矿压的变化，顶板和煤体的应力重新分布，煤矿的非正常开采月份的矿压情况需要根据实际的矿山数据和工作面的特点进行详细分析。12404综采面3月份平均来压步距12.4 m，压力增阻区在3.44～11.71 m之间不等，压力增阻平均在6.54 m，压力稳定区在2.07～9.65 m之间不等，平均压力稳定区在5.86 m。

4.2正常停产期间压力变化情况

（1）矿压减小：正常停产期间，不再进行采煤作业，减少了矿体的开采和支护活动，矿压通常会逐渐减小。由于没有采煤导致的矿压积累，矿体的应力逐渐释放，压力向周围岩层传递的程度减少。

（2）支护松动：正常停产期间，支护设施和采煤设备不再进行使用，支护材料可能会出现松动现象。这是因为支架在采煤过程中承受了较大的压力和挤压，停产后压力减小，支护材料的紧密性可能会减弱。

（3）顶板下沉：正常停产期间，煤层上方的顶板可能会出现下沉现象。这是由于停止采煤活动后，煤体对顶板的支撑力减弱，矿压释放导致顶板下沉。顶板下沉可能导致采空区的形成和顶板破碎的风险增加。

（4）周边岩层压力变化：正常停产期间，矿体周围的岩层受到的约束力减小，可能导致周边岩层的压力变化。一些原本受到矿压限制的岩层可能会发生回弹或压缩，引起矿压的调整和重新分布。

5结论

（1）通过分析压力增长曲线，确定综采工作面顶板下沉和压力增长观测最佳时间。

（2）根据分析压力增长率曲线，综采工作面压力增长过程中与停产初始压力有关，在停止生产时压力大，则工作面在停产时压力较快。

（3）在正常停产期间，顶板压力在时间推移下，逐渐呈现增长发展走向，因此，需进行人为介入，控制停机变量及时间。

（4）在采煤工作面周围的煤岩体受到破坏和剥离的作用下，矿压往往会逐渐增大。这是因为采煤过程中，煤岩体的内部应力逐渐转移到工作面周围的岩石中，导致矿压的积累和增加。特别是在不规律生产期间，采煤工作面的不连续性和间歇性可能导致矿压的变化更加剧烈。

（5）在不规律生产期间，如停产期间或停产后重新启动采煤前，矿压可能会发生明显的变化。停产期间，由于停止采煤活动，煤岩体的应力会逐渐释放，矿压可能会减小。而在重新启动采煤时，煤岩体重新受到应力的加载，矿压可能会重新增大。

参考文献

[1]李云飞,解振华,杨龙龙.综采工作面不规律生产期间矿压显现规律分析[J].陕西煤炭,2021,40(05):14-16+25.

[2]黄庆享.浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义[J].岩石力学与工程学报,2002(08):1174-1177.

[3]郝君,刘佳媛,何龙伟.煤矿浅埋煤层综采面矿压事故预防[J].西安科技大学学报,2011,31(06):814-817.

[4]赵建敏.河东煤矿综采工作面矿压特征研究[J].山西煤炭管理干部学院学报,2016,29(03):10-12.

[5]张天龙.综采工作面初采期间矿压显现规律研究[J].山东煤炭科技,2019,(05):178-180.

作者简介：王晓光（1990—），男，汉族，安徽淮北人，本科，工程师。

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