开采工作面对矿山压力影响因素探究

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1、开采工作面对矿山压力影响因素探究摘要本文通过对煤矿开采工作面矿山压力的影响因素进行研究发现，五种因素对矿山压力的影响相对较大，其中包括自然条件因素、煤矿开采工作面的生产条件、开采工作面的推进速度、顶板及支护材料等的管理办法、对采空区的处理办法五种影响因素，希望通过本文的研究，对煤炭的科学开采提供一定的理论依据。关键词煤矿开采；工作面；矿山压力；影响因素5作为煤矿生产过程中的主要场地，煤炭开采工作面一直以来都被认为是体现煤矿开采综合能力的场所，矿山压力作为煤矿开采综合能力的直接影响因素也备受研究人员的重视，对矿山压力进行研究，并

2、对其加以利用对于提高煤矿的生产效率具有相当重要的作用。通常而言，对地下岩体进行开采前其内部因自重原因本身就存在一种应力，即所谓的原岩应力，煤炭在开采之前由于岩体静止，因而其应力一直维持平衡的状态，煤炭的开采过程直接将这种平衡状态打破，导致岩体内部重新进行了应力的分布，一旦新分配的应力超出了煤岩所能承受的极限时，便会导致开采工作面四周的岩体遭到破坏，此时将会导致工作面四周的煤在岩体中重新进行新应力场的排布，这种因煤炭开采过程而在煤体，岩体及其支护物方面所引起的力，即所谓的矿山压力。下文重点就煤炭开采过程中影响工作面矿山压力的相关

3、因素进行了探讨。1自然条件对工作面矿山压力的影响通常而言，自然条件对矿山压力具有直接影响，自然条件主要包括两个方面，一是煤层的厚度情况，厚度越大，开采时压力升高区的煤层支撑力会发生大幅地降低，因而煤的压缩总量将会越大，此时顶板岩层将会有预先下沉等情况的发生，这就导致工作面后顶板的稳定情况更差，因而煤的厚度越大将越易出现变形，此时应当确保开采工作面具有足够强度及稳定性的支护体系；二是开采区的围岩性质，例如围岩强度等条件。若顶板相对稳定，则对于支柱所带来的压力也更小，若顶板岩石稳定性不足，则其下沉量以及对支柱所带来的压力也会更大一

4、些。若底板岩石相对较为坚硬，则只需确保支护体系的强度不影响顶板的压力分布即可，而可缩量应通过支柱进行承担。但是，当底板岩石强度不够时，此时其底很难承受顶板所带来的压力，因而很容易遭到破坏，出现支柱插入底板的情况，进而对煤矿的安全生产带来巨大的影响。若顶板足够坚硬，则其通常不会出现跨落的情况，但是应当注意的是，在裸露面积不断增大的情况下，一旦达到某极限时，将会导致顶板出现大面积的一次性跨落情况的发生，进而导致工作面支柱被大面积地推倒，后果十分严重。25生产条件对工作面矿山压力的影响通常而言，控顶的距离将会对煤炭开采工作面的矿山压

5、力带来较大程度的影响。因此，尽量将工作空间的宽度减少，同时借助于煤壁所带来的支撑作用，将会大幅度减少顶板的下沉量，降低采空区支柱方面的压力，这样即最大程度地降低了对顶板的破坏程度，确保了顶板岩石的完整性。由于顶板的下沉量同顶板的变形程度有关，变形程度越大，顶板离层情况也越严重，进而导致工作面的支柱压力越大。此外，煤矿生产过程中的工艺流程也会对矿山压力带来影响，尤其是对于顶板的下沉速度所带来的影响更大。据统计，在顶板受工序影响情况较小的情况下，此时其下沉速度几乎是停止的。而放顶及割煤工序等会加快顶板的下沉速度以及支柱压力的增长情

6、况。通常而言，放顶过程中所引起的动力会加快顶板下沉的速度，据统计，顶板下沉总量的8%～30％是因放顶所造成的。而放顶之前的6m及其放顶之后的15m对于顶板下沉速度的影响是最大的，对于此种情况而言，可借助于单体液压支柱来改善这种剧烈下沉的情况。此外，放顶过程中的顶板下沉速度还同顶板和底板岩体性质、开采煤炭的硬度、煤层的厚度、支护质量及其材料等因素有关。对于割煤过程而言，其对于顶板的下沉量有关，据统计，顶板下沉总量的15%～45％是由于落煤所导致的，由于割煤过程使得暴露面积急速增加，因而导致了顶板的下沉速度不断增大。35开采工作面

7、的推进速度对工作面矿山压力的影响除了上述因素外，煤矿开采工作面的推进速度情况也会对开采工作面的矿山压力带来相当程度的影响。通常而言，工作面的推进速度大，则顶板的下沉速度也相对较大，不过，绝对下沉量以及由顶板带给支柱的压力相对较小，因而一定程度上增大了顶板的稳定程度。此外，顶板下沉量同顶板的控制时间方面也存在着一定的关系，控制时间越短会使得工作面的矿山压力移动速度增大，因而一定程度上对于煤壁完整性的提高具有一定作用。4顶板及支护材料等的管理办法对工作面矿山压力的影响通常情况下，支架的支撑力几乎无法对上复岩层挠曲形状带来影响。因此

8、，支柱起到两个作用即可，一方面是支撑作用，一方面是可压缩作用。支撑作用是最基本的要求，支柱应当能够确保直接顶的完整性，确保其不离层，而可缩性也很重要，但是，其必须能够适应上复岩体的挠曲程度。从目前的支护材料的应用来看，木柱无法适应纵向可缩性，HZWA支柱具有的可缩量过大，HZ