矿山压力监测重点

矿山压力监测仪器的分类：按工作原理：机械式监测仪器、液压式监测仪器、电磁式监测仪器、声学式监测仪器。

按被测对象：位移、应力或应变、载荷
矿山压力的研究方法：数学力学分析方法、相似实验模拟试验方法、现场监测方法
矿震：矿区范围内有震感的动力现象
冲击地压：采场与巷道周围的灾害性动力现象
微地震：采动时引起岩体破裂时产生的动力现象
顶板破碎度：顶板垮落面积占监测范围内顶板面积的百分数
端面顶板破碎度：表示端面无支护空顶范围内的顶板破碎程度
顶板垮落灵敏度：将端面悬顶宽度为1m时的端面顶板破碎度
初撑力：指移架后的支柱初始阻力，大小取决于泵站的工作阻力
循环末阻力：指循环末支架前的工作阻力，为循环内的最大工作阻力。

支护强度：指支架对顶板的支护阻力与支护面积的比值
底板比压：单位底板面积上所能承受的最大压力
动压系数：动压系数是指历次来压时和非来压期间支护阻力平均值的比值，动压系数反映了老顶来压的强弱
动压现象：煤与瓦斯突出、顶板大面积来压、冲击地压
冲击地压：是指在矿井开采过程中，井巷或采场周围岩体在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能突然释放而产生的急剧、猛烈的动力现象。

顶板动态法：顶板动态的前兆主要是通过监测顶板的运动状态、支承压力显现范围及峰值位置来预测冲击危险。

钻屑法：钻屑法是通过在煤层中钻小直径钻孔（直径42mm～50mm），根据钻孔在不同深度排出的煤粉量(重量、体积和粒度)及其变化规律以及有关动力现象判断冲击危险的一种方法。

钻屑法的原理是通过测量钻孔煤粉量的大小以确定相应的煤体应力状态。

微震监测技术：是以岩体破裂的被动监测作为监测目标，通过定位和能量计算得到岩体破裂的位置和破裂尺度，为各种应用提供基础数据
微震监测原理：岩石在应力作用下发生破坏，并产生微震和声波
定位原理：在破裂区周围的空间内布置多组检波器实时采集微波数据，经过数据处理后，应用震动定位原理，可确定破裂发生的位置
应用原理：岩层破裂发生在应力差大的区域，因此，岩层破裂区总是与高应力差区域相重合，并与高应力区域接近
矿山压力监测定义：利用矿压仪表实测采场及巷道的围岩应力分布特征、围岩变形和位移、顶底板破坏特征、支架受载及压缩等一系列矿山压力显现现象，并采用合理的数学方法对各种矿山压力显现监测信息进行分析，总结采场及巷道矿压显现规律，预报矿压显现的发展趋势
矿山压力研究的目的：为了揭示矿山压力分布及其显现与岩层运动的基本规律，确定具体地质与开采条件下的特征参数，并建立采场、巷道支架与围岩之间的相互作用关系，以进行采场和巷道围岩控制设计。

矿山压力监测的任务：1掌握采场上覆岩层运动规律，确定需控岩层范围，建立采场支架与顶板的相互作用关系，进行基本顶来压的监测预报。

2划分采场煤层直接顶的类别和基本顶的级别，为支架选型和确定其合理技术参数提供依据。

3对正在使用的新型支护的适应性进行考察。

4研究分析采场底板破坏规律，对工作面底板进行分类。

5研究掌握采动影响和支撑压力的分布规律。

6掌握巷道围岩活动规律和变形规律。

7对采用的新工艺、新技术进行资料积累。

8对采掘工作面进行支护质量监测。

9解决矿山压力与围岩运动控制方面的难题。

10研究冲击地压等矿井动力现象的综合防治技术。

矿上压力测试在实际工程中的意义：1 控制矿山压力要切实有效地控制矿山压力，必须对矿山压力进行监测，但这都必须是以矿山压力基本理论为基础的； 2 矿山压力观测与生产
关系十分紧密，研究顶板来压规律，进行顶板来压预测预报，合理进行支架和采煤机械选型，确定采煤工作面的支护形式和支柱密度，研究采动影响规律以改革采煤方法等，都需要进行矿压观测。

3 实验室研究及数学力学研究所需的原始参数都来自观测，而对某成果进行验证，也离不开矿压观测。

4 矿山压力研究对合理开采煤炭资源、促进矿井安全生产和正常生产、提高经济效益等具有重大的理论意义和现实意义，也是采矿工程理论发展、开采技术进步和高产高效矿井建设的需要。

矿山压力监测步骤：1准备工作：包括收集监测工作面内的地质资料和生产技术资料；根据监测目的和任务确定监测内容、监测方案和测区布置系统，制定矿山压力监测计划；培训监测人员；准备矿压监测仪器、工具及井下监测所必须的数据记录和整理表格。

2日常监测：(1)监测人员明确矿压监测的目的、意义和任务，正确使用监测仪器，明确监测数据的用途，观测数据必须在井下及时记录，严格执行井下交接班制度（2）资料处理：及时整理资料，保证井下原始资料的真实性、连续性、准确性。

（3）矿压监测的技术总结：对监测资料进行系统的整理和分析，从中找出各矿压参数之间和矿压参数与地质、生产技术因数之间的关系。

从现象到本质，阐述所监测采场或巷道的矿压规律。

进行矿压观测测前准备主要准备工作：1）收集矿井及监测工作面内的地质、生产技术资料；2）根据监测目的和任务确定监测内容；3）选定监测方案和测区布置系统；4）编制矿山压力监测计划；5）培训监测人员；6）准备矿压监测仪器和工具及井下监测所必须的数据记录和整理表格等。

采场上覆岩层运动与破坏规律监测方法：钻孔电视监测法、钻孔深部基点监测法、地面钻孔冲液法、井下仰孔注水监测法、微震法、电测法。

三量：顶底板移近量、支柱活柱下缩量、支架载荷
三量监测目的：掌握工作面基本顶来压显现特点、步距和强度，了解支柱在井下工作的实际工作状态，掌握顶板运动规律，确定需控岩层范围和参数，分析采煤工作面支架-围岩相互作用关系，为研制支护设备、合理安排工序、合理选择采煤参数、进行顶板控制设计提供科学依据。

阻力与支架的工作特性有哪几种形式：（a）初撑式（b）一次增阻式（c）二次增阻式（d）三次增阻式
P P P P
T T T T t t1t1t2t1t2t3
巷道围岩位移测点有哪几种布置方式：十字布点法、垂线法、网格法、扇形布置法、（多角形位移测量）。

采煤工作面矿压观测报告有哪些内容：
1．观测的目的、内容及方法：说明本次矿压观测的主要任务、内容、采用的矿压观测仪器、测区及测站的布置、观测和记录的方法及日常数据整理方法等。

2．测区地质及生产技术条件：(1)说明观测工作面的地质条件，煤层名称、采高、顶底板岩层组成、各层厚度、岩石强度、裂隙及构造发育程度、倾角、采深等(附综合拄状图)。

(2)说明观测工作面的生产系统、开采要素、工作面周围的开采状况及与采空区的相对位置关系等(附采区巷道布置图)。

(3)说明观测工作面支架型号及参数、支架规格、采煤机型号及工作方式，控顶方式及控顶距，端头支护方式及劳动组织等(附支架布置图及主要技术特征表)。

3．观测结果分析：观测成果的好与坏主要取决于观测计划及手段是否完善、观测工作组织与实施情况。

如果观测目的明确，观测项目针对性强，观测方法和手段得当，观测数据完整且比较准确，运用恰当的数据整理方法，一定会取得满意的成果。

4．结论与建议：结论和建议的主要内容是：工作面矿压显现规律；支架形式与参数的改进建议；对顶板控制的建议，其他需要说明的问题。

煤体上支撑压力分布特征的监测内容：（1）内应力场形成前后支承压力高峰位置；（2）支承压力影响范围；（3）最大应力集中系数；（4）内应力场范围和稳定时间。

顶板来压特征：顶板来压特征包括直接顶初次垮落、老顶初次来压和周期来压特征等。

分析顶板特征的目的在于掌握所观测工作面围岩运动规律，为顶板分类、支架选型、确定顶板控制措施等提供可靠依据。

顶板来压特征包括三个方面：1．来压显现程度2．来压步距3．来压强度
工作面来压预报有哪些内容：a）来压强度1）来压十分明显，除加强支护措施外，撤人。

2）来压明显，针对性加强控制措施，不撤人。

3）来压不明显，加强控制措施，不撤人。

（b）来压时间1）早期预报2）近期预报，20小时左右3）临场预报（临近预报），0.5小时到8小时。

（c）来压地点1）工作面推进方向的步距2）工作面面长方向的分段来压
冲击地压监测的方法有哪些：对比法、钻屑法、地球物理法（微震法、AE法、电磁辐射法、顶板动态法）
顶板管理的实质：对明显影响采场矿压显现的直接顶和基本顶运动进行控制。

顶板的运动监测与报告主要包括哪些：内容包括顶板顶板运动方式和来压预报工作。

其中顶板运动方式是指顶板的破坏类型，来压预报是指顶板来压强度、来压时间、来压地点(1)当巷道各固定点的移近速度变化平缓，且靠煤壁的移近速度大于远离煤壁的移近速度时，顶板此时正处于相对稳定状态。

(2)当巷道固定点移近速度在周期来压前出现一个压缩反弹段、初次来压前出现两个压缩反弹段时，即已监测到顶板断裂现象，且前方断裂线在最近反弹点的煤壁侧附近。

因此，根据监测到的顶板断裂线位置、断裂时间及推进速度，可以预测顶板来压的时间和位置（推进步距），从而做出来压的早期预报。

(3)当顶板断裂后，巷道固定点移近速度将趋于稳定，即监测到顶板处于暂时铰接平衡状态。

(4)当巷道固定点移近速度再上升，或采场顶板下沉速度明显加快时，即监测到顶板开始发生回转运动，可以发出顶板来压的临近预报。

工作面支护质量：工作面支护质量参数主要有两类：一类是位移：即顶底板移近量、支柱活柱下缩量、支柱钻底量等。

另一类是压力：即支柱初撑力和工作阻力。

巷道稳定性状况指标：包括围岩的位移量、破坏范围、岩体内应力场变化等
简述冲击地压预报方法：应该采用多种方法进行综合预测。

一般首先分析地质开采条件，初步评判是否属于下列冲击地压特别危险区：（1）地质构造变动带，包括向斜、断层及煤层厚度和倾角突然变化区域；（2）已发生或邻区已发生过冲击地压的煤层；（3）煤层顶板存在厚度在5m以上、强度大于70MPa的坚硬煤层。

（4）支撑压力影响区，包括回采工作面及其平巷、采空区周围、本层或上方100m内邻近层的遗留煤柱或回采边界、孤岛形或半岛形煤柱等。

在上述分析的基础上，优先采用钻屑法，同时辅以流动地音法和围岩动态法进行冲击地压的监测。

在有条件的情况下，可以采用钻屑法与地音和微震系统检测法进行连续的综合检测。

数据分析处理的可靠程度的判断，观测数据的计算及制表：
矿压观测数据的分析与处理，包括对矿压观测数据可靠程度的判定、观测数据的计算、制表、作图、分析及经验公式的确定等内容。

为什么会出现分段来压：（1)顶板岩性或分层厚度不均匀引起分段来压：当采场长度方向顶板岩性、分层厚度不均匀时，薄弱地段必然先来压，从而造成分段来压（2)断层切割引起分段来压：当采场出现与推进方向平行或斜交的断层时，顶板被断层切割成两个或两个以上基本独立的板块。

由于各板块的尺寸和边界条件不同，来压步距、时间及强度也就不同，因此呈现相应的分段来压现象。

（3）开切眼与推进方向不垂直引起。

因受采区边界条件所限，开切眼与推进方向不垂直，自开切眼推进起逐渐调面生产，菜场上下两端不均衡推进，在倾斜方向上采空区悬顶为上大下小。

因此，采场上部3个实体煤边界采空区中央的顶板弯矩较大，而中下部较小。

采场推进过程中上部先达到极限跨度，顶板必然要先从上部发生断裂来压，再向中部和下部发展。

顶板稳定状况的监测指标有哪些：1顶板破碎度反映了顶板的冒落程度。

包括：（1）端面顶板破碎度；（2）顶梁上方顶板破碎度；（3）顶板总破碎度；2煤壁片帮深度C，指煤帮塌落的最大深度3顶板垮落高度，反映顶板状况的重要指标。

4顶板台阶下沉，采煤过程中，顶板断裂成岩块后由煤壁至采空区呈台阶状向下错动。

需要记录台阶的个数及相邻两个台阶
的高差。

5 工作面控顶区内各种张开的裂隙，按发展方向分为四大类：平行层理的裂隙为kl；垂直层理的裂隙为k2；斜交层理并向采空区倾斜的裂隙为k3；斜交层理并向煤壁倾斜的裂隙为k4。

各种裂隙出现的比率反映顶板控制的好坏。

6 采空区悬顶
顶板统计观测还可包括：顶梁上浮煤、浮矸厚度，区域地质构造，岩性变化，工作面处理冒顶的措施及效果，支架、支柱损坏的情况等。

地应力测量分为直接测量和间接测量，直接测量就是通过岩石的破裂直接确定应力，间接测量是通过测量岩体的变形和物性变化反算应力。

支承压力的监测方法：钻孔液压枕法、钻屑法、钻孔钢弦测力计法、超前巷道位移法、侧向联络巷位移法
底板比压监测方法：（1）测试仪器：静压式底板比压仪（内注式、外注式）和冲击式底板比压仪（2）测试原理：利用底板比压仪对煤层底板进行压强破坏性测试，通过数据收集、分析，计算出底板强度的工作过程。

（3）测区布置：在初次来压和周期来压期间，分别在工作面内均匀选点（沿工作面长度方向总测点数不少于10个），用静压式底板比压仪进行实测。

距开切眼20m、40m处分别设观测线，沿工作面长度方向均匀布置5个点，共计布置10个点。

采区巷道变形与破坏基本形式：1）巷道顶板冒落（1）顶板规则冒落（2）顶板不规则冒落（3）顶板弯曲下沉2）巷道底板变形与破坏（1）底板塑形破坏（2）底板鼓裂3）巷道两帮变形（1）巷道鼓帮（2）巷道开裂与破坏
巷道围岩测点要求：一般安全监测及支护设计分析所进行的观测，则采用简便易行、要求不高的方法。

对整体性支护的巷道，则可在巷道表面用彩色标注测点；对架棚支护巷道，则在棚间完整处标注；对锚网支护巷道，可在紧贴围岩的网上或锚杆盘上进行测点标注。

基本顶厚度的确定方法：井下采用岩层动态观测研究方法确定基本顶厚度，包括确定影响采场的传递岩梁数目和确定各传递岩梁数目的位置和厚度。