煤矿深井开拓方式和矿压控制技术.pdf

当代化工研究 qq Modern Chemical Research 7 D2020 10 技术应用与研究 煤矿深井开拓万式和矿压控制技术 *刘欣 （太原煤气化龙泉能源公司山西030300） 摘耍在我国经济和科技不断发展的背景下，我国的煤矿事业也得到了一定地发展和进步.其中开采深度的增加为矿井生产和发展带来 了一定餉挑战.因此，如果要想在这样餉背景下，更好地解决煤矿深井开拓中的问题，就要釆取有效地措施对其方式和矿压控制技术进行 不断地研究，从而促进我国煤矿企业在社会经济中的发展. 关键词煤矿深井；开拓方式；矿压控制技术 中图分类号TD822 文献标识码A Coal Mine Deep-well Development Mode and Mine Pressure Control Technology LiuXin （Ta iyua n Co a l Ga sific a tio n Lo n gqua n En e r gy Co mpa n y, Sh a n xi, 030300） Abstracts In our country economy and science and technology development background, our country coal mine enterprise has also obtained certain development and progress. The increase of mining depth brings certain challenges to mine production and development. Therefore, if we want to better solve the problems in the development of deep coal mines under such a background, we must take effective measures to continuously study its mode and the technology ofground pressure control, thus promotes our country coal mine enterprise in the social economy development. Key wordsz coal mine deep well； ； development mode； ； ground pressure control technology 如今，在煤矿开拓技术不断提高的前提下，要想对煤矿 （2）巷道开掘的变形速度大，稳定时间长 深井开拓方式和矿压控制技术进行研究，就要结合其深井开 采条件，对深井矿压显现规律进行分析，针对在开采过程中 的具体问题进行合理和有效地研究，从而进一步提高我国煤 矿企业的开采技术。 1 煤矿深井开拓方式的特点 ⑴巷道变形幅度大 在实际煤矿开拓的过程中，由于煤矿深井巷道围岩一般 处于破裂状态，所以相关的工作人员在开挖巷道围岩时，就 会受到一定因素的影响，产生较大的收敛变形量。根据相关 的调查发现，其中深井巷道变形量和矿井井深具有近似的线 性关系。这也就是说从0. 6千米开始，如果矿井井深每增加 0.1千米，就导致其开采的难度增加，还会给工作人员的生命 安全造成影响。此外，岩体强度变化是导致深井巷道变形量 与井深关系变化的主要原因之一，所以相关工作人员应该采 取有效地措施对其进行不断地研究。同时，如果在工作的过 程中，巷道变形量变大，就需要采用刚性较强的支架进行固 定，不然就会导致巷道发生变形，进而影响其开拓的质量 除此之外，巷道支护技术不管是在方法手段，还是在理 论层面来说，它都具有多元化特性。所以，要想提高煤矿深 井开拓的质量，就要在宏观层面等方向入手对其特点进行分 析，主要对其中所存在的围岩支护和多元支护等不同技术进 行分析和研究。同时，其中围岩支护主要是以金属支架支护 为代表，借助金属支架来提高自己的质量，控制围岩变形。 但是，由于这种支护属于被动性支护，所以其在具体的使用 过程中，还存在一定的隐患，安全性不高。 因此，在我国经济和科学技术不断发展的背景下，相关 的技术人员应该利用先进的技术，加固属于主动性支护，让 其支护力度作用于围岩中的巷道，这样不仅可以支护巷道围 岩表层，还能提高其在使用过程中的安全性，从而为煤矿深 井开拓技术的不断完善提供基础。 相关的工作人员在煤矿深井巷道掘进的初期，会发现其 变形速度大和稳定时间长。这是深井矿压最明显的特点。同 时，根据相关的数据还会发现在巷道掘进初期，它的变形速 度高达50n m/d ,然而这种速度会受到巷道掘进时间的影响， 如果其时间延长，它就会呈现负指数衰减状态，然后经过一 段时间，这种衰减速度就会达到一个稳定值。 因此，在这样的情况下，相关工作人员可以分析出在一 般情况下，破裂区的厚度越厚，其巷道达到稳定所用的时间 就越长。所以，相关的煤矿工作人员要加强对煤矿深井开拓 方式和矿压控制技术的分析，进而为促进我国煤矿企业的稳 定发展提供保障切。 2.对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究 1对巷道 围 岩变形特征的研究 根据相关人员的研究发现，在三轴等压应力作用下，煤 矿深井开拓中的岩石的变形特性会受到围压的影响。其变形 特性是，岩石的屈服应力会随着围压的增加，然后不断地增 加，其弹性段的斜率不会发生变化。但是，在实际的工作过 程中，由于一些因素的影响，在一定临界围压下，就会出现 塑性流动现象，在这个时候如果不能及时地提高围压，就不 再出现峰数值。 同时，如果岩石仍保留一定的承载能力，它的应变曲 线就会在一定程度生出现增长趋势。此外，流变特征也是煤 矿深井巷道围岩主要的特征之一，总的来说就是巷道围岩控 制会受到时间流逝的影响，会因为时间流逝的不同发生不同 程度变化。同时，这种流变现象还会与加载速率有一定的关 系。因此，在这样的背景下，相关的工作人员要想提高煤矿 开釆的效率，就要采取有效的措施加强对港道围岩变形特征 的研究，进而不断地提高煤矿工作的质量⑷。 ⑵ 对深井 回釆巷道支护与控制 的研究 在利用矿压控制技术进行煤矿深井开拓的过程中，其中 当代化工研究 Modern Chemical Research94 技术应用与研究 2020 ・ 10 的回采巷道布置是保障其顺利实施的关键，所以相关的工作 人员应该采取有效地措施加强对回采巷道布置的研究，在布 置的时候要充分考虑其服务年限，尽量控制围岩变形量和片 帮程度，采取有效地措施减小维护工程量和减少维修次数。 所以，在这样的前提下，在进行回采巷道布置时，一定要增 强围岩支护强度，采取措施减轻采场移动支承压力，进而为 工作人员的生命安全提供保障。 同时，在一般情况下，控制相邻采场移动支承压力影 响的主要方法有两种。首先，煤矿的工作人员要加大煤柱护 巷宽度。其次，就是要尽量在相邻采场采动影响过后，再进 行掘进回采巷道的程序，只有这样才能创新煤矿深井开拓方 式，提高矿压控制技术，在多角度出发，不断地促进煤矿企 业在社会经济市场中的发展。 ⑶深部采场支护方法和支架选择 如今，在煤矿事业不断发展的背景下，深井开拓方式和 矿压控制技术也在不断地创新，其中深部采场支护方法和支 架的选择作为其中的重要内容之一，工作人员采取有效地措 施加强了对它的分析。 ① 对液压支架参数的分析 液压支架不仅是提高矿压控制技术的关键，更是保障开 拓人员生命安全的关键。因此，在实际的工作过程中，液压 支架力学参数设计非常重要。在一般情况下，其中的初撑力 和工作阻力是保障液压支架稳定性的关键，所以相关的设计 人员在设计时，首先要考虑的因素就是这两种因素，同时， 相关的设计人员还要明白液压支架的支护强度还取决于两者 的大小以及比值，所以在设计的时候一定要加强对这方面的 考虑⑷。 ② 支架初撑力 支架初撑力主要是在设计液压支架的时候，要考虑的参 数所以选择合适的初撑力，是设计过程中的关键，更是保障 液压支架稳定性的基础。因为合适的支架初撑力，不仅可以 在一定程度上增加顶板围岩的自身强度，还能有效地减轻工 作面顶板岩层的破坏程度，进而帮助其缓解相关的压力。同 时，对支架初撑力的选择还能减轻工作面煤壁片帮程度，加 强对顶板的控制。 因此，在这样的背景下，相关的设计人员在液压支架进 行设计的时候，要在考虑其工作阻力的同时，还要根据实际 的情况对支架初撑力进行有效地选择，可以使用载荷估算法 和理论分析法等决定支架合理工作阻力，从而不断地提高液 压支架的质量。 ⑷ 对深部采场支架使用情况的研究和选择 ① 对深部采场支架选择的研究 在实际的煤矿深井开拓的过程，一般在矿深部采场所选 用液压支架型号为WS117-113/218,但是随着科技不断地发 展，煤矿技术也在不断地进步。所以这种型号的液压支架相 对来说比较陈旧，它还没有前探梁和护帮板，其稳定性也是 非常的不好，这就会在实际的应用过程中出现事故。因此， 在这样的情况下，首先相关的工作人员要加强对深部采场型 号选择的研究，要采取有效地措施解决支架供应数量不足和 设备老旧等问题，进而为丰富煤矿深井开拓方式和提高矿压 控制技术提供保障聞。 ② 对深部采场支架使用情况的研究 在具体的煤矿深井开拓工作的过程中，一些液压支架护 帮护顶效果相对较差，不能及时进行护顶护帮，这就会造成 煤壁片帮等事故。同时，一些工作人员为了减小端面距，他 们采取支护煤壁区顶板和超前移架的办法，不断地加强液压 支架的稳固性。此外，一些老旧的支架其底座面积较小，所 以它的抗压入能力相对较差，不能更好地适应软底的条件。 同时，在具体的工作过程中，相关的工作人员还会发 现工作面局部地段留底煤回采和支架底座钻底现象严重等问 题。与此同时，煤矿深井开拓中的支架老化严重，还会造成 支架损坏严重的问题，进而给安全工作带来一定的威胁。因 此，在这样的情况下，相关的工作人员一定要根据现场顶板 的问题以及现场常出现割煤后不能移架等现象进行分析，然 后采取有效地措施加强对这些问题的解决和处理。 此外，为了改善访矿的顶板支护情况以及提高矿压控 制技术，相关的工作人员在支架选型的过程中，一定要选择 高支护阻力板、掩护效果好的支架以及有前探梁和护帮等支 架，只有这样才能不断地提高煤矿深井开拓的质量，从而为 煤矿深井工作人员的生命安全提供保障。 3结束语 综上所述，最近几年，随着我国煤矿事业不断地发展， 煤矿开采活动也在不断增加。所以，要想在这样的背景下， 保障煤矿资源不受到影响，减少相关安全事故的发生，就要 对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术进行研究，加强对矿井 深度的控制，因为只有这样才能使相关的煤矿深井开采企业 在确保人们生命安全的前提下，获得最大程度的经济效益。 【参考文献】 [1] 张克伟，李恩忠.深井巷道底板动静载耦合诱发冲击矿压机 理及控制研究[J ].中国煤炭, 2018 7 188-189. [2] 晁俊奇.朱集矿千米深井巷道矿压显现状况及治理技术[J ]. 科学技术创新，2017 23 65-66. [3] 高玉兵，杨军，张星宇，等.深井高应力巷道定向拉张爆破 切顶却压围岩控制技术研究[J ].岩石力学与工程学报,2019, 38 10 2045-2056. [4] 陈先亮.煤矿深矿井釆场矿压控制[J ],科学技术创新,2017 3 169-169. [5] 翟新献，孙乐乾，涂兴子，等.耿村煤矿综放开采覆岩移动 和矿压显现规律研究[J ].河南理工大学学报自然科学版,2018 4 564-565. [6] 许纪波.煤矿深井开采防冲安全治理研究[J ].内蒙古煤炭 经济, 2017 14 133-134. 【作者简介】 刘欣 1987-,男，汉，山西晋中人，太原煤气化龙泉能源 公司；研究方向采矿工程.