煤矿深部开采矿压显现规律与控制
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深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究随着煤炭资源开采不断深入,深部回采巷道矿压成为了矿业工作者面临的严峻挑战。
为了保障人员安全和煤炭资源的科学有效开采,对深部回采巷道矿压规律及控制优化技术的研究就显得尤为重要。
一、矿压规律矿压是指地下开采过程中,地压迫使岩石变形产生的能量释放,造成的岩土体的稳定状况及岩石工程的影响。
深部回采巷道矿压的主要表现是巷道破坏、顶板失稳和支架破坏。
矿压的大小与岩石物理力学性质、区域地质构造、工作面开采方式、支撑方式以及采动进度等因素有关。
矿井的深度、坚硬程度越大、煤厚度越大、采动方式越不稳定、支架寿命越短,矿压越剧烈。
二、控制优化技术为了控制深部回采巷道矿压,矿业工作者利用各种技术手段进行控制和优化,具体措施如下:1. 合理选择采动方式。
采用合适的采动方式有助于降低矿压,如柔性开采、分步开采、短进长采等。
2. 选取合适的支护方式。
煤矿下采区岩体支撑通常采用框架支架和单片支架的组合方式,但为了进一步加强支撑,可以使用各种补充支撑,如锚杆和张力杆等。
3. 优化巷道布置和尺寸。
合理的巷道布置和尺寸有利于降低矿压,减少支架使用,并有助于提高采煤量。
4. 管理采动进度。
采动进度的管理不仅是采煤效率的关键,还能够保证采动矿压的均匀分布,减小采动的影响。
5. 加强地质勘探和预测。
合理预测煤层岩体的变形特征和破坏规律,指导合理采矿方法的选择及支护方式的设计。
6. 加强科技力量建设。
煤矿工程中数学模拟、模型试验等研究方法正成为深部回采巷道矿压控制的有力工具。
三、总结深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究对保障矿工安全和煤炭资源的顺利开采至关重要。
只有采用全面而科学的控制和优化措施,才能更好地降低矿压,提高采煤效率,建立科学的矿井生产管理体系。
例析浅埋深大采高工作面矿压显现的规律随着社会的不断进步,经济的发展速度不断加快,经济发展中对于能源和资源的需求也在与日俱增。
在我国的西部地区,蕴藏着丰富的浅埋煤层,赋存条件好,煤层厚度大,从开采效率和开采质量考虑,多采用大采高一次采全高的方法。
受浅埋煤层特殊顶板结构的影响,大采高工作面的矿压显现以及控制等都有着显著的特点,需要引起煤矿工作人员的重视。
1关于矿压矿压,是指在矿体开采过程中,引发的围岩移运动对于支架围岩所产生的作用力。
矿体开采后,会在地层中形成地下空间,破坏岩体的原始应力,导致岩体应力的重新分布,这个过程会一直持续到岩体内部形成新的应力平衡。
在应力重新分布的过程中,会对围岩产生影响,导致围岩变形、移动和破坏,从而对工作面、巷道等产生相应的压力。
矿压的存在和显现,会造成煤岩体的移动和破坏,造成设备、井巷的破坏,甚至造成人员的伤亡,严重影响煤矿开采工作的安全稳定进行。
因此,在煤矿开采过程中,需要对矿压的显现规律观测和分析,切实做好控制工作。
2浅埋深大采高工作面矿压显现规律的观测和分析现以陕西神府煤田中的三道沟煤矿85203工作面为例,对浅埋深大采高工作面的矿压显现规律进行分析和研究。
2.1工作面概况85203工作面位于府谷县三道沟井田,工作面位于三道沟煤矿5-2煤辅运大巷北侧,工作面煤层厚度煤层厚度6.05~6.65m,平均6.19m,地面标高1200.2~1335.7m,工作面标高1084.4~1129.5,覆盖层厚度69~188m,属于浅埋深厚煤层,工作面内煤层地质构造简单,层内发育缓的波状起伏。
工作面长度295m,采用倾斜长壁、后退式综合机械化采煤方法,全部垮落法管理顶板。
2.2矿压观测目标为摸清85203工作面矿压规律及所选液压支架的适应性,需分析工作面顶板的活动规律及矿压显现特征,评价支架对工作面顶板运动的适应性,为工作面顶板管理、支护强度的确定提供科学依据。
其目标有两个:其一,在85203工作面特定的生产技术和地质条件下,掌握工作面上覆岩层运动规律,分析支护参数和顶板管理措施的合理性。
川煤一矿煤层矿压动力显现防治措施矿压动力显现是指承受高压的脆性煤体或岩体极限平衡状态遭到破坏,向自由空间突然释放能量的动力现象,是人工采矿活动所引起的破坏地震,是一种严重威胁煤矿安全生产的动力灾害,具有突发性、瞬时震动性和巨大破坏性等显现特征。
近年来,随着开采深度的不断增加,深部开采中矿压动力显现较为明显,其矿压动力显现的预测与防治已成为煤矿安全生产中共同关注的一项课题。
我矿于1308综放工作面机道、1502综放工作面机道分别受其相邻工作面采空区的影响,收敛变形严重,巷道反复扩面维修;1603、1605、1607掘进工作面多次发生大的煤炮,顶板坠包、帮凸底鼓严重,严重影响了我矿的安全生产,为此,特制定以下安全技术措施。
一、掘进工作面㈠矿压观测1.巷道掘进过程中,每隔50m在巷道顶部安设一台LBY-2型顶板离层监测仪,并悬挂顶板离层指示仪管理牌板,每7天由队技术人员填写一次观测数据,监测巷道顶板下沉量。
2.巷道掘进过程中,要求每班用力矩扳手对支护锚杆逐根进行监测,保证锚杆扭力达到350N.M,并将监测结果由队技术人员详细记入技术管理台帐,每月以书面形式报生产技术部备查。
3.锚杆抗拔力:由生产技术部矿压组以300根锚杆为一组,每组检查3根锚杆的抗拔力,并将检查结果记录在案。
4.巷道收敛变形观测:巷道每掘进200m由施工队技术员负责设置一个巷道收敛变形简易观测站,每站不少于7个观测点,每10天观测一次巷道收敛变形,每月以书面形式报生产技术部,生产技术部主管技术员建档备查。
㈡打孔、爆破、煤层注水卸压。
第一,巷道掘进过程中,每隔40m布置一个卸压钻场,钻场内设计6~7个深85~90m的钻孔,钻孔使用φ42mm多功能钻杆与φ70mm 的梅花钻头配合进行施工,钻孔施工结束后除与掘进巷道相交的钻孔外,其余钻孔选用5BZ-2/16型注水泵及EF-3型封孔器配合注水卸压。
卸压钻孔超前掘进工作面20~30m。
第二,垂直于巷帮按5~6m的间距在距巷道底板1.2m处与巷道同方位施工直径42mm,孔深7~8m的单排卸压孔,钻孔平行于煤层。
探析深井掘进巷道矿压的显现规律作者:朱华来源:《中国新技术新产品》2012年第19期摘要:深部开采巷道支护效果的好坏直接影响到矿井的安全高效,已成为深部开采能否顺利进行的主要制约因素之一,因此本文开展对深井巷道矿压显现规律的研究,以期能为后续类似条件的安全开采提供很强的保障。
关键词:深井;矿压显现;巷道中图分类号:TD32 文献标识码:A1概述随着浅部资源的日益减少,我国有越来越多的煤矿将进入深部开采。
深部复杂的地质条件和力学环境,使巷道围岩稳定性控制问题成为困扰煤矿安全生产和建设的主要难题之一。
就问题实质而言,深部与浅部的主要区别在于围岩所处的应力环境的差别,进而导致围岩强度和变形性质的明显差异。
下面以某煤矿地质条件下深部开采巷道为工程背景,开展深井巷道矿压显现规律研究,为该矿深部安全开采提供保障。
2地质概况某矿开采巷道埋深1030m,设计工程量350m,巷道断面形状为半圆拱形,巷道掘进断面22.44m2、净断面20.53m2。
巷道断面掘进宽度5.5m,净宽度5.2m,掘进高度4.5m,净高度4.1m,墙高1.75m。
3 矿压显现规律研究3.1模型建立根据某矿地质资料和巷道实际掘进情况,-1015轨道大巷主要处于太原组分界砂岩下部,地层走向60°,倾向330°。
煤岩层倾角23°,平均倾角约23°,地质构造简单。
巷道断面为半圆拱形,巷道掘进断面为22.44m2、净断面为20.53m2。
巷道断面掘进掘进宽度5.5m,净宽度5.2m;掘进高度4.5m,净高度4.1m,墙高1.75m。
巷道的埋深约为1030m,因此,模型上部施加垂直载荷,模拟上覆岩层的岩重,初始应力场的垂直应力为24.72MPa,水平应力为10.13MPa,模型侧面限制水平位移,模型底面限制垂直位移。
数值模型高34m,宽30m,长200m,如图1所示。
3.2方案实施分步加强联合支护流程为:初喷(20~30mm)→挂网、打设锚杆或架棚→架设梯子梁、打设锚索(滞后工作面10~20m)→复喷成巷→注浆(滞后60m)→二次喷浆,如图5-6所示。
探究煤矿深井开采矿压显现规律与控制摘要:随着煤矿开采深度的增加,由于受地温升高、地压增大等因素影响,矿井巷道及开采工作面的矿压将发生大幅度变化,进而对煤矿的安全开采造成影响。
基于此,文章从深井矿开采中存在的问题出发,首先分析了煤矿深井开采矿压显现规律特点,然后具体讨论了煤矿深井开采矿压控制对策,以供参考。
关键词:煤矿;深井;矿压;规律;控制引言近年来,随着我国煤矿开采活动的不断进行,近地表煤矿资源已逐渐趋于枯竭,煤矿开采逐渐向地表深部方向发展。
而随着矿井深度的增加,矿井地质构造也愈加复杂,加之受到地温升高、地压增大的影响,煤矿生产以及矿井的进一步建设都受到了极大的影响。
对此,各煤矿企业都要切实加强对深井开采与支护技术的研究,在确保安全的前提下,不断提高煤矿深井开采的效益。
1深井矿开采存在的问题1.1矿压显现加剧导致巷道维护困难巷道维护困难主要表现在两方面:一方面是由于矿井深度的增加,巷道断面也会随之增加,以陕西某矿为例,该矿深井每增加0.1km,其巷道断面就会增加8%左右;另一方面是由于地压增大,巷道在高应力的作用下,会受到较大的破坏,巷道围岩移动也愈加剧烈。
尤其是矿井深度达到0.7km后,矿压问题都普遍比较严重,特别是在采准巷道中,由于矿压的加剧使巷道维护发生困难,导致巷道的严重失修现象比例增加,并且会时常有先挖掘后维修甚至重修反修的现象。
1.2冲击地压危险性增加冲击地压也是随着矿井开采深度增加而不断升高的。
当矿井深度达到0.2km 后,具有冲击地压危险的煤层数量不断增加,带来的危害也愈加严重。
1.3瓦斯危险性增加随着矿井深度的增加,地质构造中的高沼气区域越来越多,瓦斯的涌出量也越来越到,导致矿井中瓦斯含量不断增加,若没有对其进行有效地控制和处理,必将导致严重瓦斯爆炸事故。
2煤矿深井开采矿压显现规律特点2.1巷道变形幅度大当煤矿深井巷道围岩处于破裂状态,或者是深井巷道围岩存在较大的破裂范围时,在开挖巷道围岩时,必然会产生较大的收敛变形量。
矿压显现规律矿压是指地下矿井在开采过程中由于岩石层的变形和破裂所产生的应力状态。
矿压显现规律是指矿井在不同开采阶段、不同地质条件下,矿压的变化规律。
矿压显现规律对于矿井的设计、采矿方法的选择以及矿山安全管理具有重要意义。
下面将从不同的角度来探讨矿压显现规律。
一、地质条件对矿压的影响地质条件是影响矿压显现规律的重要因素之一。
不同地质条件下,矿压的变化规律也不同。
例如,在软弱地层中开采,由于地层的可塑性较大,矿压会表现出较为明显的显现规律。
而在硬岩地层中开采,则矿压显现规律相对较弱。
因此,矿压显现规律需要根据具体的地质条件进行分析和研究。
二、开采阶段对矿压的影响不同开采阶段对矿压的影响也是矿压显现规律的重要内容。
一般来说,矿压在采前、采中和采后都会有不同程度的变化。
在采前,矿压较小,主要受到地应力的影响;在采中,矿压逐渐增大,出现明显的显现规律;在采后,矿压又会逐渐减小。
因此,矿压显现规律需要考虑不同开采阶段的特点。
三、采矿方法对矿压的影响采矿方法也是影响矿压显现规律的重要因素之一。
不同的采矿方法对矿压的影响也不同。
例如,采用支架法开采时,可以有效地控制矿压的显现,减小矿岩变形和破坏。
而采用割缝法开采时,由于割缝面积较大,矿压显现规律相对较明显。
因此,在选择采矿方法时,需要考虑矿压显现规律的影响。
四、矿山安全管理对矿压的影响矿山安全管理对于矿压显现规律的控制和预测具有重要作用。
通过加强对矿山地质环境的监测和预测,可以及时发现矿压显现规律的变化趋势,采取相应的措施进行调整和控制。
同时,合理制定矿山安全管理措施,加强对矿压的监控和预警,可以有效地提高矿山的安全性和生产效率。
总结起来,矿压显现规律是矿井开采过程中矿压变化的规律。
地质条件、开采阶段、采矿方法和矿山安全管理都对矿压显现规律产生影响。
了解矿压显现规律,可以为矿井的设计和采矿方法的选择提供科学依据,同时也可以提高矿山的安全性和生产效率。
因此,对于矿山工作者来说,深入研究和了解矿压显现规律具有重要的实际意义。
范各庄矿深部首采工作面矿压规律及巷道变形控制随着煤炭深部开采的不断加大,深部岩体力学性质和力学环境发生很大改变,在深部出现高地应力,高采动影响,导致巷道变形时间长,变形量增大,工作面矿压显现强烈,对煤矿安全,高效开采产生巨大的影响。
矿井的安全高效生产难以离开开采带来所的矿山压力变化机理的解释,发现顶板运动和开采运移规律可以确定煤矿安全生产多带来的隐患,可以提前准备消除这种隐患。
工作面开采覆岩运动规律是巷道深井回采工作面支承压力分布和上覆岩层活动,实质上也是由各种复杂因素综合作用而引起的矿压规律。
以范各庄煤矿四水平4171s首采工作面为背景,结合力学理论、数值模拟和现场监测对深部工作面开采矿压特点进行研究,基于砌体梁理论分析巷道顶板来压特点,分析影响巷道稳定性因素,提出了巷道控制变形的支护理论。
基于砌体梁理论,分析范各庄深部工作面开采顶板运动特征,煤层伪顶与直接顶随工作面回采垮落未能填充完采空区,直接顶初次断裂距离11m;老顶受开采影响形成大垮梁,建立初次断裂距离公式,结合支架监测工作面阻力,分析了支架工作阻力适应工作面回采要求,通过阻力计算,分析了工作面周期来压步距10.6m。
通过数值模拟和现场监测,对4171s工作面开采过程巷道变形,支承压力变化进行了分析,得到深部工作面采动影响范围,巷道剧烈影响范围在工作面前方37m,巷道侧向支承压力峰值区域在5~10m。
基于巷道稳定性控制分析,提出了巷道稳定控制理论,选择合适的煤柱宽度,范各庄矿深部巷道建议留设煤柱9m,巷道布置在应力较低区域,降低煤柱对下工作面回采影响。
本文通过对范各庄矿4171s工作面开采顶板运动规律和巷道围岩支护进行研究,得到范各庄矿深部开采覆岩运动规律,以及深部巷道变形控制方法,为范各庄煤矿深部工作面开采提供一定的科学依据。
深井薄煤层综采面矿压规律及控制技术研究近年来,我国煤炭行业的发展取得了长足的进步,但是在煤炭采掘过程中,矿井压力的问题一直是制约煤炭采掘的重要因素之一。
特别是在深井薄煤层采掘过程中,矿井压力更是成倍增加,给煤炭采掘带来了极大的困难。
因此,对深井薄煤层综采面矿压规律及控制技术的研究显得尤为重要。
一、深井薄煤层综采面矿压规律深井薄煤层综采面矿压规律是指在深井薄煤层采掘过程中,矿井压力的变化规律。
深井薄煤层采掘面矿压力变化规律主要受以下因素影响:1. 煤层厚度:煤层厚度越薄,矿井压力越大。
2. 采煤方法:不同的采煤方法对矿井压力的影响不同。
采用高柱压采煤方法的矿井压力较大,而采用低柱压采煤方法的矿井压力较小。
3. 采煤速度:采煤速度越快,矿井压力越大。
4. 煤层性质:不同的煤层性质对矿井压力的影响不同。
硬煤层的矿井压力较小,而软煤层的矿井压力较大。
5. 矿井深度:矿井深度越深,矿井压力越大。
二、深井薄煤层综采面矿压控制技术针对深井薄煤层综采面矿压规律,我们可以采用以下控制技术: 1. 采用低柱压采煤方法:低柱压采煤方法可以有效降低矿井压力,减小矿井变形,提高采煤效率。
2. 采用支护技术:在煤层采掘过程中,采用支护技术可以有效地控制矿井压力,防止煤层塌陷。
3. 控制采煤速度:合理控制采煤速度可以有效减小矿井压力,防止煤层塌陷。
4. 加强煤层探测:通过煤层探测,及时了解煤层的性质和变化情况,可以有效地预防煤层塌陷,降低矿井压力。
5. 加强通风系统的维护和管理:通风系统是控制矿井压力的重要手段之一。
加强通风系统的维护和管理,可以有效降低矿井压力,防止煤层塌陷。
三、深井薄煤层综采面矿压控制技术的应用深井薄煤层综采面矿压控制技术的应用可以有效地降低矿井压力,提高采煤效率,保障矿工的生命安全。
例如,在某矿采用低柱压采煤方法和支护技术后,矿井压力得到有效控制,煤层塌陷的风险大大降低,采煤效率得到显著提高。
总之,深井薄煤层综采面矿压规律及控制技术的研究对于提高煤炭采掘的效率和安全性具有重要意义。
煤矿深部开采方法摘要:煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。
随着世界国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采中遇到的各种技术问题日益增多。
煤矿深部开采存在地压大、地温高、瓦斯含量大的特点,在开采过程中存在很多问题,巷道维护和工作面支护问题困难;温度过高工人工作环境艰难;瓦斯含量过高,在处理瓦斯及预防管理环节复杂。
本文通过对煤矿深部开采存在问题、主要特征、深井矿山压力控制以及未来发展趋势做以详细介绍。
关键词:煤矿;深部开采;巷道维护;矿压控制0 引言煤矿深部开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、原苏联、波兰等)十分关注的问题之一。
随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采中遇到的各种技术问题日益增多,对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。
因此,研究深部开采问题,对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。
1 国内煤矿深部开采的现状煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。
煤矿深井开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题,我国东部地区经济发达,能源需求量大,矿井延深速度快,一些国有煤矿已开始转向或即将进入深部开采。
2 煤矿深井开采的发展前景煤矿深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、俄罗斯、波兰等)十分关注的问题之一。
它们在深矿井开采的地压控制、制冷降温以及瓦斯管理等方面做了大量研究,并取得了许多成功的经验。
我国是世界第一产煤大国,据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。
随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采已经成为煤矿生产的必然过程。
3 煤矿深井开采的主要特征3.1 地压大(1)原岩应力。
深部矿井综采工作面矿压显现规律及控制高争(平顶山工业职业技术学院,河南 平顶山 467012)摘要:本文主要针对深部矿井中老顶岩层厚、应力高以及煤层易自燃等情况,采用现场观测及矿压监测设备进行了深入监测,并通过分析采场来压,支架受力以及工作阻力等对综采工作面的矿压规律显现进行归纳分析,对顶板的初次来压与周期来压强度进行了确定。
最后从巷道布置优化与巷道支护改进两个方面对矿压的控制进行了讨论。
关键词:深部矿井;综采工作面;矿压显现规律;控制策略0 引言在我国的煤炭开采中,随着开采深度的加深,矿山压力的显现也愈来愈明显。
如何对矿压的显现规律进行准确分析,并由此制定有效的控制策略是我国煤矿企业普遍关注的问题。
目前,对于矿压显现规律的认识主要是通过实测的方式进行,但由于该测量方法非常容易受到周围地形条件的影响[1]。
本文在分析过程中,通过结合综采工作面的实际情况,对矿压观测的方法进行了详细分析,并对顶板的来压规律进行了实测分析。
在此基础上,通过对巷道的布置进行优化,使其尽量避开煤柱的集中应力、构造集中应力及采动应力,同时,对于传统的巷道支护形式进行了改进,使其既能够加固围岩,又能够增加支护力,从而对矿压起到了较好的控制效果。
1 综采工作面概况本综采工作面是西侧为采区的下山保护煤柱,东侧为井田边界的保护煤柱,北部为综采的工作面,南侧为未采的综放工作面。
综采工作面的走向长度为1356m,可开采长度为1245m。
整个工作面的倾宽度为188m,表面标高为+510-+524m,煤层的顶板高程为-295- -336m。
该煤层为中侏罗统义马组2-2煤,煤种则为低变质的长焰煤,走向111°-136°,倾向度201°-228°,而倾角为10°-17°,平均为11°。
该区域煤层厚度为6.6-9.8m,平均厚度为6.8m。
煤层的结构较为复杂,其中下部含有夹矸0-5层,每层厚度为0.1-0.3m,为不稳定煤层。
深部回采巷道矿压规律及控制优化技术研究近年来,随着深部开采的不断推进,深部回采巷道矿压问题越来越成为人们关注的焦点。
深部回采巷道的矿压问题严重影响着矿山生产的安全和效率。
如何准确掌握深部回采巷道的矿压规律以及妥善控制,是矿山企业必须面对并处理的难题。
深部回采巷道的矿压问题主要是指由巷道开挖过程中,因应力集中、岩体变形、岩石开裂和断层滑动等导致的矿压变化。
深部采矿地下水压力大,通常会造成岩石体积减小,应力集中,从而导致矿压变化。
深度越深,压力差越大,矿压变化也就越大。
深部回采巷道的矿压规律是深部开采的基础问题,是矿山企业在进行深部开采时必须解决的问题。
目前,研究者们在实践中逐渐总结出深部回采巷道的矿压规律,这些规律的总结为深部回采的控制优化提供了有力的依据。
首先,巷道尺寸对矿压有着重要影响。
巷道尺寸越大,则矿压越弱,巷道尺寸越小,则矿压越强。
所以,在深部巷道的开挖过程中,应合理控制巷道尺寸,避免因尺寸不当而引发的矿压变化。
其次,露采巷道的高度较低的情况下,会增加矿压的变化。
高度越低,则矿压越大,巷道变形也就越显著。
在设计巷道时,应根据矿区地质条件合理设置生产断面,规划巷道各部分的高度,适当设置拉拔段等来减轻巷道杆件的变形。
在巷道支护方面,也需要注意。
支护的方式对于矿压有着重要的影响,支护方式若不合理,会导致巷道变形加剧,从而引发矿压变化。
因此,在巷道支护方面,要根据地质条件合理选定支护方式,在支护工作中加强对于支护材料的选择及加工质量控制。
综上所述,深部回采巷道的矿压规律及控制优化技术研究是深部矿山开采中重要的研究方向。
巷道尺寸、露采巷道高度、支护方式等因素均影响着矿压变化,应根据地质条件合理地设置巷道尺寸、高度,并在巷道支护方面加大力度。
只有加强对于深部回采巷道矿压规律的研究,才能准确把握深部开采的变化规律,从而制定出更具科学性的巷道设计方案和支护方案,提高矿山的生产效率和安全水平,促进矿产资源的可持续发展。
分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点发布时间:2021-07-06T10:46:32.017Z 来源:《基层建设》2021年第10期作者:李文斌[导读] 摘要:近年来,我国的煤矿开采越来越多,针对煤矿深井采矿压显现特点,进行科学性的分析,并简单介绍了分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点的重要价值,提出具体的控制措施,可以确保煤矿深井采矿压显现得到良好控制,旨在为相关人员提供帮助与借鉴。
神木市锟源矿业有限公司陕西省榆林市 719315摘要:近年来,我国的煤矿开采越来越多,针对煤矿深井采矿压显现特点,进行科学性的分析,并简单介绍了分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点的重要价值,提出具体的控制措施,可以确保煤矿深井采矿压显现得到良好控制,旨在为相关人员提供帮助与借鉴。
关键词:煤矿深井;采矿压显现;矿压控制;围岩引言煤矿在开采过程中,改变了自然状态下原岩的赋存状态,随着开采工作面的推进,煤体被不断剥落,巷道及其周围硐室的围岩所承受的应力应变也会不断加大并趋于复杂化,强烈的矿压显现引发的矿压事故一直占据着煤矿伤亡事故的首位,严重威胁着矿井人员与设备的安全,随着开采深度的不断增加,矿压显现的不确定性问题日益严重。
末采作为工作面推进及接替过程中最重要的环节之一,其矿压显现具有特殊性、强烈性等特点,因此,探究工作面末采阶段矿压显现规律对工作面贯通回撤通道具有可靠的指导作用。
本文研究工作面的矿压显现规律。
1不含老巷条件下矿压显现规律上覆岩层的压力使煤壁遭到破坏,支承压力极限平衡区在煤壁的附近区域,支承压力峰值出现在极限平衡区与弹性区的分界点;工作面超前应力分布可以分为三个区,分别为应力降低区、应力增高区与原岩应力区。
矿压观测方法及目的如下:①通过在控顶区煤壁处顶板中设置位移测点,监测顶板下沉量来判断顶板来压规律;②通过在回撤通道顶板中设置竖直位移测点预测回撤通道贯通时顶板下沉变化情况;③通过在回撤通道正煤帮处设置水平位移测点及支承应力测点来预测回撤通道将要贯通时两帮移进情况和煤帮支承应力变化状况。
鼹鲤竺凰.井巷矿压的显现及控制方式与措施于天鹏(七台河市桃山区煤炭工业局,黑龙江七台河154600)E }i 奄要】本文阐述了深矿井巷道矿压显现特征,影响深矿井巷道维护状况的因素,深矿井回采巷道掘进方式和布置方式和改善回采粕薹维护状况的技术措施。
[关键词]深矿井;巷道;矿压;控制随着煤炭采出,开采空间的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。
矿井逐渐出现矿压显现,冲击地压和煤与瓦斯突出危险加大,瓦斯涌出量增加,地温升高,给煤矿生产带来困难增加,需要采取一系歹帕应的技术措施。
深矿井巷道矿压控制既是当前一些矿区和矿井面临的问题,也是我国煤炭工业在长远发展中需要十分重视的问题,因此,必须认真地研究,采取有效的控制措施。
1深矿井巷道矿压显现特征巷道变形破坏严重,维护困难是深矿井开采的主要和共同的问题。
巷道矿压显现随开采深度增加而增加,一般在开采深度超过600—-70O m 后,软岩条件下开采深度在500m 左右,巷道开始出现深矿井开采的巷道矿压显现特征,随着开采深度增加,这些深矿井巷道矿压最现特征愈加明显。
巷道围岩变形速度快,变形量大,巷道周边围岩变形范围大。
深矿井巷道围岩的岩性对变形有明显的影响,到了深部后,由于岩性的差异引起的巷道围岩变形的差异强烈地表现出来。
巷道从使用期间维护困难已发展到掘进期间就维护困难,掘出后就不得不废弃的巷道增多,采煤工作面的回风平巷、上下山、甚至大巷都有废弃的记录。
巷道持续变形,流变已成为深矿井巷道变形的主要特征。
随着时间延续,深部煤柱下方的多数巷道围岩变形不止,流变速率与边界条件和岩性有关。
多数留设的巷道保护煤柱达不到保护巷道的目的,反而对巷道维护不利。
巷道对支架的工作特性要求高,支架的初撑力、工作阻力和可缩量均大是必须的,即使这样,现有支架条件下想完全依靠支架来I j Et L _巷道围岩变形是不可能的。
巷道布置、开采J|阿享和最终形成的开采边界条件对巷道维护影响很大。
第四章采煤工作面矿山压力显现规律第一节概述大多数情况下,矿山压力显现会给地下开采工作造成不同程度的影响。
为使矿山压力显现不至于影响正常的工作和保证生产安全,就必须采取各种技术措施加以控制。
包括对巷道及采煤工作空间进行支护、对松软煤岩体进行加固、用各种方法使巷道或采煤工作面得到卸压、用人为的方法使采空区顶板按预定要求冒落等。
此外人们对矿山压力的控制不仅在于消除和减轻对开采工作造成的危害,还包括合理地利用矿山压力的天然能量为开采工作服务。
例如,利用矿山压力的作用压酥煤体以方便落煤工作,借助采空区上覆岩层压力压实已冒落的矸石形成再生顶板等等。
所有这些人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施,叫做矿山压力控制。
简称矿压控制。
在实际生产过程中,采煤工作面常有下述一系列矿山压力现象,并习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。
(1)顶板下沉量,一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板移近量。
随着工作面的推进,顶底板处于不断移近状态。
(2)顶板下沉速度,指单位时间内的顶底板移近量,以mm/h计算。
它表示顶板活动的剧烈程度。
(3)支柱变形与折损,随着顶板下沉,采煤工作面支柱受载也逐渐增加,一般可以用肉眼观察到柱帽的变形,剧烈时可以观察到支柱的折损。
(4)顶板破碎情况,常常以单位面积顶板中冒落面积所占的百分数来表示。
它是用来衡量顶板控制好坏的质量标准。
(5)局部冒顶,指采煤工作面顶板形成局部塌落,它影响采煤工作的正常进行。
(6)大面积冒顶,指采煤工作面由于顶板来压导致顶板沿工作面切落。
常常对工作面生产造成严重影响。
其它还有煤壁片帮、支柱钻底、底板臌起等一系列矿山压力现象。
第二节老顶的初次来压直接顶初次垮落后,工作面继续向前推进,由于老顶比较坚硬,在一定范围内呈悬露状态,其四周分别由煤壁及煤柱支撑。
此时可将老顶视为一个板的结构。
但是由于采煤工作面沿倾斜方向的长度,往往大于老顶沿走向方向垮落时的跨度,因此通常将老顶视为一端由煤壁而另一端由煤柱支撑的两端固定的梁。
浅谈煤矿深部开采矿压显现规律与控制
[摘要]深部开采出现的问题,深井巷道矿压显现规律及控制技术,深井冲击地压显现规律及控制技术,井下气温、地温规律及热害治理技术,深部生产系统技术改造。
[关键词]煤矿;深部开采;矿压控制;冲击地压;热害治理
中图分类号:td82 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)12-0032-01
我国煤矿开采应重点研究的七个技术领域分别为:采煤方法和工艺、深矿井开采、,“三下”采煤、减少矸石排放的开采技术、围岩控制技术、小煤矿技术改造和机械化开采技术以及地下气化技术。
在如今科技经济发展的形势下,煤炭开采技术的研究必须面向国内国外两个市场、面向经济建设主战场,立足于煤炭开采技术的前沿,立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备,立足于煤炭工业中长期发展战略所必须的关键技术的攻关,立足于煤炭工业工程实际问题的解决,重点从事中长期研究开发和技术储备,跟踪产业科技前沿,开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,占领技术制高点。
我国东部矿区较早地进入深部开采,已有的深矿井采深不断增加,一些目前在浅部开采的矿井最终要进入深部开采。
深部开采出现的主要问题是巷道矿压显现强烈,维护困难,生产条件恶化,冲击地压危险加大,井下地温急剧升高,成为影响正常和安全生产的主要灾害。
另一方面,随着向深部发展,生产战线和环节加长和增
多,使生产系统趋于复杂,这将导致投入增加,效率降低,生产成本提高,技术经济效益下降。
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
开采深度的增加是矿井生产的自然规律,随之而产生岩石温度增加,地压增加,岩石破坏过程强化,巷道围岩变形剧烈,冲击地压强度增大和频度增加等自然现象。
巷道对支护的工作特征要求高,初撑力、工作阻力和可缩量均大,即使开掘在底板岩石中的巷道,用拱形金属支架和各种结构封闭式支护的巷道有时也遭到巨大变形。
煤矿深井巷道矿压显现特点:煤矿深井巷道变形量大;煤矿深井掘巷初期变形速度大;变形趋于稳定的时间长和长期蠕动;煤矿深井巷道底鼓量大;冲击地压发生的频率和强度增大。
煤矿深井巷道的矿压控制:优化煤矿深井巷道布置,避开煤柱集中应力、构造集中应力、采动应力的影响,选择在岩性较为稳定的岩石中。
深部采区主要准备巷道应以岩巷为主或至少布置一条岩巷;改革煤矿深井巷道支护形式,煤矿深井中,除了要求合理布置巷道位置外,还应该根据煤矿深井深井矿压特点,煤矿深井巷道支护必须满足既能加
固围岩又能提供较大的支护力、具有较大的可缩性和一定的初撑力等要求根据围岩状况和巷道条件,采取不同的支护形式。
煤矿深井回采工作面矿压显现特点:老顶的初次来压;老顶的周期来压。
深部采场矿压控制特点由深部采煤工作面顶板岩性变化特点和可能发生的冒顶事故类型决定。
煤矿深井回采工作面矿压的控制,对工作面的前方已产生裂隙的煤、岩体,超前工作面注浆;也可用深孔树脂锚杆加固顶板和煤壁。
对单体支柱工作面,顶梁上尽量铺金属网,若有漏顶,应及时构顶填实,以防顶板失控,导致支架的失稳。
煤矿深井巷道矿压显现的显著特点之一是巷道开挖就产生大的收敛变形量。
这是由煤矿深井巷道围岩处于破裂状态和煤矿深巷道围岩有较大的破裂范围决定的。
针对深矿井开采出现的问题采取相应的措施,由此形成的深矿井开采技术,既是当前我国煤矿进入深部开采的矿井面临的问题,也是我国煤炭工业在长远发展中需要解决的问题。
在市场经济条件下,我国煤矿深井开采面临着严峻的考验,深矿井设计、研究、管理和工程技术人员更是任重道远,恳请读者对本书的内容给予更多关注。
由于深井开采问题错综复杂,作者水平有限,书中错误和疏漏之处难免,殷切希望得到指正和帮助。
参考文献
[1] 纪成君;中国煤炭产业组织研究[d];辽宁工程技术大学;2004年.
[2] 陈兴斌;煤矿地质模型可视化与信息共享系统的研究[d];辽宁工程技术大学;2000年.。