矿压观测在大采高综采工作面的应用

煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用摘要：近年来，随着社会经济水平的提升，采煤行业得到了进一步发展，不仅新技术、新工艺层出不穷，顶板管理制度在不断的完善，矿压监测技术也在不断提升，大大提高了采煤经济效果，有效避免了顶板垮落等危险的发生，为煤矿安全生产提供了保障，减少了地下资源损失。

关键词：煤矿顶板管理；矿压监测；作用及应用引言近年来，我国矿山行业发展迅猛，但煤矿的开采仍旧不乏重大安全事故的发生，给国家和人民的生命财产安全带来了严重的损害，由矿压引起的事故发生率尤为突出，落后的矿压监测手段及数据上传的滞后性都给煤矿带来了巨大的隐患;同时，煤炭资源的高效利用也备受关注，目前中国煤矿的整体平均回采率仅为发达国家的一半，传统留设的厚煤柱造成了资源的极大浪费，也不符合可持续发展的利益需求。

采用先进的矿压系统不仅可以有效避免矿压灾害的发生，同时对于煤柱宽度的合理留设也具有指导意义。

1矿压监测系统概述矿压监测系统主要用于对综采工作面的顶板矿压情况进行揭示，为爆破泄压、顶板管理、生产调整提供数据支撑。

系统主要由数字压力计、数据采集器和计算机所构成。

在应用过程中，将在工作面顶板进行布线、布点工作，再将传感器安装于单体支柱上对压力进行记录。

定期记录的矿压数据在系统中生成“矿压监测记录表”，该表将包含工作阻力、顶板下沉量、初始支撑力等内容。

1.1我国煤矿井下矿压综合监测系统的发展国外煤矿监测系统目前已发展到第四代分布式监控技术。

但随着煤炭科研院所的研究工作的深入，重庆煤科院的和煤科院常州自动化研究所先后开发出了KJ90系统和KJ95系统。

虽然国产矿压监测系统仍有通用性不足、智能化较低等问题，但也可以对巷道压力、作业环境、瓦斯浓度等方面进行全方位的监测。

1.2煤矿顶板管理中矿压监测的作用矿压监测是煤矿顶板管理中重要的组成部分之一，可以为后期顶板支护提供重要依据，此外根据以往煤矿生产过程中矿压监测的研究，发现该系统的作用主要集中在以下三方面：（1）调整采高、控制采长。

煤矿综采工作面顶板压力在线监测应用及发展趋势摘要：在通常情况下，矿压显现会给井下采煤和掘进工作带来不同程度的危害。

为了使矿压显现不影响正常的生产工作，必须采用各种技术措施加以控制，因此而进行矿压的监测及管理就显得具有重要意义。

此外对矿压的在线实时监测和管理不仅在于消除和减轻矿压显现对井下工作的不良影响，而且可以利用矿压为开采服务。

关键词：综采工作面矿压顶板压力在线监测光纤光栅1.绪论煤炭是我国重要的战略资源，研究煤与围岩的压力关系具有重要的实践意义，不仅可以保证井下各项工作顺利进行，而且可以为井下顶板事故的发生进行预警，具有十分重要的安全和经济效益。

这篇文章主要是介绍中厚煤层综采工作面上覆岩层移动及矿压显现，以及现阶段该煤矿所采用的矿压监测方法和对未来矿压监测方法的建议。

2.采煤工作面上覆岩层移动规律在煤岩体体内形成回采工作空间（巷道）将引起围岩破碎，其上方岩体的部分重量则由此空间内的支护物来承担，从而形成了对支架的压力（有时是由于围岩变形而形成对支架的压力）。

由于这些原因对支架造成的压力，不同于岩体内的矿山压力，可称它为围岩压力或顶板压力。

煤层上方的岩层在开采的影响下，一般在回采工作面前方30~40米处就开始变形。

其特点是水平移动较为剧烈，但垂直移动则甚微。

回采工作面推过切眼4~8米后，垂直位移急剧增加，但各层位移不尽相同，其特点使越向上越缓慢。

当已断裂的岩层重新受到已冒落矸石支撑时，变形曲线又趋于缓和，在此区域内个岩层移动速度的特点是邻近煤层的岩层，其运动速度要缓于上覆岩层。

因此，根据上述特点，如下图，可将裂缝带岩层中相当于A区的部分成为煤壁支撑影响区；而B区则称为离层区，C区则为重新压实区。

A-煤壁支撑区 ；B-离层区 ；C-重新压实区Ⅰ-冒罗带 ；Ⅱ-裂缝带 ；Ⅲ-弯曲下沉带3.采煤工作面矿压显现规律采煤工作面的矿压特征主要为初次来压和周期来压。

当老顶达到极限跨距而且断裂形成三铰拱式的平衡，随着工作面继续推进，可能形成不同数量岩块的咬合平衡直至其咬合关系不能满足平衡干系为止，此时老顶的失稳将对工作面带来严重的矿山压力显现，这种矿山压力显现称为初次来压。

解析综采工作面矿压观测手段及方法摘要：综采工作面的工作对象是直接顶。

但是直接顶很容易受到老顶平衡特征的影响。

进行综采工作面的矿压监测就是掌握各煤层回采工作面老顶的详细状况。

本文就此展开了讨论，以某煤矿综采工作面的矿压观测手段为例，进行了观测方法的总结。

关键词：综采工作面；矿压观测；手段；方法从某种意义上来讲，对于老顶活动规律的控制就是工作面控制的实际内容。

理论上矿山压力的检测方法非常多，但是煤矿企业还应根据实际的工程条件选择合适的检测方法，以获得较为真实的观测数据，从而能够以此为基础制定出合理的施工方案。

一、地质概况该煤矿开采走向程度约为750米，煤块质硬。

东部与夹片断层80m防水保护煤柱线相接，工作面上部覆盖的13-1煤层目前尚未利用。

煤层结构为夹矸结构，上层煤厚约1.5米左右，下层煤厚约为0.8米左右。

工作面的上巷采用的锚网、锚索联合支护结构，下巷为锚网、锚索联合支护的巷道断面。

工作面采用了掩护支架，并采用全部垮落方式控制顶板。

回采时采用了分段追机移架，全封闭及时支护顶板。

为了便于观测，煤矿企业成立专门的观测小组，由生产科全面负责各采煤工作面矿压监测各项具体工作的实施及监督、检查和考核。

各成员明确责任，加强督查，协助生产科搞好回采工作面单体液压支柱压力测定工作，确保全矿矿压监测工作积极有效开展。

各采煤队组成立以队长或书记为组长的矿压监测小组，明确现场跟班副队长为测压工，负责工作面和上下引超前联锁支护单体液压支柱压力的测定，确保测压工作有条不紊地进行。

另外，还制定了完善的观测管理制度，确保观测人员能够规范开展观测工作，从而确保观测数据的精确性。

对于该支护段的观测主要采用了顶板离层仪观测法和布置测点观测顶底板移近量法。

通过这两种方式的观测能够详细掌握顺槽超前影响范围和程度，以便于科学设计顺槽支护方案，保证开采工作质量。

其主要观测的指标有顺槽巷道顶底板移近量、顶板离层量、工作面及顺槽巷道顶板宏观状况。

软煤层大采高长壁工作面矿压观测及显现规律一、背景介绍软煤层是指埋深较浅、煤质柔软、致密度较小的煤层。

在煤矿生产中，软煤层的采矿面积较大，但容易发生矿压事故。

针对这一问题，煤矿企业需要进行矿压观测及显现规律的探究。

二、矿压观测矿压观测是指在煤矿生产中，对于煤层产生的变形及压力进行实时监测和记录。

通过矿压观测，能够及时发现煤层变形的情况，以便采取相应的防治措施。

1.观测方法常见的矿压观测方法包括：显测法、钻杆法、应变测量法、应力测量法等。

具体选用哪种方法需要根据实际情况进行选择。

2.观测内容矿压观测的主要内容包括：煤层收缩变形、岩层移动、采空区塌陷及煤岩应力等。

通过对这些内容的监测和记录，能够及时发现煤层变形的情况，以便采取相应的防治措施。

三、显现规律1.煤层变形规律软煤层的采矿面积较大，容易导致煤层变形，形成矿压。

煤层变形规律包括三个阶段：非线性变形、线性变形和塑性变形。

非线性变形阶段是指煤层受到采压力后，煤层厚度发生变化较大的阶段。

线性变形阶段是指煤层受到压力后，煤层厚度增加比较缓慢的阶段。

塑性变形阶段则是指煤层变形加剧，煤层产生断裂等失稳现象的阶段。

2.岩层移动规律在软煤层大采高的长壁工作面中，除煤层外，岩层也会发生变形和移动。

岩层移动规律包括两个阶段：初始稳定阶段和变形失稳阶段。

初始稳定阶段是指岩层受到采压力后，岩层产生变形，但整体结构还较为稳定的阶段。

变形失稳阶段则是指岩层受到压力后，岩层产生断裂等失稳现象的阶段。

四、矿压防治措施针对软煤层大采高长壁工作面的矿压问题，可以采取以下措施：1.合理布置支柱和支架，加强路基和支柱的连接以增加支柱的承载能力。

2.在煤层和岩层接触面加强预警监测，通过实时监测煤层和岩层变形情况，及时发现问题并采取相应措施。

3.加强工作面的维护和管理，及时处理煤层破坏带、煤墩以及走向差异等问题。

总之，软煤层大采高长壁工作面的矿压问题是一个需要引起煤矿企业重视的问题。

通过矿压观测和显现规律的研究，结合有效的防治措施，可以降低矿井事故的风险，保障煤矿生产的安全。

大采高综采面矿压显现规律分析探讨摘要：综采工作面支架初撑力整体偏低，结构中部初撑力较大，但机头和机尾处初撑力小且压力波动频繁，通过提升支架初撑力能加强顶板下沉量控制，为此，在综采工作面下一阶段开采过程中必须强化工作面液压支架初撑力控制，确保供液时间。

煤层开采厚度及工作面推进速度是影响支承压力峰值位置的两个主要方面，通过工作面推进速度的加快以及煤层开采厚度的控制，减弱应力强度，并缩短周期来压时间。

基于此，对大采高综采面矿压显现规律分析进行研究，以供参考。

关键词：大采高；综采面；矿压观测；显现规律引言随着中国煤矿资源向西部的逐渐转移,西部煤矿存在的问题逐渐显现出来,浅层大矿高开采面是其主要问题之一。

在此背景下,研究矿山压力显现规律和探测运动规律,对于高效安全地开采浅层高层矿区具有重要意义。

表面开采后开采面积的大小明显增加,开采面积较大的范围使上层岩石的破坏方式和破坏周期有很大差异。

1回采巷道监测方案工作面行车道压力监测包括:铺装层位移、车道基点变形以及对周围岩石的压力监测工作面201磁带巷两侧的采矿压力测量图和反向引导图，其中放置了三组应力分析，用于监测采矿过程中车道周围岩石的压力，以获取关于回收对行车道1号终端的范围和影响范围的信息，桩号距离为50m，钻孔距离为2m，工作面上的煤柱和煤柱一侧的孔在测量时，在每个孔中安装一个kse-ⅱ-1型钻头，如果该点在工作面外50m处，则钻孔强度计每1h记录一次，每40m记录0.5h一次。

2初次来压及周期来压结合该大采高综采工作面液压支架载荷实测值及支架载荷和工作面推进之间的关系数据，待工作面推进至10.4m时直接顶垮落，来压支架载荷均值32.4MPa，远高于正常值25MPa；待工作面推进至20.5m时，来压支架载荷取值达到直接顶初次垮落后的最高水平32.1MPa，此即为初次来压值，高出此工作面推进水平下的正常值25.7MPa。

初次来压结束后在工作面持续推进的过程中，因受到覆岩载荷作用，基本顶岩梁弯曲应力呈持续增大趋势，回转变形愈加显著，直到受载岩梁拉应力超出基本顶岩石抗拉强度后便开始出现周期失稳断裂来压现象。

综采工作面初采矿压观测分析摘要：随着矿产开采的延伸，由于受地质条件的限制和采区边界的影响，为提高资源回收率，为确保顺利回采，文章针对综采工作面初采矿压观测分析，为综采工作面初采矿压观测分析提供理论与实践依据。

关键词：综采工作；采矿；分析1 工作面概况及工作面支护1.1工作面概况寸草塔二矿31202综放工作面位于31煤二盘区，22煤22111、22113采空区下方，31煤回风大巷西北侧，为31煤层二盘区第二个工作面，辅运外侧为31201工作面采空区。

工作面推进长度2635.7m，工作面宽度310m，煤层厚度为4.0-7.8m，平均煤厚6.42m。

工作面掘进过程中揭露6条断层，所有断层均为正断层，产状分别为：F3170：311°∠55°H=1.2m、F3169：111°∠60°H=1.0m、F3168：303°∠55°H=2.5m、F3145：164°∠55°H=2.4m、F3144：228°∠40°H=5.8m、F3149：256°∠55°H=1.5m。

预计该6条断层将会对回采产生影响，其中F3168、F3145和F3144对回采影响大。

工作面回采至距切眼约2070m处可能揭露22煤层揭露的F28（F28：86°∠43°H=6.3m）断层在31煤的延伸，预计断层落差H=6.5m（靠近辅运顺槽）。

断层附近煤层顶底板破碎，容易发生片帮和冒顶。

1.2支护方式工作面选用液压支架共155台，郑煤机生产的ZFY18000/25/39D型支架145台，其中工作面中间支架143台，过渡架头尾各1台，机头组合支架1台，机头、机尾端头头支架ZY12000/20/40D共9台。

表1-1 郑煤ZFY18000/25/39D液压支架主要技术特征表1.3液压支架的确定1.3.1选型原则和要求：1、支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动产生的压力；2、支架的结构和支护特性，要能适应和保护暴露顶板的完整性；3、支架底座要适应底板岩石的抗压强度；4、支架支撑高度要与采高或煤层厚度相适应；5、支架的安全性能要好。

煤矿综采工作面矿压观测技术探讨邢胡苟（沁和能源集团有限公司端氏煤矿，山西晋城048200）摘要：虽然煤矿综采有助于实现高产高效，但也面伍着一系列不可预知的危险，只有观测分析矿山压力变化，才能根据顶板情况判断支护是否有效，为安全生产保驾护航。

对此，笔者阐述了煤矿综采工作面矿压观测的意义，并结合煤矿实际情况就其综采工作面矿压观测技术作了探讨，以供参考。

关键词：煤矿；综采工作面；矿压观测技术中图分类号：F406.3;TD326文献编制码：B文章编号：1008-0155（2049）16-0077-02对于煤矿综采而言，矿压观测不仅仅是一项基础性工作，更是煤矿安全生产的重要保障，若技术合理，观测到位,可通过有效整合观测指标保证综采工作面稳定可靠,降低安全风险，因此煤矿综采工作面矿压观测非常必要，应该予以重视和严格落实。

1煤矿综采工作面矿压观测的意义煤矿综合机械化采煤简称综采，是当下煤矿普遍采用的一种釆煤工艺，不仅具有高产高效的特点，而且有助于巷道掘进率的降低和资源回收率的提升。

但近年来的实践表明，工作面矿压会随着采高的加大而变得剧烈，无论是煤壁片帮还是局部冒顶出现频率也较为明显，甚至受阻力激增的影响致使支架损坏，显然弱化了支架的稳定性，对围岩的支护效果构成了威胁，在一定程度上制约了煤矿综采工作面的安全高效生产，故这一问题亟待解决。

而借助先进合理的矿压观测技术，对支架支护阻力、立柱缩量、巷道顶底板移近量、上覆岩层变形断裂等参数进行观测和分析，以此掌握矿压特点和规律，为支架选型、围岩控制等提供重要的数据参考，进而指导煤矿综釆工作安全、有序、高效的运行％但值得注意的是，不同地区的煤矿综采工作面不尽相同，所需要观测的矿压参数也有所差别，因此需要具体情况具体分析。

2煤矿综采工作面概况为更加直观的体现煤矿综采工作面矿压观测的重要性，并对矿压观测技术有进一步的了解，在此以某煤矿为例加以分析。

已知，该煤矿为东北走向，所处地形相对复杂，其综采工作面总长、煤层厚度以及推进程度分别达到了246m, 2.27m和2875m。

煤矿,综采工作面矿压观测及顶板预报分析报告|综采工作面顶板管理130408综采工作面矿压观测及顶板预报分析报告一、矿压观测的目的和任务1、把握回采工作面上覆岩层运动横向和纵向的进展规律及移动概况与支架的互相关系，更好地进行老顶来压的预报，提出合理的顶板管理措施，如支护方式，支护强度，特种支护，回采工艺等等，为工作面的高产、高效安全生产制造良好的技术条件。

2、对采煤工作面支护质量进行监测，任务包括：监测日常生产过程中支架的支护质量、围岩移动概况，担心全隐患因素等，以到达安全生产可靠的目的，在保证顶板安全的前提下充分发挥综采液压支架的优势。

3、把握巷道支架与围岩的互相关系，其任务包括提出合理的围岩松动范围，确定合理的巷道支护型式、支护参数。

4、讨论把握采动影响和支撑压力的分布规律，其任务包括确定回采巷道的支护参数，确定煤壁前方巷道合理的维护范围，确定工作面的端头支护的技术措施等，以保证安全生产，提高资源的回收率，提高技术经济效果等。

二、工作面地质及开采条件1、工作面概况作面名称130408 盘区名称13盘区地面标高/m 961-1053 井下标高775-800 地面的相对位置工作面位于贺家社村XX面，地表黄土丘陵区，有废旧的永胜洗煤厂、利峰尾煤浮选厂及乡村公路。

回采对地面设施的影响由于地表为黄土丘陵，有废旧的永胜洗煤厂、利峰尾煤浮选厂、乡村公路及河流，会受采动影响。

井下位置及四邻关系130408工作面位于4407采空区，北面为本矿实体煤，西面为130409轨道巷，南面为采区回风、轨道、皮带大巷。

井上下关系见表1 煤层状况表〔表2〕煤层厚度〔m〕平均厚度〔均2.6m〕煤层结构简洁煤层倾角/°2-6 开采煤层4408皮带巷及轨道巷掘进状况发觉有断层现象，所以推断该工作面为不稳定煤层。

工作面煤层顶底板状况表〔表3〕底板名称岩石名称厚度/m 岩性特征顶板基本顶无直接顶泥岩19.2 灰黑色，薄层状，间夹薄层细粒砂岩伪顶无底板板直接底泥岩5.3 灰黑色，泥质结构，薄层状构造，含植物化石说明依据地质中心钻探300/14/28型掩护式液压支架。

煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用摘要：随着社会经济水平的提高，煤矿行业得到了进一步的发展。

不仅新技术、新技术不断涌现，顶板管理系统不断完善，压力监测技术不断完善，极大地提高了采煤效率和效益。

有效避免了顶板塌陷等危险的发生，提高了煤矿开采的安全性，减少了不必要的损失。

这有利于提高煤矿企业的经济效益和社会效益。

关键词：煤层顶板管理；矿产压力监测；角色；应用1压力监测的主要内容和功能1.1回采工作面液压支架初始支护力及工作阻力监测液压支架的初始支承对拉深面直接顶的稳定性和破坏程度，以及初始压力和周期压力有很大的影响。

一旦初始支护长时间低于要求值，容易出现压力或顶板现象，带来安全隐患。

液压支架的初始支承力一般要求不小于额定工作阻力的80%。

如果初始支承力一般小于目标值，则需要对液压泵站进行大修，增加泵站压力；如果单个支架的初始支护力显著减小，说明存在渗漏或软顶岩层形成的现象，需要加强支护；如果脚手架初期支护突然出现连续不断减少的一般情况，可能会遇到故障，则有必要制定相应的支护措施，以确保安全生产。

1.2巷道相对位移及工作面顶板动态监测巷道两帮及顶板的变形一般由岩层的运动来判断。

采用数字收敛仪或地表位移观测点对两组巷道变形进行监测，采用顶板分离仪对采空期顶板不同基准点岩层位移进行监测。

通过监测和分析的两个帮派和顶部，可以确定巷道严重变形区域，掌握顶板运动规律，确定巷道的破坏范围，从而认识到巷道的稳定性，分析巷道的支持的合理性，及时预警和治疗可能的顶板事故。

1.3采空区超前支护压力监测采用钻孔应力仪，可在距巷道煤壁20 m处，沿采煤斜向布置不同深度的不同孔内安装钻孔应力仪，对回采工作面前方支护压力进行监测。

同时对单体柱的压力变化进行了监测。

通过对两者监测数据的分析，可以确定工作面正支护压力、采掘影响下工作面前方高应力集中区、巷道顶板围岩应力集中系数的影响范围。

在此基础上，确定了工作面巷道超前支护距离和支护方式，并对冲击压力和顶板落差范围提前采取相应措施。