矿压监测在顶板安全管理中的应用.pdf

煤炭工程 2 0 0 6年第 1 2期 矿压监测在顶板安全管理中的应用 原 国政 西山煤电集团 自家庄矿业公司，山西 太原0 3 0 0 2 2 摘要论述了顶板管理是高档普采工艺中的重点也是难点。应用矿压监测技术，科学地监 测、分析顶板压力及活动规律 ，能为顶板 管理工作提供准确的信息和决策依据，以便提前采取相应 措施进行支护，有效防止顶板冒落、垮落，保证采煤工作面各工序正常作业及作业人员的安全。 关键词高档普采；矿压监测；顶板管理 中图分类号 T D 3 2 6 文献标识码B 文章编号 1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 0 6 1 2 - 0 0 5 4 - 0 2 在高档普采技术中顶板管理是一个工作难点，多数采 用 D Z一 2 ． 5型单体液压支柱配合 Ⅱ型梁进行支护，这种支 护形式自动化程度较低，移梁、升柱均由人工操作，不能 及时了解掌握支护效果，靠观察来判断顶板压力及活动情 况很不准确，因而容易发生顶板整体大幅度下沉，局部 冒 落等事故，严重影响采煤工作的正常进行，威胁着现场作 业人员的人身安全。近年来，随着计算机技术的普及应用 ， 在采煤业的高档普采中已开始使用计算机软件来进行矿压 监测数据分析。而 因不 同地质条件及不 同煤层赋存条件， 使用相同的应用软件提供的信息还需结合大量的人工分析 才能得以正确应用。本文以山西焦煤集团西山煤田2 ’ 煤层 白家庄矿二号井六盘区 2 2 6 0 1高档普采工作面矿压监测技 术应用为例，探讨如何正确分析计算机提供的数据、图形， 如何快速准确反馈顶板信息 ，采取怎样的具体措施来加强 顶板管理，以保证煤矿的安全生产。 1 概况 1 ． 1 地质 概 况 1 西山煤田2 煤层厚度 2 ． 2 32 ． 5 5 m，煤层倾角6 。 一 l 4 。 ，结构简单，含一层夹石，夹石厚度在0 ． 2 0 2 ． 1 0 m之 间。煤质为瘦煤，含硫量 0 ． 7 3 ％，煤质状况优良，发热量 高，是优质的工业用煤。 2 围岩情况①老顶为砂岩，厚 2 4 m，岩性特征为白 色； ②直接顶为页岩， 厚 8 ． 4 m， 呈灰黑色；③伪顶为砂质 泥岩， 厚 0 ． 1 m ，呈黑色，随采随落；④直接底为砂岩，厚 2 ． 8 m，呈灰褐色。 3 地质构造 该煤层地质构造复杂，陷落柱、断层、 褶曲分布广泛。本文例举的白家庄矿二号井六盘区 2 2 6 0 1 工作面地质构造简单 ，在掘进送道过程中共揭露 l 0条正 断层。 1 ． 2 工 作 面概 况 1 2 2 6 0 1 工作面走向长 2 6 0 3 1 0 m，倾斜长 1 6 0 m，由 轨道巷、运输巷及切眼组成。 2 该工作面采用 D Z一 2 ． 5型单体液压支柱配合 2 ． 6 m 的Ⅱ型梁进行支护，特点为对梁对柱交替迈步前移 ，柱距 0 ． 8 m ，排距 0 ． 6 m，全排承载支护。采用全部陷落法管理顶 板，最大控顶距 4 ． 0 m，最小控顶距 3 ． 4 m，放顶步距 o ’ 6 m， 采高 2 ． 4 m。 2矿压监测 监测的目的是为了了解工作面顶板压力情况 ，为下一 步的微机处理提供数据，掌握 2 煤层顶板活动规律。 2 ． 1 测 点 布置 为了全面掌握工作面顶板压力情况，使监测更具科学 性、系统性及准确性 ，在工作面设计 l 0条监测线 ，每条监 测线上布置 3 个测点。 2 ． 2监 测 方 法 采用人工2 4 h不间断监测。监测人员持单体支柱测压 仪，按照图 1所示位置测量各支柱情况，包括初撑力 前 梁 、工作阻力 后梁 ，并量取支柱长度，填写 ，见表 2 ， 并做如下数 收稿 日期 2 0 0 6 0 8 2 8 作者简介原国政 1 9 6 2一 ，男 ，山西阳城人，工程师，1 9 8 3年毕业于山西大同煤校，现任白家庄矿业公司副董事长。 维普资讯 2 0 0 6年第 1 2期 煤炭工程 据分析 。 1 “ 三量” 初撑力、工作阻力、顶沉量 指标范围的 确定根据上述介绍及 山西焦煤集 团公 司使用经验 ，要求 支柱初撑力指标值为 9 0 k N；下沉量不得超过采高的每米 1 0 0 m m；D Z一2 ． 5型单体液压支柱收缩量为6～ 7 m m。 2 日 常监测记录表 的分析 初撑力、工作阻力的分析。如初撑力普遍小于指标 值 ， 说明泵站压力不足，需检修液泵；如工作阻力 初撑 力，说明单体正常支护；若工作阻力 顶板下沉量，说 明该处单体失效，应及时更换 ；支柱压缩量不变而顶板下 沉量变化明显时，说明该处底板松软，支柱底座钻底，应 采取支柱底座 “ 穿鞋”的方式进行支护。 表 1 长钢梁工作面支护质量 日常监测记录表 2 ． 2 2 ． 2 2 ． 3 2 ． 5 2 ． 3 2 ． 2 3 2 ．1 8 2 ． 2 5 2 ． 2 7 2 ． 2 9 上 口推进距 1 ． 8 m下 口推进距 1 ． 8 m 观测 日期 2 0 0 4 ／ 1 2 ／ 1 5早班 观测人 表 2 白家庄矿长钢梁工作面支护质量监测报表 2 ． 4 信 息反 馈 在进行矿压测量和计算机数据处理之后，还有一道重 要程序便是及时准确地将信息反馈给作业者和决策者。当 前，因煤矿相对其它行业而言，应用技术水平较为滞后， 多数企业的矿压监测工作还未步入规范化、科学化管理轨 道，因而其实际效果不佳。建议在信息反馈方面采取以下 模式使用高档普采 的生产单位设置专人进行测量汇报， 并配置计算机对数据进行处理 ，然后以报表形式报告直接 领导和安全技术部门，经本单位主管技术人员分析后提出 处理意见 ，直接领导根据处理意见采取相应支护措施 ，技 术部门根据需要提供技术指导 ，安全部 门负责监督落实， 这样就能快速、准确、有效地应用矿压监测技术对工作面 出现的特殊情况采取预防措施，确保采煤工作正常进行。 安全部门根据生产部门汇报表，对整改措施监督落实。 如生产单位不能执行整改措施时，为保证人员安全，采取 停止生产、撤离人员的方法来保证安全生产，直至生产单 位在技术部门的配合下进行合理的支护，在检验后认为可 以正常作业，在人员不受威胁的情况下 ，方可批准继续施 工，这样就能保证高档普采队的安全生产。 3 结论 1 采取矿压监测和信息反馈及安全管理方法，可以科 学地、准确地研究采场顶板原始应力受到破坏后，跟踪监 测并预报顶板变化，掌握其活动规律，为采取合适的支护 方式提供正确的依据。 2 合理应用矿压监测技术能够检验高档普采工作面单 体液压支柱配合 2 ． 6 m长钢梁对顶板进行支护的质量 ，为作 业者提供准确信息。 3 从安全管理角度考虑，管理者可根据信息反馈得到 预防事故的科学依据。 4 对某一工作面开采全过程的矿压监测进行收集整理 分析，能为相近 同 岩性顶板煤层开采的作业规程的编制 提供可靠依据 。 责任编辑马光辉 5 5 ∞ 舳 ∞ ∞ 印 加 舯 4 6 5 4 3 4 4 4 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 印 加 舯 3 4 5 6 5 4 3 4 4 4 加 加 ∞ 舳 ∞ ∞ ∞ 册 舯 鲫 躬 弛 盯 B B B M 巧 H M 巧 2 ”埒”2 ” 堪 n H 2 2 3 5 4 堪 凹 3 2 2 2 2 2 枷栅姗瑚鲫枷{曩枷伽姗 加 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 帅 ∞ 4 5 7 6 4 3 4 4 5 枷伽湖瑚鲫枷姗伽伽湖 9 H 。 “ H 。 H “ 9 维普资讯