采煤工作面第三章

采煤工作面

矿山压力观测

第三章

⏹采煤工作面矿山压力观测

⏹就是利用各种观测仪器或工具，对工作面及四周围岩的应力、顶底板变形与破坏、支柱压缩与载荷、煤壁片帮、支架变形与折损等宏观矿压显现量进行测量与记录，

⏹通过整理分析，从而掌握采煤工作面矿压显现规律，并以此指导生产。

观测内容

⏹围岩应力

⏹工作面状况统计

⏹支柱与支架的载荷与压缩

⏹采空区上覆岩层移动和破坏过程的观测

⏹地板比压的测定

原因

⏹为了更好的生产

⏹法规规定（1987年8月煤炭工业部颁发的《煤矿生产技术管理工作的若干规定》）

二矿压观测工作的步骤

⏹1测前准备工作

⏹1）编写工作面矿压观测计划(地质条件、目的、内容、方法、安排等）

⏹2)人员培训

⏹3)设备检修与调试

（工欲善其事，必先利其器）

⏹4)印制各种观测记录表和日常观测数据整理表及图纸

2现场观测和数据记录

⏹1）现场观测类型连续观测和专项观测

⏹综合观测是从开切眼起，分班连续观测采煤工作面矿压显现参数。直至第三次周期来压为止。

⏹专题观测带有专题研究性质，适合于和科研院所结合开展，专题矿压观测往往是为了查明影响工作面矿压显现的因素或研究某个单项问题，往往需进行专题观测。

⏹2）数据记录要求：

✓（1）明确数据的用途和意义

✓（2）观测仔细，字迹清晰，观测数据要“宁缺勿滥”

✓（3）必要时进行实地素描

✓（4）要及时处理观测中遇到的问题

✓（5）连续观测时，要严格执行交接班制度

⏹3观测总结

⏹1）阶段总结

⏹2）最终总结

⏹现场观测完成一个阶段要及时进行整理、分析和总结。

⏹找出各矿压参数之间及矿压参数与地质及生产技术因素之间的关系，⏹阐述所观测工作面的矿压显现规律，

⏹并以此提出改善顶板控制或改进支架的措施，

⏹汇总写成矿压观测报告。

第二节顶底板移近量和活柱下缩量观测

⏹采煤工作面矿压观测有：顶底板移近量观测；活柱下缩量观测；支柱载荷量观测；顶板状况统计观测，上覆岩层移动状况观测；围岩支承压力分布观测等。

⏹前三个观测项目一般称为“三量”观测，是采煤工作面矿压观测的核心。

第二节顶底板移近量和活柱下缩量观测

⏹一观测区及观测线的布置

⏹满足需要，减少测区

一、观测区及观测线的布置

☐1、统一安排，测区、测线最少，根据观测项目、

目的而定；

☐2、顶底板状况和采高变化较大的采煤工作面，可设上、中、下三个测区。中部测区为重点测区，设3～5条观测线，观测项目要全。

☐3、上、下两测区距区段煤柱距离应大于15m，可设置1～2条观测线，观测项目酌情而定。

☐4、采煤工作面顶底板状况和采高没有显著变化，也可只设中部测区，增加观测线数目即可。

⏹某工作面测区布置如下：沿工作面布置三个测区，即下部Ⅰ测区（3#、20#、40#架），中部Ⅱ测区（60#、80#、100#、120#、140#架），上部Ⅲ测区（160#、180#、199#架）。采用数码连续记录压力计

⏹为掌握大采高条件下工作面和巷道矿压显现活动规律，在邢台某矿的2610工作面进行了工作面支护质量与巷道变形测试

二基点的设置与仪器的安装

⏹仪器：D D J－2.5型测杆、K Y－82顶板动态仪、C－Ⅱ型自记仪。

●注意：

⏹1）根据采高，将仪器安装在顶底板基点之间

⏹2）当采高大于2m时，应将仪器固定在两根支柱之间，以防碰坏。

⏹3）拆卸仪器时，应缓慢松开活杆，以防弹力计将指针、齿轮损坏。

⏹4）对仪器要进行保养，增加其寿命。

三观测方法与记录

⏹1顶底板移近量的观测与记录

⏹安装好后，首先读取初读书，以后按时观测。一般1－2h观测一次。综采面在移架前后各观测一次。直到测点靠近采空区报废为止。观测数据填入下表

2、顶底板移近速度的观测与记录

1）用K Y-82顶板动态仪器或带测速指示器，要用秒表或手表计时；无工序影响时，观测时间间隔为3～10m i n。

2）观测顶底板移近量与工序的关系时，一般由2～3人共同完成。观测范围30米，读数间隔3分钟-30秒。

3活柱下缩量的观测

⏹一般与顶底板移近量的观测同时进行

四观测数据的整理与分析

⏹1单体支柱工作面观测数据的整理与分析

⏹1）顶底板累计移近量S t

⏹测线顶底板移近量平均值S m

⏹测区顶底板移近量平均值S l

⏹2）顶底板移近速度v

⏹3）顶底板循环移近量

⏹4）单位顶底板移近量

⏹5）绘制曲线

⏹6）活柱下缩量的整理与分析

绘制曲线图

⏹根据计算结果可判断造成顶板下沉的主要因素，以此制定减少顶板下沉的措施。

⏹如底板松软、支柱阻力偏低等问题

第三节支架载荷观测

一观测仪器的设置

⏹1单体支柱观测仪器的设置

◆根据工作面单体支柱类型及观测仪器不同，设置方法如下：

◆1)设在支柱的上端或底座下

◆2）直接安设在液压支柱的三通阀处或液压支架立柱的高压腔管路上。

⏹2观测方法与数据记录

⏹先读零读数，使用自动记录仪。

⏹三观测数据的日常整理与分析

⏹（一）综采支架立柱载荷的整理

⏹（1）按观测循环计算支架的初撑力p0、循环末阻力p m、时间加权平均阻力p t和相应的支护强度q，计算结果填入下表6-10

⏹初撑力p0：支架移架后初始工作阻力

⏹循环末阻力p m：循环末移架前的工作阻力

⏹时间加权平均阻力p t：一个采煤循环内以时间为加权计算的平均工作阻力。

⏹支护强度q：支架对顶板的支护阻力与其支护面积

⏹（2）统计支架的工作特性曲线

⏹（3）根据阻力－时间（p－t）曲线，整理安全阀开启数据，结果填入下表

⏹（二）液压支架支护阻力观测资料分析实例

⏹邢台煤矿7205生产条件见p79

⏹由上表图可对该采煤工作面所用的两柱掩护式支架支护阻力及其强度进行评价，具体内容如下：

⏹(1)实测初撑力平均值为l668k N／架．其中大于1600k N／架的占

59.1％，初撑力平均值与额定初撑力的比值为67.3％；最大初撑力为1977k N／架(实测)，比额定值(2480k N／架)低503k N／架。显然，由实测数据看出，支架初撑力偏低。