顶板离层观测操作规范

朔州中煤矿业有限公司顶板离层监测操作规范

二○一○年九月

目录

第一章总则 (1)

第二章顶板离层监测的原理及仪器 (2)

第三章测站布置 (4)

第四章顶板离层仪安装及观测记录 (5)

第五章数据处理和分析 (7)

附录 (10)

附一、顶板离层仪牌板 (10)

附二、顶板离层监测记录表 (10)

附三、顶板离层监测记录呈报表 (11)

附四、顶板离层监测——巷道失稳预报表 (12)

第一章总则

第1条制定本规范的宗旨是规范各煤矿煤巷、半煤岩巷顶板离层观测，提高顶板离层监测水平、有效预测巷道顶板事故、确保巷道施工、使用安全。

第2条锚杆支护巷道围岩活动具有隐蔽性，巷道顶板离层、下沉、冒落等破坏失稳一般没有明显的预兆，不易被人们察觉，其危害性较为严重，故采用锚杆支护的煤巷、半煤岩巷都应该进行日常巷道矿压与顶板离层监测。

第3条监测目的是方便井下人员随时观测巷道围岩活动情况，发现异常及时采取措施，保证安全生产。同时通过监测也可以获得围岩稳定状况的信息，为修改、完善支护设计提供依据。

第4条本规范是根据《煤矿安全规程》相关规定，参考国家标准《巷道矿山压力显现观测方法》（MT/T878-2000）和相关书籍《煤巷锚杆支护》、《煤矿巷道锚杆支护技术》、《矿压的监测与研究》，结合国内外巷道矿压监测的相关技术资料而制定的。

第5条本规范未涉及的技术问题或未详细展开项目，应按国家、行业主管部门和中国中煤能源集团公司有关规范及规定执行。

第6条本规范为顶板离层监测的一般性规定，各煤矿可依据该规范制定本单位的顶板离层监测管理办法。

第7条本规范适用于朔州中煤矿业有限公司所属各煤矿煤巷、半煤岩巷顶板离层监测。解释权归朔州中煤矿业有限公司。

第二章顶板离层监测的原理及仪器第8条狭义的顶板离层是指岩层中各分层层面间的相对分离量，广义顶板离层指顶板岩层中一点与其正上方一定深度岩层中某点的相对位移量。实际顶板离层监测中指广义顶板离层，一般将其划分为锚杆锚固范围内离层和锚固范围外离层。

第9条顶板离层监测通过安装顶板离层指示仪来实现的。该仪器一般有两个测量基点，一个基点固定在深部稳定岩层上（深基点），另一个基点固定在与锚杆端部深度相同的围岩上（浅基点）。通过测量两个基点与顶板表面相对位移的变化可获得顶板总离层值，以及相对于深基点的锚固范围之外的离层值与相对于浅基点锚固范围内的离层值。

图1 顶板离层监测原理图

第10条顶板离层量日常观测主要是依靠顶板离层量危险临界值来判断顶板是否有垮落的危险。顶板离层临界值是指巷道在正常使用情况下所允许的顶板离层的范围。

第11条离层临界值因地质条件、采动影响等因素不同而异。各

矿应根据本矿条件，经过试验研究确定具体条件下的顶板离层临界值。

第12条顶板离层量的临界值都有两个，即锚杆锚固范围内临界值、锚固范围外临界值。前者可根据锚杆有效伸长量来确定，但实际中临界值一般远小于锚杆有效伸长量；后者可通过理论计算或实际观测确定，实际观测指巷道顶板发生垮落现象时，取此处顶板离层量作为预报危险的临界值，如果在所观测巷道中没有顶板垮现象发生同时也无类比经验参数时，则可根据经验预设一个量值较小的离层量作为准临界值，并在观测过程中逐步修正。

第13条顶板离层仪一般由孔内固定器、位移传递装置和孔口测读装置3部分构成。国内外的顶板离层监测仪可以分为两类：一类是结构较为简单的纯机械式顶板离层指示仪，另一类是借助电器元件以声光两种方式报警的顶板离层报警仪。机械式顶板离层仪以其价格低、简单、易用被广泛使用，常见的机械式顶板离层仪有两种，如图2所示。

（a）竖管式（b）横管式

图2 机械式顶板离层仪

如图2（a）所示离层仪的测读装置为两个垂直度不锈钢管，在重力作用下自然下垂，当顶板发生离层时，管1、2与顶板表面发生相对位移。管2与浅基点相连，其刻度变化表示锚固范围内的顶板离层量；管1与深基点相连，其刻度变化表示锚固范围外的顶板离层量；总离层量为二者之和。

如图2（b）所示离层仪的测读装置为带有两个游标的水平刻度管。游标与弹簧相连，自然状态下总是分别向两侧零位移动。当顶板发生离层时，与深基点相连的游标1向右移动，其刻度变化显示顶板总离层值；与浅基点相连的游标2向左移动，其刻度变化显示锚固范围内的离层值；锚固范围外离层值为二者之差。

第三章测站布置

第14条地质生产条件单一的巷道，测站间距为50m±5m。

第15条一条巷道中，当地质生产条件差异明显地段的长度大于20m时，该段巷道内至少应增设1个测站。

第16条断层及围岩破碎带、顶板淋水，应力集中区、交岔点、硐室等特殊条件下的巷道处需另增设测站。

第17条在测站内，顶板离层仪布置在巷道宽度中间，交岔点顶板离层安设位置为其交中，深基点应固定在锚杆上方稳定岩层内300mm以上，无稳定岩层时，深基点在顶板中的深度，原则上深基点固定在锚索端部深度相同的位置，深基点线长不足达到锚索长度时，一般不低于巷道跨度的1.5倍（一般在5~6m外），浅基点

固定在锚杆端部深度相同的位置。切眼离层仪按设位置：原则上按在主副切眼的正中，上下交中各一套外，其它按间距30m±5m布置，若主切眼施工过程中，发现顶板压力显现明显时，主切眼施工时，离层仪按到主切眼正中，副切眼刷大时重新按设顶板离层仪，安设位置为主副切眼中。

第18条顶板离层指示仪应按规定间隔紧跟掘进工作面及时安设，以便监视顶板变形的全过程。其滞后距离距迎头不超过60米。

第四章顶板离层仪安装及观测记录第19条在巷道顶板垂直岩面打一个钻孔，钻孔直径28mm （根据实际购买的产品不同进行调整），钻孔长度为设计的深基点长度。

第20条安装顶板离层仪，首先将带有较长不锈钢钢丝的孔内固定装置（深基点），用安装杆推到设计位置，抽回安装管；再将另一个带有较短不锈钢钢丝的孔内固定装置推到锚杆端部的位置。将两根不锈钢钢丝与孔口测读装置相连。如果孔口过大，则在孔壁垫上木板片，使孔口测读装置能够牢固地固定在孔口。

第21条安装固定测绳时，测绳要拉紧、并且固定牢固。原则上巷道高度超过3.0m时，深、浅基点初始读数为零，巷道高度低于3.0m时，深、浅基点初始读数可大于零。

第22条顶板离层指示仪安装后即可测读顶板离层值。孔口