鸡西杏花煤矿黑龙江鸡西158100
摘要：随着矿井开采强度的不断增大，受采动影响的巷道日益增多，特别是处于高支承压力区的巷道，在受到采动影响时，围岩变形破坏严重。采动影响下巷道的支护问题影响矿井安全生产，因此，研究采动影响下巷道受力状态与围岩变形特征，对于巷道稳定具有重要意义。
关键词：煤矿;综采工作面;矿压变化规律;支护性能
前言
在矿山压力作用下，采煤工作面经常会出现顶板下沉、切顶掉矸、片帮、煤体变形等压力显现，不仅影响着综采工作面工程质量，更关乎工人的作业安全。顶板事故对工作面安全生产影响较大，因此准确预报综采工作面来压情况，对工作面的安全生产具有十分重要的意义，特别是在大采高智能化综采工作面中，通过监测支架支撑压力，一方面可反映支架支护质量，对支架支护质量进行调整；另一方面，分析观测数据可预测顶板周期来压，在周期来压前采取适当的措施，可以避免工作面因周期来压发生顶板事故，保证工作面安全生产。
1工作面矿压监测
1.1测点布置
工作面支架阻力监测使用每台支架安装的机械压力表和自带压力传感器及配套监控设施进行支架压力监测。在胶带巷、回风巷、辅运巷每100m安设一个GUW300W型顶板位移传感器，每100m安设一个GMY400W型锚杆应力传感器，顶板位移传感器与锚杆应力传感器交错布置。
1.2观测方法
工作面矿压动态监测：生产期间工作面矿压监测采用支架自带压力监测系统，监控平台采用配套的监控软件，可以从监控中心显示屏上直接观察每架支架的工作压力。同时，在工作面可以直接观察支架人机界面上的压力读数来判断每架支架工作阻力情况。另外当班验收员每班至少检查一次机械压力表数据，每次间隔5架，对顶板压力进行现场监督，确保支架压力不小于25．2MPa，初撑力合格率不小于80％，但测点较少，数据量不大，不能完全反映所有支架受力状况，且其数据采用无线传输，信号易受障碍物影响，出现断线，另外该传感器使用内置电源，电量耗尽后需更换电池，维修量大，也额外增加了工人的工作量。
工作面矿压静态监测：工作面停机后，通过观测人机界面支架压力显示值和机械压力表显示数据，对数据进行分析，及时对故障支架进行检修处理，每台支架安装一组机械式压力表，人工统计支架压力数据进行分析，人工统计较为麻烦，观测量大，且数据受采集时间、支架工作状态等因素影响较大，不能线性反映时时数据。
1.3观测时段
工作面生产期间每班对支架压力观测一次，对支架初撑力、工作阻力、末阻力进行统计分析；同时，通过矿压分析软件每天对支架工作状况进行数据分析，为支架工作状态提供调整依据，确保支护质量达标。顺槽顶板离层监测及锚杆压力监测，每天使用矿压分析软件进行数据分析，对离层及压力变化增大区域进行加强支护。
1.4支护质量监测
每班由班长或验收员对工作面和两巷支护质量进行动态检查，对检查出的问题立即整改。监测内容要包括支架初撑力、煤壁片帮情况、端面距、采高及端头顶板冒落情况、两巷超前支架初撑力、超前支护质量，发现问题立即汇报并采取措施处理，保证顶板支护安全。
2矿压观测技术应用关键问题
2.1观测支架活柱下缩量
在应用矿压观测技术过程中，完成对支架活柱下缩量的观测，主要是能够将综采工作面的顶板、覆岩的具体运动参数进行观测确定，从而将其作为支架以及围岩之间的关系推断依据，更是完成支架选择以及设置的相应基础。经由本次观测，在观测过程中发现测站点的主要设置数量达到了3个，使用6个位移传感器完成相互检测，其中每一个测站点在2个，将位移传感器完成位置布设之后，选择将其安装于压力传感器支架之上。经过一系列的观测工作开展，依照不同测试据点之间，所完成观测的主要观测总数、观测工作开展中的主要观测频率计算，同时还应当将支架活柱下缩量的平均数值进行计算。之后完成总体分析之后，确定其工作面在50m推进之后，下缩量达到21m，是正常情况下下缩量的2.9倍。
2.2观测顺槽超前支护
通过对完成三个观测站点的单体柱进行观测之后，布置相应的压力传感器布设。经由相应的观测布置点发现，在整个综采工作面的采空区上部，整体的覆岩重量，会实现新型支撑点的转移，同时还应当依据相应的观测数据，针对回风顺槽的每一个不同测量站点之间，所存在的超前支护压力，及其煤壁之间的不同关系完成检测。从而发现其中所存在的主要支柱支撑压力关系。将其集中在煤壁的前侧5m左右位置，所造成主要影响范围会在20m左右。
2.3观测顺槽表面位移
在完成观测之前，运输顺槽以及回风顺槽的观测站点顶部，布置位移传感器，在每一个顶板完成4个传感器布置，同时还需要借助侧枪及钢卷尺相关设备，完成顺槽表面的位移观测。经过本次观测，发现回风顺槽的表面整体移动速度以及移动量之间，两者存在的主要关系能够将巷道的围岩移动速度具体波动情况得以反应。处于此种区域范围之内，主要的移动速度一旦超出30m，整体移动速度才会逐步地归为正常。
2.4统计观测工作面顶板
通过沿着工作面的主要方向，借助15台支架完成单位观测，至完成工作面的煤壁片帮、冒顶、台阶下沉以及架后悬顶情况，经过本次研究统计，发现完成综采工作面的位置推进之后，整体的顶板长度也在逐步发生变化。并且冒顶以及片帮会在工作面来压之前发生，由此可以发现矿压主要的产生原因，是由于支架顶板、顶梁之间接触程度不佳，完成矿压的整体调整。依照本次研究中所得出的相关数据，可以发现煤层的整体埋深相对较小，需要进一步增强高支架阻力，以此有效地防治发生顶板掉落的情况。
3分析比较
3.1适用性
锚网喷联合支护适用于围岩完整、不受采动影响和某些受采动影响的巷道。钢筋混凝土拱碹支护适用于服务年限长、不受采动影响、围岩变形量小或有大面积淋水的巷道。
3.2承载性
锚网喷联合支护主动加固围岩,最大限度地保持围岩的完整性、稳定性,控制围岩变形、位移和裂缝的发展,充分利用围岩内在强度和自支撑力,变被动支护为主动支护。钢筋混凝土拱碹支护是利用混凝土的整体性形成一个承载环来进行整体支撑,是一种被动支护。
3.3可靠性
锚网喷联合支护紧跟工作面,随掘随支,有效控制巷道的初期变形,安全可靠。钢筋混凝土拱碹支护不能紧靠掘进工作面及时支护,需进行临时支护。
3.4巷道断面利用率
在锚网喷联合支护本身所占的巷道断面比钢筋混凝土拱碹支护少很多,钢筋混凝土拱碹支护的掘进超控量约占设计断面的15%~20%,锚网喷联合支护的掘进超控量只在5%以下。
3.5经济性
锚网喷联合支护巷道掘进量86.35m3/m、锚杆消耗量31套/m、锚索消耗量7套/2.5m、钢筋网消耗量30.8m2/m、喷砼混凝土消耗量3.87m3/m,工程造价14.2万元/m。钢筋混凝土拱碹支护掘进量97.72m3/m、钢筋消耗量3.4t/m、混凝土消耗量15.24m3/m,工程造价18.3万元/m。
3.6施工难易程度
锚网喷联合支护施工速度快、机械化程度高、劳动强度低。钢筋混凝土拱碹支护施工进度慢、效率低。
结束语
通过将工作面的监测数据与矿压监测系统集成，达到实时显示监测数据和分析矿井周期来压，与传统的矿压监测相比，更有利于及时掌握矿压变化，及时调整或提高支护效果，为矿井安全高效生产提供保障。
参考文献：
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