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。
2煤矿深部开采围岩的力学特征分析
较浅部分的岩体大部分处于弹性状态，一旦进入到深部，在高地应力的条件下，较为坚硬的岩石容易发生变形现象，大部分深部岩体因为处于粘塑性状态，故特别容易出现滑塌。深部下巷道如果被全部开挖，岩体既有的平衡应力状态被完全打破，特别容易出现碎胀与变形现象，使得巷道周围的破碎掩体数量逐渐增多，巷道支护难度越来越大，增加各类灾害事故的发生概率。结合深部巷道围岩特点能够得知，为了减少支护困难现象的发生，有关人员需要明确煤矿深部开采围岩力学特征，采取有效的控制措施，内容如下。第一，通常来讲，浅部巷道围岩状态主要分为三个区域，分别是塑性破坏区域、弹性区域、原岩力区域等，通过合理控制膨胀带与压缩带，能够减少劣化现象的发生，提升巷道的稳定性与可靠性。第二，加强围岩变形控制力度。由于进入到深部开采状态，岩体变形越来越复杂，通过合理控制围岩变形，能够显著减少膨胀裂开现象的发生，确保深层煤炭开采效率得到明显提升。第三，加大岩体脆性破坏控制力度。根据大量的研究数据可以得知，在不同的围岩条件下，岩体容易出现不同程度的脆性破坏，为了显著减少此类现象的发生，要严格控制岩体变形量，并综合考虑岩石脆性力学特点，煤矿开采深度，有针对性的进行控制。
3工作面矿压规律
根据工作面的矿压显现情况，在工作面采动期间，工作面周期来压时，支架压力明显增加，机尾推进至联巷前后20m范围内时，机尾超前支护段顶帮压力较多，辅运巷超前支护20m范围内帮鼓比较严重，综采工作面煤壁片帮现象较为严重，在顶板来压和停采期间，煤壁片帮发生的频率明显增大，大面积片帮的现象时有发生，其中片帮的位置多集中于工作面的顶部与中部，给工作面正常施工带来极大的不便。
4控制方案主要内容
回采巷道围岩出现变形现象，受开采深度影响较大，为了进一步满足煤矿开采生产要求，提高煤矿开采的安全性与稳定性，相关人员要结合巷道围岩的应力，科学选择支护形式，在提升围岩强度的同时，确保围岩自身的受力条件得到更好改善，防止出现大面积变形与破坏现象。具体的控制方案如下：第一，有效缩短巷道自身的开采时间，通过适当提升掘进速度，加强设备安装质量检查力度，确保各个工作面能够同时掘进，可以提高支护结构的可靠性。第二，采取超前支护模式。
由于煤矿开采的深度逐渐增加，超前支护距离不断增大，为了防止出现失稳现象，减少煤矿深井采矿压显现，有关人员需要采用科学的超前支护模式，进一步提升围岩结构的稳定性。第三，通过采用宽面掘卸压与切槽卸压等一系列方法，针对巷道围岩进行卸载，能够显著减少集中荷载现象的出现，确保围岩自身的稳定性得到明显提升。第四，采取钻孔注浆方式，不断提升围岩的施工强度，同时，针对围岩自身的受力条件进行优化，能够显著减少失稳现象的出现。第五，合理架设支架，针对围岩施加一定的径向力，不但对塌落的岩石起到一定支撑作用，而且可以显著提升巷道围压，确保围岩处于三向受力状态，真正达到提升围岩强度的目的。由于巷道处于不同时期，煤矿深井采矿压显现规律存在一定差异，故有关人员可以采取巷道内部加强支护与巷道周边支护等模式。
5不同老巷宽度条件下矿压显现规律对比分析
为了分析不同老巷宽度条件下工作面的矿压显现规律，针对工作面距离老巷的情况进行分析。随着老巷宽度的增加，煤柱上的应力不断增大，当老巷宽度超过6m时，煤柱上的应力不再增大，表明煤柱已发生塑性破坏，失去承载能力，应力不再升高，工作面超前应力影响区域向老巷另一侧转移。在现场对于老巷宽度超过6m的巷道应该尤其注意加强支护，保证工作面安全通过老巷。在老巷宽度超过6m时，工作面与老巷之间的煤柱塑性区贯通，煤柱出现破坏；随着老巷宽度的继续扩大，煤柱出现全面的塑性破坏，可见，老巷的出现导致工作面前方塑性区比不含老巷时大，并且老巷宽度越大，工作面超前塑性区的范围就越大，因此，在现场应该探明老巷的宽度，为做好有针对性的支护提供依据。
6注意事项
第一，科学确定煤层采场的支护与围岩之间的关系，并结合顶板运动规律，合理设置液压支架。第二，适当提升采高，一般来讲，采高在2.9m到3.0m之间，通过不断增加支架活柱的行程，可以起到良好的缓冲作用。第三，若某个工作面出现顶板破碎现象，要合理设置前架，对顶板起到良好的支撑作用。第四，做好支架检修工作，在检修工作过程中，要求有关人员定期检查初始撑力，提高支架的稳定性。
结语
综上所述，由于工作面规模受到限制，工作面两巷道间距变化也造成工作面长度变化，故难以采用综采放顶煤法；鉴于在炮采放顶煤方面已拥有成熟的生产管理经验和完善的技术设备，故选用炮采放顶煤工艺。通过对煤矿深井采矿压显现及其控制措施进行有效分析，例如有效缩短巷道自身的开采时间、采取超前支护模式、采用宽面掘卸压与切槽卸压等方法、采取钻孔注浆方式、合理架设支架等等，可以确保煤矿深井采矿压显现得到更好控制，保证煤矿深井采矿工作能够顺利进行，显著降低煤矿深层开采安全事故的发生率。
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