急倾斜中厚煤层综采工作面矿压分布及其演变规律

急倾斜中厚煤层综采工作面矿压分布及其演变规律

王强

陕西华电榆横煤电有限责任公司   陕西  榆林  719000

摘要：本文研究急倾斜中厚煤层综采工作面的矿压分布及其演变规律。通过研究发现矿压分布呈非均匀性，存在高压区和低压区，且随开采深度增加而逐渐增大。这些研究结果提供了对工作面矿压情况的深入认识，为工程实践提供了重要的参考依据。

关键词：急倾斜煤层、综采工作面、矿压分布、演变规律。

引言

急倾斜中厚煤层综采工作面的矿压分布及其演变规律对工程实践具有重要意义。本文通过研究急倾斜中厚煤层工作面的矿压分布特征和演变规律，提供科学依据和指导。

1矿压分布分析

1.1监测方法和数据获取

优化监测方法和数据获取是提高急倾斜中厚煤层综采工作面管理的关键。选择合适的监测技术、建立实时监测系统、进行数据分析与应用，以及推动新技术应用和数据共享交流等措施，能够提高工作面安全性和管理水平。

1.2矿压分布特征分析

矿压分布特征分析是对急倾斜中厚煤层综采工作面矿压情况的重要研究。通过分析不同位置和区域的矿压变化规律，揭示矿压峰值位置、大小和分布图形等特征。该分析有助于了解矿体内力状态差异和分布规律，探讨影响因素如推进速度、下伏岩性和煤体特性等。这种特征分析可深入理解矿压分布机理，并为改善工作面设计和采煤方案提供科学依据。综合考虑各特征及其关系，能更好评估矿压对工作面安全和稳定性的影响。

1.3影响因素分析

影响急倾斜中厚煤层综采工作面矿压分布的因素有多种。首先，工作面推进速度是一个重要的影响因素。较高的推进速度会增加工作面周围岩体的变形和破坏程度，导致更大的矿压[1]。其次，下伏岩性也会对矿压产生影响。不同岩性的下伏岩层具有不同的强度和变形特性，从而影响矿体的应力传递和矿压分布。此外，煤体自身的物理力学性质，如强度、膨胀性等，也会对矿压分布产生影响。煤层中存在的构造、节理、裂隙等地质因素也可能引起局部矿压异常。了解并综合考虑这些影响因素对矿压的影响，可以为工作面安全运营提供指导，并制定相应的措施来减轻矿压带来的风险。

2矿压演变规律研究

2.1演变过程描述

急倾斜中厚煤层综采工作面矿压的演变过程描述了随着工作面推进，矿压的变化情况。开始时，矿压较小，随着采动区域增大，矿压逐渐增加。在此过程中，矿岩体出现应力集中和变形，导致矿压分布发生变化。随着工作面的继续推进，矿体的应力状态调整和平衡，引起矿压的重新分布和变化。因此，矿压的演变过程描述了从初始状态到稳定状态的转变，包括矿压的增大、分布范围的扩展以及局部异常矿压的形成与消失。深入理解矿压的演变过程对于预测和控制矿压具有重要意义。

2.2模型建立

在急倾斜中厚煤层综采工作面研究中，模型建立是关键步骤之一。通过采用数值模拟方法，结合实测数据和地质条件，建立工作面的数学模型。该模型可以考虑地应力、岩层性质、工作面布局等多个因素，并模拟矿压分布、变形情况等。通过模型建立，可以预测工作面的稳定性，评估不同支护方案的效果，优化工作面设计，提高安全性和生产效率。模型建立为理论研究和工程实践提供了重要的工具和依据。

2.3规律分析

规律分析是对急倾斜中厚煤层综采工作面矿压演变规律的深入研究。该分析揭示了一些关键规律，对工程实践具有指导意义。

（1）矿压与因素关系：通过统计和趋势分析确定矿压与各影响因素的关系，如推进速度、下伏岩性、地应力等。这有助于了解这些因素对矿压的相对重要性以及它们之间的相互作用[2]。

（2）空间分布规律：分析矿压分布特征，揭示矿压的空间变化规律。例如，矿压峰值位置的迁移、矿体内部的应力传递路径等。这有助于预测和评估工作面不同区域的矿压水平和稳定性。

（3）数学模型与验证：建立数学模型和进行数值模拟，验证规律性结果，并进行参数敏感性分析和优化设计，以进一步揭示规律。模型的准确性和可靠性对规律分析至关重要。

（4）综合实践经验：结合现场实践和数据收集，总结经验，建立数据库，记录矿压的历史数据和相应处理措施。通过回顾分析经验，不断改进规律分析方法和预测预警机制。

规律分析为急倾斜中厚煤层综采工作面提供了深入理解矿压演变的重要工具。它为工程实践提供了科学依据，可以优化工作面设计、采煤方案和支护措施，确保工作面的安全运营。

3应用与影响

3.1工程实践指导

工程实践指导基于对急倾斜中厚煤层综采工作面矿压分布及演变规律的研究结果，为实际工程操作提供建议和指导。

（1）工作面设计：根据矿压情况确定合理的工作面进退顺序、推进速度和采煤方法。考虑矿体的变形特性和应力传递路径，制定科学的工作面布局和支护策略。

（2）支护措施：针对不同矿压区域，采取适当的支护措施，如锚杆支护、注浆加固等，提高工作面的稳定性和安全性。

（3）监测与预警：建立完善的矿压监测系统，实时收集工作面矿压数据，并结合矿压演变规律进行分析。设立预警机制，及时响应和调整工作面的采煤参数与支护方案。

（4）经验积累与总结：在实践中积累并总结经验，建立数据库，记录工作面矿压的历史数据和相应的处理措施。通过回顾分析，优化工作面设计和支护方案，提升工作面的效率和安全性。

（5）持续改进与研究：关注新技术、新方法的应用，不断改进工程实践指导。开展矿压演变规律的深入研究，探索更有效的工作面管理策略和支护技术。

工程实践指导将科学研究成果与实际工程操作相结合，为急倾斜中厚煤层综采工作面提供可行的建议和指导，以确保工作面的安全运营和稳定性。

3.2安全风险评估

安全风险评估旨在识别和评估急倾斜中厚煤层综采工作面的潜在安全风险，并提供相应的控制和预防措施。通过系统调查和分析，识别风险源；评估风险严重程度和可能性；制定控制措施；建立监测和反馈机制；不断改进评估方法和措施。这样能够及早发现和应对潜在的安全风险，提升工作面的安全管理水平[3]。

3.3优化工作面设计和采煤方案

优化工作面设计和采煤方案是提高急倾斜中厚煤层综采工作面效率和安全性的关键。通过以下途径实现优化：

（1）地质勘探与分析：深入了解煤层地质特征、顶板情况、底板条件等，并结合地应力分布进行综合分析，为工作面设计提供准确的地质数据。

（2）工作面布局：考虑矿体结构和矿压分布规律，合理确定工作面进退顺序、推进速度和开采方法，以最大限度减少矿压引起的风险和不稳定因素。

（3）支护技术：根据工作面所处地质条件和矿压规律，选择和优化支护措施，如锚杆支护、注浆加固等，增强工作面的稳定性和安全性。

（4）通风系统设计：合理规划通风系统，确保工作面内部空气流动畅通，及时排除有害气体和粉尘，保障矿工的健康与安全。

（5）采煤参数调整：通过持续监测和分析工作面的矿压、产量和瓦斯等指标，及时调整采煤参数，如推进速度、切割高度等，以提高采煤效率和降低风险。

通过优化工作面设计和采煤方案，可以最大程度地发挥煤层资源的价值，提高生产效率和安全性，同时减少环境影响。

结束语：

通过本研究可以更好地理解急倾斜中厚煤层综采工作面的矿压分布特征以及演变规律，为工程实践提供了重要的参考。我们建议在工作面设计和支护方案中充分考虑这些规律，以提高工作面的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]张浩,张晓波,解盘石,郎丁. 急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律[J]. 陕西煤炭,2021,40(01):22-25.

[2]任鹏召,王金安,韩现刚. 急倾斜煤层圆弧段工作面矿压分布规律[J]. 煤矿安全,2018,49(04):189-192+196.

[3]金建成. 砚北煤矿急倾斜特厚煤层分段综放开采矿压显现规律[J]. 中州煤炭,2012,(07):7-9+12.