51109综放工作面矿压观测实践

２ 支 架 载 荷 观 测
根 据 观测 目的 布置 测 点 ， 求 用 较少 的人 力 和 要 设备 完 成 预定 观 测 任 务 。一 般 综采 工 作 面 设 置头 、
时刻 有基本 顶 断裂 引起 的反 弹 、 压缩 信 息 。
中、 尾三个测 区， 中部测区应选在工作面线的正中，
３ 观 测 数 据 的 日常整 理 与分 析
３１ 综 采支 架立柱 载荷 的整 理圈 ．
般 情况 下 ，应 尽 量在 曲线 的拐点 处 取分 点 ，
分割 点越多 ， 计算 越精 确 。为简化 计算 ， 取五 个左右
的分 点 即可 。 曲线 变化 的幅度 不 大时 ， 分点 再 少点
也可 以 。
ｌ ２ ＋ｔ ＋… ＋￡ ‘
・ 支架编 （ ９ ） １ ， ４
圈 ， ｆ Ｊ ｈ 仪
式 中 ：＋：．ｔ为每一 曲边 梯形所 对应 的持续 时 问 ， ｔ ． ｌ＋ ・ ｈｐ、。 ；。 …Ｐ 为不 同时刻 立柱 Ｔ作 阻力 ， Ｐ 。 Ｐ Ｍ ａ
一
图 １ 圆 图 自记 仪 观 测分 布
１支 架初 撑 力 Ｐ ： 指支 架 移架 后 的初 始 工 作 ） 。系
阻力 ，它 的大小 与乳 化 液泵 站 的工 作压 力 有关 ， 且
受管路 阻力 和操作 质量 等 因素 的影 响 。支架 整架初
１头区工作 阻力数据分析问 以观测 时间为横 ） ：
坐标 ， 以初 撑力 ｐ， 环 末 阻力 Ｐ 、 间加权 平 均阻 ｏ循 时
一
初撑 力
～ 最大 １作 阻 力 ：
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２ｔ ． ｌ ， ｉ 一 ］
ｌＦ ｂ ’ｅ
ｔ Ｉ 加权 甲均 阻 力 ｌ＇ ｔＪ ，￣ ］
第５ 架 支 护 阻 力分 布
该测 站 共 经历 了 ３次 周期 来 压 ，即 ２ ０ ０ ９年 １ １ 月 １ 日、 月 ｌ １ ９日和 】 ２ 日，顶板 来 压 周 期 为 １ 月 ９ ０ｄ
时 加 权 、‘ ｌ均 力 Ｐ ， ｔ
图４ １ ２和 １ ３支 架支 护 阻 力分 布
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２ 单 排 １０ｍ， 风单 、 ０ｍ， ２ 进 双排 均 为 ２ Ｉ 行 超前 ０１进 Ｔ
支护 。
工 作 面所 有 液 压 支 架 前 后 立 柱 均 安 装 了 圆 图 自计仪 。观 测期 间 ， 设专 职 观测组 成 员负 责 ， 在记 并 录纸 上标 明架 号 、 别 、 柱 日期 ； 时检 查 仪 器 仪表 的 按 工 作 情 况 ， 时 更换 坐 标 纸 ， 对 当 班 煤 壁 、 及 并 支架 、 顶 底板 及 两 巷 压力 显 现 变化 情 况 进行 记 录 ， 所有 数 据 和压 力变 化 的观 测情 况均 记入 “ 压观 测 台帐 ” 矿 。
３ ５
山 西煤 炭 Ｓ ＮＸ ＨＡ Ｉ ＣＯＡＬ
第３１ 卷
第４ 期
图１ 所示 ，分别在 头区 的 ｌ ２号 、３号 ，中区的 １ ５ ０号 、 １ 、２号 ， 区的 ９ ５号 ５ 尾 ２号 、３ 、４号 支架前 ９号 ９ 后 柱分别 安设 圆图压力 自记 仪观测 支架 载荷 ，圆图 自记 仪 的编号 方式 是距 离工 作面 近 的编号 为 （ ， ） 后 １
３２ 工 作面 工作 阻力数 据分析 及评 述 ．
支 柱 工作 阻力 是 反 映 工 作 面 支护 性 能 和支 护 效 果 的重 要 指 标［ 工作 阻力 分 析 主 要讨 论 支 护 阻 ；
图２ 圆 图压 力 自记 仪 记 录 的 Ｐ ｔ 线 —曲
力 的大小 和分 布 规律 ， 以及影 响支 护阻力 的主要 因 素等 。
左右 。
４ 结论 和建议
ｃ 妥 善
１ ）顶 板运 动 规 律特 征 。周期 来 压 的周期 一 般
第３ 卷 第４ １ 期 ２ １ ４ ０ 年 月
ＶＯＩ３１ ． ＮＯ ． ４
山 西 煤 炭 ＳＨ ＸＩ ＡＮ ＣＯＡＬ
Ａｐｒ ２０１１
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ）４ ０ ３ — ４ １７ — ０ ０ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １
５ １９ １０ 综放工作面矿压观测实践
圆图压 力 自记 仪记 录 的 ｐ ｔ － 曲线见 图 ２ ，包 含 了 丰 富 的 内容 ， 个 生 产 班 内支 架 的初 撑 力 ， 荷 每 载 的最 大 、 最小 值 ， 还可 显示顶 煤放 出 的时段 。
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毛２ ０
Ｐ。 ０
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图 ３ 工作阻力与时间 ｐ ｔ － 曲线
ｐ ｏ∑Ｑ ＝， ｔ ． ・ 一
Ｉ＝ ｌ
式 中： 支 架初撑 时立柱 油缸高 压侧 的压力 ， Ｑ为 ＭＰ ； ａＺ为支 架立 柱数 目。
３ ６
２ 中区工 作 阻力 数据 分析 ： 图 ５看 出 ： ） 由 首先 ，
第３ 卷 第４ １ 期 ２ １ 年４ ０ １ 月
５ ９工作 面 位 于焦 家寨 煤 矿 ，采 用综 采 放顶 ０ １ １ 煤 采 煤 法 开采 ５号煤 层 。直 接顶 为 页岩 ， 度 １ ． 厚 ０ ４
Ｉ Ｉ， Ｔ
架、 架、 移 升柱 等 步 骤循 环 动 作 ， 通过 支 架 的工 作 并
与 活动 状况 综 合 反 映工 作 面 割煤 、 煤 、 架 、 顶 装 移 放 等 Ｔ序 环 节 ， 顶板 岩 体 运 动也 随着支 架 与 循 环动 作 发 生规 律 性 变 化 ； 板 岩 体 运 动 形 成 的压 力 ， 以 顶 可 通过 液 压支 架 的各 种 变 化显 现 出来 ， 作 面支 护 质 工 量也 是 通 过 液 压 支 架 的工 作 质 量 和 活 动状 况 反 映 出来 。因此 液压 支架 是综 采 工作 面矿 山压 力显 现 与
读取 。
式 中 ： 为循 环 末 立 柱 油 缸 高 压 侧 的 压 力 ， ａ Ｑ ＭＰ ；
Ｚ为支 架立柱 数 目。 ３ 时 间加权 平 均 阻力 Ｐ ： ） ， 系指 一 个采 煤 循 环 内
以时 间为加 权计算 的平 均工 作阻力 。将 圆图纸上 的 ｐｔ － 曲线 在 直 角坐标 下 展 开 的工作 阻力 与 时 间 的关
一
放， 日循环 进 １ ．ｍ。支 护选用 Ｚ ３ ０ ／６２ ８ Ｆ １ ０１／６型支
撑掩 护 式低 位放 顶煤 液压 支 架 。下 端 头过渡 支架 选 用 Ｚ ３ ０ ／７５２ Ｇ ６ ０１ ． ７型 １ 。 端 头使 用 Ｄ 一 ８型单 ／ 架 下 Ｚ２ 体液 压 支柱 ， 配合 ４ｍ长 兀 型钢 梁 四柱八 梁 对梁 支 护 。回 、 风顺 槽 超前 支护 ， 用 Ｄ 一 ８型单 体液压 进 使 Ｚ２
支柱 ， 合 ２２ｍ长 Ⅱ 型钢 梁一 梁 三 柱 ； 配 ． 回风 双排
观测 计量 的一 个基 本单 元 。把液 压支 架作 为 支架质
量 监 测对 象 ， 围绕 液 压 支架 工 作循 环 有 关数 据 作 为 监 测数 据记 录 的基础 也 是合 理 的Ｉ “ 。
在井 下支 护 过 程 中 ， 由于受 到 多种 主观 和 客观
胡 福 恩
（ 同煤 集 团 轩 岗 煤 电公 司 焦 家寨 煤 矿 ， 山西 原平 ０４０ ） ３ ３０
摘
要： 文章针对轩 岗煤 电焦家寨煤矿 ５ １ ９工作 面进行 支架栽荷观测 ， 用安 装在 综采液压支架立柱上 的圆图 １０ 利
压 力 自记 仪 进 行 支架 工 作 阻力 的描 绘 ， 集并 整 理 支 架初 撑 力 、 大 工 作 阻 力 、 间加 权 平 均 阻 力数 据 ， 出顶 板 周 期 收 最 时 得
因素 的影 响 ， 架所 能 给 予 顶板 的实 际支 撑 能力 比 支 标定 的额定 工作 阻力 要 小 。因此进 行工 作 面支 架载 荷 观测 是 支架 选 型 、 支护参 数确 定 和 回采 工 艺优 化
的前 提 Ｉ Ｉ 。 支 架载 荷 是 指 实测 支 架所 承 受 的 载荷 ， 括 实 包
２ 循环 末 阻 力 Ｐ ： ） 系指 循 环末 移架 前 的工 作 阻
力 ， 常情 况 下 ， 环 阻力 为 循 环 内的最 大工 作 阻 正 循
力 ， 总阻力 可 由下 式计算 ： 其
Ｐ＝ Ｑ ．
ｉ＝ １
侧为 ０ ，例 如 ９ ０ 表示 圆图压 力 自记仪 安设 在 ９ ２ ４１ ４ 号支架距 离工作 面近 的前柱 上 ，便 于标 记 和数据 的
来压特征 ， 并提 出有效控制顶板的建议 和措施 。
关 键 词 ： 压观 测 ； 板 ； 架 ＿ 作 阻 力 矿 顶 支 Ｙ －
中 图 分 类 号 ：Ｄ ２ Ｔ ３６
文献标识码 ： Ａ
综 采 工作 面 的 主要 支 护 设 备是 液 压 支架 ， 支 是 架 顶板 的一个 基 本 单元 。随 着液 压 支架 的支 撑 、 降
实 际 观察 中 ， 基本 无 伪 顶存 在 ； 顶为 中细砂 岩 ， 老
厚 度 ５６１， 板 为 细砂 岩 ； 层 倾 角 ７ ～１。 ， ．Ｔ底 Ｉ 煤 。 ２ 煤
层 厚度 ９１ ～１ 平 均厚 １ Ｔ ２ｍ， Ｉ １ ｍ。工作 面采 高 ２５ １ ． Ｉ， １ 倾斜 长 约 １７ｍ。采用 “ 八 ” ２ 三 制作业 ， 、 班生 产 ， 早 夜 中班检 修 。早班 正 规 循 环 为两 刀 一放 ， 班 为一 刀 夜
系曲线 （－）可以计算 Ｐ， ｐ ｔ， 其值 为曲线下所包围的
面积 除以受力 的总时 问（ 图 ３ 。 见 ） 为简化 计算 ， 可将 曲线包 围 的面积分 割成 几个 曲边梯 形近 似求得 ：
，
ｎ —
Ｑ ｉＱ ± ．！ ± ２ ±：： ：！ ！ ： ± ！ ！ ２ ：：Ｑ ＝ ２ ！ ‘： ±
尾、 头分 别距 回风 、 输平 巷 １ 运 ０ｍ～１ ｍ。每 个测 站 ５
１ 工作 面概 况
收 稿 日期 ：０ ０ １ — ６ ２ ｌ— １ ０
内设 ３条测 线 ， 布置 于相 邻 的 ３ 支 架上ｌ 架 １ 。
作者 简介 ： 胡福 恩（ ９ ３ ）男 ，ｈ １７ 一 ， ｔ 两原平 人， 助理工程 师 ， 从事煤矿 生产管理及 技术工作 。
山西 煤 炭 Ｓ ＮＸ ＯＡＬ ＨＡ Ｉ Ｃ
ＶＯＩ３１ ． ＮＯ ． ４ Ａｐｒ ．２０１１
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测 的初撑 力 和 当时支架 载 荷 。液压 支架 载荷 记 录一 般采 用 圆 图压 力 自记 仪 ， 实 现 连续 自动 记 录支 柱 可
内压 力 。
由于液 体 具 有不 可 压 缩性 质 ， 只要 顶板 有 微 量 的反 向运 动 或 者 沉 降运 动 ， 自动记 录 曲线 就会 出现 “ 台 阶” “ 台阶 ” 负 或 正 变化 ， 以是 一 种稳 定 可 靠 的 所 顶 板 反 弹量 和沉 降量 的放 大装 置 ， 自动记 录 任何 能
撑 力可 由下 式计算 ：
力 Ｐ 为纵坐标 ， 绘制出支护阻力沿工作面推进方向
的分布 曲线 （ 图 ４ 。由 图 ４看 出 ： 先 ， 测 站共 见 ） 首 该 经 历 了 ３次周 期 来 压 ，即 ２ ０ ０ ９年 １ １ 月 ２日、 月 １ ２ １日和 １ ３ 月 １日， 板来压 周期 为 １ 顶 ０ ｄ左右 。