大采高綜采工作面礦壓監測與應用

張才浩

摘 要：在大采高綜采工作面上，通過對其巖性分析、測量等等相關方法，對大采高綜采工作面實際情況進行具體分析，了解工作面的壓力，進而來制定合理的礦壓監測方案。在工作面回采過程中，對其相關數據進行收集、分析，并且將最終分析的結果用于現場審查，這樣就能夠取得較好的經濟效益。本文先明確礦壓監測方案，然后對其礦壓所監測到的數據進行具體分析，將最終結果進行比較，為大采高綜采工作面礦壓監測提供參考。

關鍵詞：大采;高綜采;工作面;礦壓監測;應用

在大采高綜采工作面工作過程中，其工作面的地質特點各不相同，而如果沒有提前對其進行監測，就可能會在施工過程中出現問題，破壞原有地質情況，導致圍巖出現破損，進而影響整個工作的安全。因此，就應該及時的建立符合大采高綜采工作的礦壓監測方案，對大采高綜采工作面礦壓進行實時監測，進而來深入了解大采高綜采工作面的圍巖情況，確保礦井生產安全。

1 礦壓監測方案

1.1 支架工作阻力

本文以某煤礦綜采工作面為例，在工作面礦壓監測過程中，一共使用145臺支架，并且其監測機械的型號符合煤礦實際情況[1]。通過對機械上的傳感器來對工作面的礦壓情況進行實施監測。每10臺機器上就安裝相應的儀器，利用這個儀器來檢查機械設備在工作時所產生的相關數據，通過對其數據的具體分析，能夠有效的獲取到頂板對于支架相關數據影響。

1.2 頂板離層監測

在大采高綜采工作面上，每隔50m就設計一個頂板離層監測儀，如圖1所示。對于一些情況較為復雜的地方，其距離要根據實際情況縮短。在這其中利用相應的型號來對頂板離層位置進行具體監測，及時收集在這其中所產生的數據，并且將數據傳輸到相應位置的。通過對這些位置的具體分析，能夠很好的明確在這其中所出現的變形問題。了解頂板的情況，為巷道穩定性的分析提供相應幫助。

1.3 錨桿應力監測

在安裝錨桿和傳感器的時候，也是50m安裝一組，如果發現地段較為復雜，就適當的將距離縮短[2]。對于巷道的變形問題，在監測過程中每80m設計一個斷面，如果發現地形異常，就適當的縮短距離。對于鉆孔的監測需要離孔洞200m左右的位置，并對其進行均勻布置，確保監測點的合理。

2 頂板活動規律

2.1 直接頂垮落和頂板屬性

在工作面施工過程中，18m左右，直接頂垮落，而在25m的時候，其通過支架后的高度在4m一行。根據頂板相關指標，就能夠看出工作面的直接頂為二級，初步垮落布局為0.5m。

2.2 老頂初次來壓布局和屬性

在工作面施工達到55m的時候，工作面老頂初次來壓，而且壓力非常明顯。在這其中能夠發現高采煤工作面上方的懸漏空間明顯增大，并且工作面巖層會出現大量的結構損問題，這就會對煤壁造成影響。

2.3 兩幫和頂底板變形

在這其中因為煤層較為堅固，所以煤壁的變形程度并不明顯，只是局部出現問題[3]。而在這其中的兩幫則能夠為大采高開采提供更好的幫助，確保在這其中支護的穩定，讓施工速度更快，煤壁的片幫的深度和長度都能夠有很好的減少。

2.4 液壓支承里變化

在工作面施工35m時，兩側壓力開始增加，隨著施工進度不斷增加，那么壓力也在不斷增加。在工作面距離壓力測試孔8m位置的時候，其壓力值達到最高。

3 礦壓監測數據分析

3.1 綜采工作面支架工作阻力監測數據分析

在大采高綜采工作面布置液壓支架和礦壓監測設備，如圖2所示，對其所收集到的數據進行具體分析能夠了解到，大采高綜采工作面的支承壓力的范圍在50m左右，較為明顯的為25m左右[4]。丁梅初垮距離為8m，初次來壓動載系統為1.5，工作面在這過程中會沿著相應的方面出現不同的特征。所以，就能夠說明工作面的各個部分都會受到周期壓力的影響。

3.2 頂板離層報警數據監測分析

如圖3所示，在表面1.5m處和3m處兩個監測點并沒有監測到相應數據，數據還是初始0。那么就說明在頂層里一些位置并沒有出現明顯的壓力。在距離表面8m位置的監測點，并沒有監測到離層量。但是，在距離綜采面1.5m的位置，其離層量相比于基礎數據在不斷增加，最終其數據為18mm。這樣就能夠看出，對于頂板離層來說，主要是由粗粒砂巖、泥巖與頂層接觸面處發生離層情況。

3.3 錨桿應力監測

對于錨桿來說，在工作面回采過程中會受到相應的壓力，在靜力的作用下，錨桿的受力并沒有發生明顯的變化，但是隨著工作面綜采隊不斷深入，在這其中就會受到工作面擾動的影響，進而壓力不斷增大。受到靜力的壓力為3kN，隨著工作面不斷增加，其壓力也在不斷增大，巷道的最大壓力能夠達到20kN，只有在頂板破碎區負荷較大的時候，其利用單體支柱對其進行作用后，單體支護會出現變形問題。在回撤過程中，錨桿會受到較大的壓力，這對于巷道的支護工作有一定的影響。

4 結語

總而言之，在綜采工作面安裝監測設備，能夠更好了解到其內部的礦壓情況，并且將巷道圍巖的變形情況及時的傳輸到機械上，這對于巷道設計和施工都有著非常大的幫助。通過對回采期間頂煤壓力數據的分析，來保證生產的合理，還能夠在這其中合理控制頂板，防止出現漏頂問題，更好的保證生產安全。但是，在這其中需要注意要根據現場實際情況來選擇適合的液壓支架。在這其中為了防止煤體出現較為明顯的變形，就應該在這其中設計合適的錨桿，并且確保其長度合理。

參考文獻：

[1]呂生龍.大采高工作面礦壓顯現特征及支架適應性研究[J].煤礦現代化，2019（05）：130-132+135.

[2]高建.大采高綜采工作面礦壓監測分析與應用[J].內蒙古煤炭經濟，2019（01）：41-42+28.

[3]秦培建，鐘超.大采高薄基巖綜采工作面礦壓及地面觀測與分析[J].內蒙古煤炭經濟，2018（07）：144-145.

[4]王志國.東灘礦自動化大采高綜采工作面頂板運動規律及控制研究[D].青島：山東科技大學，2018.