坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律研究.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Research38 基础研究 2020 ・ 04 坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律研究 *吕玉佳 山西忻州神达惠安煤业有限公司山西036500 摘耍煤矿企业对于坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律加强研究，一方面可以降低企业餉生产成本，一方面可以保障自己的人员 生命安全，近年来得到了高度重视.因此，本文将基于当前煤炭开掘过程中出现的问题进行初步讨论，进而分析煤炭企业应该要如何利用 水利分裂技术了解坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律，旨在为煤炭企业的顺利发展提供一定的借鉴意义. 关键词坚硬厚层顶板；弱化前后；采场矿压显现规律 中图分类号TD323 文献标识码A Study on the Law of Mine Pressure Appearance of Stope before and after Weakening of Hard Thick Roof Lv Yujia Sh a n x i Xin zh o u Sh en d a Huia n Co a l Co ., Ltd ., Sh a n x i, 036500 Abstracts For coal mining enterprises, strengthening research on the law of mine pressure appearance before and after the weakening of hard and thick roofcan reduce the production cost ofthe enterprise on the one hand and ensure the life safety of their own personnel on the other hand, which has received great attention in recent years. Therefore, this paper will conduct a preliminary discussion based on the current problems in the process of coal mining, and then analyze coal enterprises should use water splitting technology to understand the law of mine pressure appearance before and after the weakening of hard and thick roof, hoping to provide some reference for the smooth development of coal enterprises. Key words hard thick roof； ； before and after weakening； ； the law of mine pressure appearance 采矿安全已经成为了一个社会热点问题，当前由于煤 炭企业在发展过程中缺乏对周遭环境的评估，且在整个开采 过程中的监管工作不到位，使得目前安全事故频发，直接威 胁到采矿工人的生命健康安全。水利分裂技术近年来被广泛 地应用到煤矿勘测过程中，对于采矿企业有着十分重要的帮 助。因此，本文将积极利用水利分裂技术了解坚硬厚层顶板 弱化前后采场矿压显现规律。 1.当前煤炭企业在煤矿挖掘中面临的问题分析 ⑴缺乏对煤炭资源开发环境的预估 首先，当前不少的煤矿企业都疏忽于对煤炭资源开发环 境的了解，导致自己在发展的过程中容易出现较多的问题。 根据相关的资料，我们了解到目前煤炭企业的安全事故发生 大多是因为在开采的过程中出现开发环境坍塌，导致大部分 的施工人员都被埋在地面之下，进而导致安全事故的发生， 严重的时候会直接对所有的施工人员生命安全造成一定的威 胁。煤矿开采需要结合适宜的开发环境。如果地质构造不适 合开采，会使得相关人员生命安全在开采的过程中受到威 胁。 ⑵煤矿资源开掘安全监管工作不到位 其次，我国煤矿资源开发安全监管的相关工作不到位。 由于当前我国经济不断发展，对于人才的要求越来越高，而 煤矿企业在发展过程中出现了很多空挂监管人员的现象，不 利于监管工作落实到位。加上不少企业受到利益的影响，以 及企业自身发展的需要，在监管过程中，很多的单位都将通 过尽可能减少自己的生产成本而忽略了新技术的使用，但是 这样一来会使得企业无法保证整个工程中人员的安全，一旦 煤矿开采过程中出现很多的漏洞，给企业的发展和员工们的 生命健康安全带来较大的风险，给整个开采过程中的人员生 命造成一定的威胁，一旦发生紧急事故无法及时处理。 3缺乏对于相关技术、平台的利用 最后，虽然目前有部分的煤炭企业尝试利用相关技术和 平台来对煤炭资源进行开采，但是由于缺乏对平台和技术的 把握，导致得出来的数据不够理想，不能够准确把握好每一 份数据是否能够为实际的施工开采提供一定的借鉴意义。并 且，在利用平台和技术进行预估的过程中，也会因为不同人 员能力的参差不齐，导致得出来的数据不同和不准确。煤炭 资源开采是一份十分危险的工作，一旦出现技术漏洞的时候 会使得煤炭开釆过程中坍塌的几率提高，进而威胁相关人员 的生命安全，不利于煤炭资源开釆的顺利进行，也会给我国 的人员和资源造成不可挽回的损失。 2.坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律研究 所谓水力压裂是指裂纹由于其内部液体压力的作用而 开裂并扩展的过程，由于应用领域的不同，有时也称作水压 致裂或水力劈裂。水力压裂技术广泛应用于石油、天然气或 地热的开采及增产、放射性废物的处置、地应力的测量等领 域。本文将主要通过水力压裂分析坚硬厚层顶板弱化前后采 场矿压显现规律。 1水力压裂技术在 坚硬厚 层顶板弱化前后采场 矿压显现实验中的应用 本次研究以山西忻州神达惠安煤业有限公司为例，通 过利用水力压裂技术分析坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显 现规律。坚硬厚层底板一直是相关人员分析煤矿中的一个重 要方向，虽然不少专家通过对坚硬厚层底板的分析希望采取 有效措施对其控制，增强煤矿的安全性，但是目前尚未形成 较为科学有效的理论。本次借助水利分裂技术了解坚硬厚层 顶板弱化前后釆场矿压显现规律，首先，通过对130501工作 当代化工研究 qq Modern Chemical Research Q， ，2020 ・ 04 基础研究 面的了解，我们在1305011作面回采前采用深孔爆破，由 于爆破效果不好，工作面曾出现大面积悬顶，老顶不易垮 落现象，一旦垮落表现为垮落面积大、动压显现强烈，待 推进50m后老顶才大面积垮落，工作面才按正规循环放煤。 在1305011作面采用深孔爆破后，推进30m后直接顶完全冒 落，推进50m后老顶才开始大规模垮落，预裂顶板效果不 好。通过第一次尝试，我们了解到需在支架安装前布置炮 眼，装药量大、装药困难并具有一定危险性，釆用PVC管装 药黄泥封孔效果差，爆破效果差。而深孔爆破后初采期间来 压步距并未缩短，工作面压力集中、煤壁片帮严重、端头顶 部破碎，回采期间安全阀频繁开启，给安全造成一定影响。 在工作面爆破后，初采期间直接顶未及时垮落，不敢按正规 循环放煤，推进50m老顶大规模垮落后，才按正规循环进行 放顶回采，煤量损失大，资源回收率低。爆破及钻孔工程量 和炸药量大、安全性差、成本高、污染井下空气。爆破作业 干扰回采工序，影响回采进度，放顶效果难以人为控制。由 于1305011作面距离地表150m,爆破控顶易对地面及周边环 境的安全构成一定威胁。为此130502工作面形成后，在切眼 内布置钻孔采用水力压裂的方式对顶部进行压裂破坏，使初 次来压、放顶的距离提前。 综上分析，我们了解到采取距离提前的方式处理坚硬顶 板，改善了坚硬顶板的冒落性，有效防止煤矿工作面大面积 裸露，使得相关人员能顺利实现回采，提高企业经济效益。 ⑵应用效果分析 首先，积极分析坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规 律有助于提高煤矿采矿的安全性。目前煤矿采矿安全性成为 了全社会所关注的热点问题，每年因为煤矿安全事故，导致 很多人员伤亡，这种现象要求目前煤矿企业在发展过程中必 须要引起高度重视，而通过分析我们能够了解到，在山西忻 州神达惠安煤业有限公司积极利用水利分裂技术分析坚硬厚 层顶板弱化前后采场矿压显现规律之后，我们了解到130502 工作面采用顶板水力压裂后，推进8m时老顶逐步垮落，推进 15m时老顶全部冒落；缩小工作面直接顶、老顶冒落距离， 避免老顶大面积垮落，引起工作面压力显现异常，增加工作 面初采初放过程中作业人员安全可靠性。此外，工作面液压 支架压力显现较为均衡，支架立柱、安全阀、配液阀组损坏 现象减少。通过这些现象的表明，我们可以充分了解到现如 今利用坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律可以让煤矿 企业改善了坚硬顶板的冒落性，使得整个开釆过程更加安 全。 其次，分析坚硬厚层顶板弱化前后釆场矿压显现规律 对于企业提供经济效益有着十分重要的帮助。以山西忻州 神达惠安煤业有限公司为例，130502工作面可多回采煤炭6 万吨，可带来780万元 130元/吨经济效益。通过这些数 字，我们可以很直观地了解到利用坚硬厚层顶板弱化前后釆 场矿压显现规律对于煤矿企业带来的重要经济效益。 再者，水力压裂操作施工比深孔爆破安全系数高，对 周边支护巷道支护质量几乎无影响。我们可以了解到很多煤 矿企业会通过深孔爆破来分析坚硬厚层顶板弱化前后采场矿 压显现规律，但是深孔爆破容易给周围的环境带来一定的威 胁，并且深孔爆破会给整个地质环境造成一定的影响。而通 过水力压裂技术，我们发现水力压裂技术对于整个周边的环 境几乎没有造成十分严重的影响，由此我们可以了解到利用 水力压裂技术分析坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规 律，对于整个环境来说有着十分重要的意义。 最后，增加资源回采率，增加采区及工作面回采率。我 们可以了解到，现在所有的企业都在积极倡导环保理念，而 目前煤矿资源作为一种不可再生能源受到了全世界人类的保 护，在煤矿企业开展过程中，我们同样要有意识不断的增加 资源回采率才能够有效保证煤炭资源的充分利用，而通过分 析坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律，我们了解到， 煤矿企业可以通过坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律 制定有效的开采战略，进而能够不断增加采区及工作面的回 采率，满足环保要求。 3. 小结 综上所述，坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律 对于煤矿企业有着十分重要的意义。进入21世纪以后，我国 的经济快速发展，进而带动了我国煤炭企业的快速发展。目 前煤炭的需求量大大提升，使得煤炭资源开发过程中的安全 性引起了人们的高度重视。很多地区的地质环境不合适，需 要利用坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律勘测保障煤 矿采掘的安全进行。所以，当前煤矿企业必须要积极组织相 关人员加强对坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律的研 究，进而通过分析采矿场周围的环境，了解坚硬后层顶板对 于整个矿场造成的影响，分析水利分裂技术对于探究坚硬厚 层顶板弱化前后采场矿压显现规律的重要意义，改善原先利 用爆破探讨坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律的弊 端，结合新时代的技术，不断地提高煤矿企业的采矿安全 性。 【参考文献】 [ 1] 樊克松.特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系 研究[ D].煤炭科学研究总院2019. [ 2] 高瑞.远场坚硬岩层破断失稳的矿压作用机理及地面压裂 控制研究[ D].中国矿业大学,2018. [ 3] 于洋.特厚煤层坚硬顶板破断动载特征及巷道围岩控制研 究[ D].中国矿业大学,2015. [ 4] 于斌.大同矿区特厚煤层综放开采强矿压显现机理及顶板 控制研究[ D].中国矿业大学,2014. [ 5] 沈孟飞.坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律研究[ D]. 安徽理工大学，2014. 【作者简介】 吕玉佳 1986-,男，河南义马市人，采矿工程师，本科, 山西忻州神达惠安煤业有限公司；研究方向矿山压力.