KJ21矿山压力监测系统应用研究Word文档格式.docx

1、“每个采掘工作面要根据本煤层和邻近采区的地质测量资料和矿压观测资料，包括顶板来压规律、下沉量、下沉速度、压力值等，确定采掘工作面的顶板控制方式、支护方式，作为编制采、掘作业规程的依据。凡是没有顶板观测资料而制定的作业规程，不得审批，新投产矿井、新开采煤层应在生产中逐步积累矿压观测资料”。2009年4月22日颁布的煤矿安全规程第六十七条明确规定：采用综合机械化采煤时，必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦斯涌出量、自然发火倾向和矿山压力等因素，编制设计（包括设备选型、选点）。煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法也明确要求支架立柱，平衡千斤顶、所有巷道必需采用矿压监测系统，

2、对矿压数据进行详细的分析和处理。以上这些相关规定充分说明了矿山压力观测的必要性及在煤矿生产中的地位。1.2 生产实践的需要2 矿压观测目的（1）掌握采煤工作面上覆岩层运动规律，围岩与支架的相互作用关系，并进行顶板来压的预测预报；（2）对采煤工作面直接顶进行分类、老顶进行分级和底板进行分类，为工作面架型选择和合理支护参数的确定提供依据；（3）对采煤工作面所使用的支护设备及采煤设备的可靠性和适应性进行评定，以便生产厂家改进、更新、设计更加可靠的支护设备和采煤机械；（4）确定采动影响范围及支承压力分布变化规律。例如：煤柱尺寸，巷道支护参数及超前支护距离的确定等都需要该方面的观测结果。2 矿压监测内容

3、上覆岩层移动和破坏过程支架工作阻力立柱下缩量、顶板下沉量顶板下沉速度片帮冒顶底板比压。掘进工作面矿压观测：巷道围岩移动观测、支护体受力观测。KJ21矿压监测系统特点3 矿压监测数据分析3.1 实测曲线分析支架工作阻力三种工作状态支架正常工作曲线支架安全阀卸压时压力达到42Mpa，持续时间为130分钟。支架安全阀开启时压力达到44Mpa，持续时间为85分钟。峙峰山矿4215工作面40号支架安全阀连续三个采煤循环开启，长达6小时，开启后顶板压力明显降低。峙峰山矿4215工作面40号支架安全阀连续开启长达8小时支架不正常工作曲线4215综放工作面前后柱受力不均，红色为前柱，黑色为后柱。初采期间支架工

4、作阻力呈降阻状态3.2 初撑力及末阻力分析初撑力及末阻力概念：煤矿井下综采工作面每完成一个采煤循环总是伴随着液压支架的一次移架，一次移架先后包括三个步骤，即降、移、升。支架在移架过程中，其工作阻力将首先降低，然后又迅速升高，直至初撑状态，此时的工作阻力为初撑力；随着采煤时间的增加，顶板下沉，支架工作阻力逐渐增加，直至下一次移架前支架的工作阻力称为循环末阻力，一个采煤循环只有一个初撑力和一个末阻力。初撑力及末阻力分析思路：以高精度传感器为基础，精确记录支架降架过程中的压力变化特征，判定支架初撑力及末阻力。推进度分析思路：在初撑力分析的基础上，计算整个时间段内的初撑力或循环末阻力的个数，乘以相应的

5、进尺而得到。实践证明，本方法分析推进度的精度高达2%，即工作面实际推进100m时，采用软件分析所得推进度在98102m之间；用户可以通过人工输入进尺，对推进度进行精确调整，为更加精确地进行周期来压步距分析提供基础。3.3 来压步距及来压强度分析来压步距分析：在推进度分析的基础上，以实测每日支架最大工作阻力为纵坐标，日期及推进度为横坐标，绘制循环末阻力和推进度关系曲线；以循环末阻力平均值加一倍均方差为周期来压判据，得出来压时间及来压步距。动载系数：以来压时的循环末阻力平均值与未来压前循环末阻力平均值比值作为动载系数。安全阀开启时间比率：在一次采煤循环过程中，安全阀开启持续时间占循环时间的比值；反

6、应老顶来压强度。来压强度包括：动载系数，安全阀开启率3.4 支架工作状态评价（1）支架前（左）后（右）立柱受力分析支架作力点后移支架合力作用点前移支架合力作用点前移，3.5 合理支架工作阻力确定区间011201120224022403360336044804480560056006700分布比例/%310.421.342230.3峙峰矿支架工作阻力5600KN01880188037603760564056407520752094009400112801327.51828.6120.9寺河矿支架额定工作阻力9400KN小结：（1）矿压观测必不可少，矿压观测能为煤矿相关设计提供依据，最大程度避免顶

7、板事故；（2）矿压观测应具有针对性，测点布置不能千篇一律，重点观测条件变化对矿压显现强度的影响，总结困难条件下的矿压显现规律；（3）矿压数据处理不是简单的数据罗列，而是总结数据背后的矿压显现规律，提出改进建议，为后续开采和类似矿井设计提供依据；（4）矿压观测数据需要长时间的积累，煤矿井下地质条件变化莫测，短期的矿压观测数据是片面的、局部的，不能全面的揭示矿压显现规律，很难为后续工作面回采设计提供足够依据。3.6 直接顶、老顶厚度确定3.7 分类及分级（1）支架工作阻力数据分析（详细分析，加曲线图的分析）（2）立柱下缩量数据分析（3）上覆盖岩层移动和破坏过程分析（4）片帮冒顶数据分析（5）底板比压数据分析4 矿压数据应用（2）顶板来压预测预报（3）片帮冒顶防治措施