矿山压力监测系统在综采工作面中的研究应用

甚 至在煤壁 内发生折断和垮 落 ， 随工作面的推进老顶 这种垮落现象周而复始的出现 ， 这 种 老 顶 周 期 性折 断
或 垮 落 的矿 压 显现 成 为老顶 的周 期来 压 。 综 采 工 作 面矿 山压 力 监测 系统 是 由安装 在 工 作 面 的压 力表 和 压力 表 数据 采 集 器 以及 一套 矿 山压 力 监测 软 件构 成 。工 作面 的压 力表 能记 录 工作 面每 ５ ａｉ ｒ ｎ 的来 压情 况 ， 每３ ～５ ｄ ， 丁作 人 员 通 过 数 据 采 集 器 将 综 采 工 ＿ 作 面压 力 表 里 的数 据 采 集 出 来 带 至地 面 ， 再 将 采 集 器 里 的数 据 上 传 至 电脑 矿 山压 力监 测 系统 软 件 中 ， 就 能
关键 词 ： 周期 来 压 ； 矿压； 监测 监控
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ３ ２ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ １ ０ １ — ０ ２ 近 年来 ， 随着 煤 炭科 研 力量 的逐 步强 大 ， 科研 技 术 的快 速 提 高 ， 综 采 工作 面在 中小 煤 矿 得 到 了 空 前 的发 展， 其 高 效 高产 和 安全 系数 增 大 是 综 采 工 作 面 日益 普
及 的主要 原 因 。研 究综 采 工作 面 就必 须 研究 综 采 工作
律， 为综采工作面的生产提供帮助。
１ 工作 面概 况
鹤煤八矿 ３ ０ ０ ４工 作 面 位 于 三水 平 中央 采 区工 作
面， 煤层为二叠 系山西组二 煤层 ， 煤层 底板标高 为 ：
４ ５ ７ ～５ ３ ５ ｍ， 地面标高 为 ： １ ３ ６ ｍ， 埋深 ： ５ ３ ９ ～６ ７ ｌ ｍ。上
２ ０ １ ４ 年第 ３ 期
西 部 探矿 工程
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矿 山压 力监测 系统在 综采工作面 中的研究应用
张亚楠
（ 鹤 壁煤 电股 份 有 限公 司八 矿 ， 河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要： 准确预报综采工作面周期 来压 ， 对工作面的安全生产有十分重要 的意义， 根据综采工作面矿 山压 力监 测 系统 中的数 据 ， 分析 出顶 板周 期 来压 的规 律 ， 对 工作 面顶 板 周期 来压 情 况进 行 及 时的预
色， 性脆 ， 较致密 ， 含植物化石碎片 ， 具滑面 。老顶为中
粒 砂岩 ， 厚度 ２ ． ６ ｍ， 深灰色 ， 中粒 ， 以石 英 为 主 ， 层 面含 炭 质 及 白云母 碎 片 ， 具 波状 层 理 ， 裂 隙充 填 方 解 石 脉 。 直 接底 为泥 岩 ， 厚度 １ ． ２ ５ ｍ， 深灰色 ， 含 植 物化 石 碎 片 。 老底 为 细粒砂 岩 ， 厚度 ５ ． ３ ｍ， 深灰 色 ， 细粒 ， 成 分 以石英 为主 ， 次 为长 石 ， 含 白云母 碎 片 及 泥 质 条带 ， 层 面 含炭
部为 ３ ０ ０ ２未 开采 的 ３ ０ ０ ３ 工作面 ， 北边 是 未 开采 的 ３ ２ ０ ３ 工作
面 。工作面走向长 ２ ０ ０ ｍ， 倾斜平均长 １ ２ ５ ｍ， 煤层倾 角
为２ ８ 。 ， 二 煤 层 走 向ＮＥ转 向 Ｎｗ ， 倾向Ｓ Ｅ转 向 ＮＥ， 工 作 面开 采煤 层 为 二叠 系 山西 组 二 煤层 ， 层位 稳 定 。伪 顶 为砂 质泥 岩 ， 厚度 为 ０ ． ３ ｍ， 层状 结构 ， 较 易脱 落 ， 局部 为石英砂岩 ， 坚硬 ； 直接顶为泥岩 ， 厚度为 ３ ． ０ ｍ， 深 灰
面 的矿 山压 力 监 测 系 统 ， 通 过 对 监 测 系 统 的研 究 来 了
解和掌握综采工作面周期来压 的规律 ， 为丁作 面周期 来 压提 供准 确 预报 。 周期来压是指直接顶初次垮落后随工作面的继续
推进 ， 工 作 面上 方 的老 顶 岩层 将呈 悬 露 状态 ， 此 时 上覆
作者简介 ： 张哑楠 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 河南浚县人 ， 助理 丁程师 ， 现从事采煤技术管理１ 作。
对井下综采工作面的周期来 压进行监测 ， 比较直观地 掌握工作 的来压情况 ， 通过分析研究 Ｔ作面 的来 压规
￥ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ — ０ ９ 修回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ —１ ４
始下沉并塌落 ， 形成周期性的规律 ， 所以随着工作面的 不 断 回采 向前 推进 ， 矿 山压力 呈现一 定 的规 律性 。
测， 结合 预测 的 结果 在周 期 来压前 采 取适 当的措施 ， 可 以避 免 工作 面 因周期 来压 发 生项板 灾害 ， 保 证 工作 面 的安 全 生 产 。对 鹤 煤八 矿 ３ ０ ０ ４工作 面周期 来压 期 间矿 山压 力监 测 系统 中数 据 的分 析 ， 总结 了周期 来压 期 间各项 数据 指标 的 变化规 律 ， 为今 后 工作 面周期 来压 的预 测提 供 了依 据 。
岩层 的重量将 由老顶的悬臂 直接传递给煤壁 ， 部分上
覆 岩 层 已经 折 断 的老顶 重 量将 直 接 压在 已经垮 落 的矸 石上 ， 采 煤 工作 面 空 间处 于老 顶 悬 梁 的保 护 之 下 。 当 采煤工作面继续推进 ， 老 顶 悬 露 的跨 度 达 到 一定 长度 时， 老 顶 在其 自重 及上 覆 岩层 载 荷 的作 用下 ， 将 沿煤 壁
质， 具交错层理 ， 裂隙充填方解石脉 。随着工作面的回
采， 老 顶 比较牢 固 ， 在 采 空 区常 维持很 大 的悬露 面 积而
不塌落。但是 ， 如果一旦塌落 ， 则面积很大 ， 而且压缩塌
落 区 内空 气形 成 巨 大 的冲击 波 ， 摧毁 力 很 大 ， 极 大 增 加 了工 作 面的应 力 。故 老顶 悬空 面积达 到一 定程度 后 ， 开