老采空区煤柱对坚硬厚顶板断裂规律与顶板控制的影响的研究.docx

老采空区煤柱对坚硬厚顶板断裂规律与顶板控制的影响的研究
随着煤矿采掘技术的不断发展，老采空区煤柱对坚硬厚顶板断裂规律及其对顶板控制的影响成为煤矿安全管理的重要问题。本文将从老采空区煤柱与厚顶板的关系、顶板控制的方法及其应用效果、顶板断裂规律与影响因素等方面进行综述，以期为煤矿安全管理提供参考与借鉴。
一、老采空区煤柱与坚硬厚顶板关系
老采空区煤柱是指煤矿复采时延伸到矿区外部的煤柱，其与周围地层形成合理的高度和形状，可以保持煤层的稳定性，在煤矿采掘中具有重要的作用。煤柱的大小和高度与厚顶板的稳定性密切相关，如果煤柱不合理设置，或者抽采过程中不及时加固煤柱，会对顶板稳定性产生很大的影响。
一般情况下，老采空区煤柱的大小和高度应根据煤层的厚度、顶板岩性、采动面的位置等因素进行科学合理的设计。如果采取单一的煤柱大小和高度，可能会导致顶板的不稳定性增加，出现许多漏巷和地面塌陷的现象。因此，在采掘过程中，需要根据煤柱的状态和顶板变形的情况，在必要时采取措施进行加固和支护，确保煤柱与顶板之间的连贯性，维护煤矿的安全生产。
二、顶板控制方法及其应用效果
顶板控制方法主要包括预加固方法、支护方法、固碎方法和加强上覆地层措施等。其中，预加固方法主要是在采掘前或采掘早期就对顶板进行加固处理；支护方法是采用支架、锚杆等支护体系，增强顶板的承载能力；固碎方法是采用炮击、震动等方式使顶板破碎，并利用碎块形成的“桥梁”支撑顶板，以减少顶板变形。
在顶板控制中，支护方法的应用最为广泛，其主要优点是支护强度高、使用寿命长、可适应多种地质条件和不断变化的采场形式，目前已成为煤矿顶板控制的主要手段。支护体系包括锚杆、液压支架等，其中液压支架被广泛应用于顶板支护工作中，多头液压支架的使用效果尤为显著，其在提高煤矿生产效率的同时，也大大增强了煤矿运营的安全性。
三、老采空区煤柱对顶板断裂规律的影响因素
老采空区煤柱对顶板断裂规律的影响与许多因素有关，包括煤柱的大小和高度、顶板厚度和坚硬程度、煤层沉降速度等。其中，煤柱大小和高度是影响顶板断裂规律的最为关键因素之一。
煤柱大小和高度适宜，可以有效减少顶板变形分布区域，减轻顶板断裂带的宽度，限制顶板裂纹的扩展，从而降低地面塌陷的概率。然而，如果煤柱大小和高度设置不当，将导致采空区向上移动，增加了隆起集中作用区的面积，同时也容易引起顶板的层间滑移和变形，从而加剧地面塌陷的危险。
此外，顶板厚度和坚硬程度、煤层的地质结构情况及采掘工作面距采空区距离等因素都会对顶板断裂规律产生一定的影响。在实际生产中，需要根据煤层地质条件和采掘工艺的具体情况，采取一系列加固措施，以确保顶板断裂带的宽度和地面塌陷的范围在一定控制范围内，保障煤矿的安全生产。
四、结论
老采空区煤柱对坚硬厚顶板断裂规律及其对顶板控制的影响是煤矿安全管理中的重要问题。煤柱大小和高度适当的设置和及时的加固，是保持煤层稳定的关键。在顶板控制中，支护方法是保障煤矿安全生产的主要手段，未来应进一步研究提高支护效果和使用寿命的方法。此外，顶板断裂规律的研究需要继续深入，针对不同的地质条件和采煤工艺，制定科学合理的加固措施，保障煤矿安全生产。