浅析三软煤层矿山的压力控制的方法

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摘要：三软煤层矿山具有煤层顶板软、主采煤层软和煤层底板软的三软特性，给煤矿开采带来极大的困难，压力控制不好就会产生突出、坍塌、片帮等事故，给矿工带来生命威胁。本文简要论述了三软煤层矿山压力控制的必要性，分析了矿山来压的判断依据，并详细论述了三软煤层矿山的压力控制的方法。

关键词：三软煤层矿山压力控制必要性来压判断压力控制方法

煤矿开采经常会遇到岩层较软的结构，表现出煤层顶板岩层软、主采煤层软、煤层底板岩层软的三软特性，既不利于支护，又不利于透气，而且给煤矿工人的人身安全带来威胁，同时影响煤的开采进度和产量。因此，对于三软煤层的卸压和压力控制显得极为重要。由于三软煤层结构复杂，最大的特点就是岩层较软，这对采煤是个很大的挑战，特别是在煤岩层中进行巷道挖掘和开采，使得围岩的原始力受到破坏，岩体的经应力受到威胁，容易产生岩石断裂[1]现象，为了防止岩石断裂等对采煤的威胁，必须正确勘测压力变化，加强支护，做好预防，才能保证无事故开采，保证产量。

1、三软煤层矿山的压力控制的必要性

三软煤层矿山的压力变化复杂，但同样有一定的规律可循，并通过现场勘测，对压力采样分析，提前做好压力预防控制措施是十分必要的。三软煤层矿山的压力过大，软岩层就会变形运动，甚至发生瓦斯突出、两侧片帮，顶板坍塌，巷道变形阻塞等事故，这些事故不仅造成经济损失，还会造成人员伤亡，给煤层开采增加危险系数。可见，对三软煤层的压力控制是保证掘进工作面、开采工作面等正常进行的必要条件。通过必要的压力控制措施，能够较好的应对三软煤层矿山压力显现时的破坏性，为煤层开采提供良好稳固的支护，能够保证三软煤层事故开采，保证矿工的人身安全。

2、三软煤层矿山的来压判断依据

2.1 三软煤层压力测点设置

压力测点形式可选用“十”字形，从巷道正头退后8m开始设置第一点，间距10m，最少设置5点，特殊情况下可适当增设测点，以加强对压力的监测。

2.2 三软煤层测量基准点的安设

在巷道顶底板、两帮各打设1个深100～200 mm、φ40mm 左右的钻眼, 眼中打入木塞, 木塞上钉入测量基准点的铁质钢钉[2]。

2.3 三软煤层压力显现的判断

三软煤层压力来临时，从测点数据，外观观测都能进行判断。初次来压时，顶板压力不是很大，而煤壁前的压力达到最大，此时发生剪切破坏，煤壁两侧易发生片帮，这也是来压的重要标志。从数据上分析，来压时，巷道高、宽都有变化，巷高明显降低，巷宽明显变窄。顶底板及两帮发生明显的位移，一般发生在巷道掘进后3～5d后就会出现初压显现现象。

3、三软煤层矿山的压力控制的方法

三软煤层矿山的压力控制方法主要体现在支、卸压力上。支护起到支撑作用，将压力传导至底板，减少对煤层的挤压；而卸压则是通过科学的卸压方法，将压力卸载到安全范围之内，减少事故的发生。

3.1支护方法

支护系统包括对三软煤层的顶底板支撑和两则煤壁的支撑。对于松软的底板支护，要现场进行底板比压测量与分析，通过试验找到适合的底板比压，提高底板刚度，以加强底板的支撑作用，防止支护设备“钻底”[3]；在对巷道进行整体支护时，需要考虑防压、让压、躲压，以科学合理的方法来解决三软煤层矿压的威胁。在实践中，有很多好的支护方法，例如淮南矿业集团顾桥矿南区在施工南翼胶带机过程中，针对似泥石流性质的地质异常带，对三软煤层压力控制中采用了“双层36U型棚+O型棚+顶底板注浆”的支护方式，不但解决了抗压、让压，同时根据相关规定，以政策为指导，合理地避开了地质构造带及应力集中区，从大局上将矿压降到最低点，较好的实现了三软煤层的矿压控制。

另外，在对三软煤层巷道路支护中，使用锚网喷临时支护工艺，锚杆锁支护技术，松帮让压支护技术和后退卧底法锚梁网支护技术，对快速掘进和施工安全起到一不定期的保护作用[4]；对于大断面三软煤层综采巷道支护时，顶板可采用锚杆、锚索、钢带、金属网联合支护，巷帮可采用锚杆、钢筋梯、金属网联合支护形式[5]来加固支护系统，以达到安全综采的目的。

3.2卸压方法

卸压的主要目的是减少三软煤层顶板和两侧煤帮的压力，达到安全控制范围之内，避免压力聚集产生大的事故。在实际生产中，应用的卸压方法有钻孔卸压，高压水射流钻割卸压增透技术或对巷道煤帮进行松帮卸压等等。钻孔卸压时，要遵循卸压钻孔的总容积大于或等于巷道围岩破碎后的体积变化增量的原则，而且钻孔直径要大，深度要广，排距小[6]，并根据观测进行周期性复孔，才能确保生产安全；而对于“三软”低透气煤层，则要选用高压水射流钻割卸压增透技术，使煤体产生较大的裂隙或孔洞，有利于提高穿层钻孔瓦斯投放效率[7]，增大透气性，降低煤层瓦斯含量，确保煤巷掘进工作面的快速安全掘进；松帮卸压后对巷道进行喷浆封闭，不仅增加了巷道的支护强度，而且防止了瓦斯的随意释放。此外，新义煤矿还采用了煤层正头浅孔注水、帮部深孔注水等方式来缓解巷道内的压力, 消除压力显现。

4、结语

三软煤层矿山具有上下岩石层软，中部煤层软的特点，结构复杂，压力变化频繁。因此，必须认识到三软煤层矿山压力控制的必要性，通过科学的压力点布设，分析压力数据，及时采取适当的支护措施和卸压方法，使矿山压力降低到可控范围之内，减少巷道返修次数和经济投入，降低了三软煤层矿山开采的安全了隐患，能够确保三软煤层矿山开采的安全进行。因此，对于三软煤层矿山的压力控制，要根据实际情况，通过勘测试验，寻找最佳的支护和卸压方法，才能起到应有保护作用。

参考文献

[1] 代军,党文权.三软煤层的支护[J].科技传播,2011,(20).

[2] 尚斌,关东旭,李晓辉等.三软煤层矿山压力控制方法浅谈[J].中州煤炭,2010,(10).

[3] 高洁.三软煤层底析比压试验及控制研究[J].中州煤炭,2011,(02).

[4] 苑海成.三软煤层掘进支护方法研究[J].科技促进发展（应用版）,2010,(12).

[5] 任玉朋.三软煤层综采大断面切眼锚网索支护技术[J].中州煤炭，2011，（08）.

[6] 孟宪义,程东全,勾攀峰等.“三软”煤层回采巷道钻孔卸压参数研究[J].河南理工大学学报（自然科学版）,2011,(05).

[7] 张明剑.“三软”低透气性煤层高压水射流钻割卸压增透技术[J].煤矿安全,2011,(09).