煤矿矿压观测方案

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1 / 26 矿压观测方案

一、观测目的

为进一步掌握巷道围岩在掘进及回采过程中的变形规律,检验支护形式和参数是否合理,验证在采动影响下的支护可靠度。开展巷道围岩观测工作通过监测巷道围岩变形、锚杆(索)受情况,及时发现异常,采取措施以保证支护有效,施工安全,同时为今后巷道支护设计优化提供参考。

二、工作面概况

1.205工作面

XXX煤矿205工作面为二盘区第五个回采工作面,回采长度1445m,面宽180m,面积约26.06万m2。采用综采放顶煤采煤工艺,长壁后退式采煤法开采,全部垮落法管理顶板。205工作面概况如表1-1所示,工作面布置示意图如图1-1所示。

表1-1 205工作面概况表

煤层名称 4煤 水平名称 +120m水平 采区名称 二盘区

工作面

名称 205 地面标高(m) +996.8~+1180.6m 工作面标高(m) +69.7m~+134.3m

地面位置 205 工作面地面位置位于槐庄村以东 910m,南塬村以西 460m,米家墩村以北870m,西塬边村正下方。

井下位置四邻采掘情况 205工作面东部为已经停采的204工作面,西部为二、三盘区隔离煤柱,北部为西区开拓大巷,西南为4煤沉缺边界。

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图1-1 205工作面布置示意图

2.301工作面

XXX煤矿301工作面为三盘区第二个回采工作面,现已完成井巷掘进施工,回采长度1461m,面宽147m,面积约21.6万m2。采用综采放顶煤采煤工艺,长壁后退式采煤法开采,全部垮落法管理顶板。301工作面概况如表2-1所示,工作面布置示意图如图2-1所示所示。

表2-1 301工作面概况表

煤层名称 4煤 水平名称 +120m水平 采区名称 三盘区

工作面

名称 301 地面标高(m) +1035~+1147 工作面标高(m) +36.77~+158

地面位置 301工作面地面位于槐庄村以东671m,西塬边村以西104m,米家墩以北901m。主要为梁塬沟壑地形,大部分被农田覆盖,掘进工作面正上方无村庄及其他建筑物,距离最近的西塬边村正在搬迁。

井下位置四邻采掘情况 301工作面位于正在回采的三盘区302工作面东南方向;301工作面东南部为正在回采的二盘区205工作面,中间由二、三盘区隔离煤柱将其分开。

图2-1 301工作面布置示意图 3 / 26 3.302工作面

XXX煤矿302回采工作面为三盘区首采面,回采长度1261m,面宽180m,面积约24.61万m2 。采用综采放顶煤采煤工艺,长壁后退式采煤法开采,全部垮落法管理顶板。302工作面概况如表3-1所示,工作面布置示意图如图3-1所示。

表3-1 302工作面概况

水平名称 +120m水平 盘区名称 三盘区

标高(m) 井下标高+50m~+151.5m;地面标高+950.0~+1170.0m

地面位置及建筑物 302工作面地面位于槐庄以东60m,西塬边村以西250m,米家墩以北1050m。主要为梁塬沟壑地形,大部被农田覆盖,无村庄及其他构建筑物。地势南高北低。

井下位置及

采掘对地面设施的影响 302工作面巷道北部为西区开拓大巷,东部为掘进完成的301工作面巷道,西部为计划掘进的303工作面,南部为4煤沉缺边界,周围均为实炭(岩)区。本回采工作面,对地面设施的影响不大。

图3-1 302工作面布置示意图

4.403工作面

XXX煤矿403工作面为四盘区首采面,工作面回采长度2255m,面宽180m,面积约39.76万m2。采用综采放顶煤采煤工艺,长壁后退式采煤法开采,全部垮落法管理顶板。403工作面概况如表4-1所示,工作面布置示意图如图4-1所示。

表4-1 403工作面概况 4 / 26 水平名称 +120m水平 盘区名称 四盘区

标高(m) 底板标高+60.54~+175.8m;地面标高+950.0~+1170.0m

地面位置及建筑物 403工作面位于洼边村,半坡村以东950m,槐庄村以西597m,东升村以北。

井下位置及

采掘对地面设施的影响 403工作面巷道北部为西区开拓大巷,东部为尚未掘进的402工作面,西部为尚未掘进的404工作面,南部为4煤沉缺边界,停采线位于403撤面道,周围均为实炭(岩)区。

图4-1 403工作面布置示意图

三、矿压观测设计

1、测站布置

测站分为综合测站和日常测站,综合测站监测顶底板移近量、两帮收敛变形量、锚杆锚索受力情况等;日常测站监测顶板离层情况,监测时间自从巷道掘进施工揭煤并具备设站条件开始直至工作面回采结束。

(1)日常测站

巷道顶板离层情况监测站。在巷道揭煤位置,沿巷道中心线处打设一组ACLY-Ⅱ型顶板离层指示仪,作为1#观测点,每掘进50m依次打设,断层及围岩破碎带、应力集中地段、巷道5 / 26 交叉点及硐室等特殊条件下的巷道进行补打一组离层仪,依次编号。

(2)综合测站

巷道表面位移、围岩变形、锚杆锚索受力观测站。从撤面道以里100M处为1#测站,每间隔100M设置一组测站,依次编号。

2、测站安装

(1)日常测站:ACLY-Ⅱ型顶板离层指示仪,离层仪深基6 / 26 点在顶板中的深度为巷道跨度的1.5倍,浅基点应与顶锚杆上端处在同一高度。

(2)综合测站:巷道采用“十字交叉法”进行围岩观测,每个测站布置两组测点,测点间距1100MM(围岩破碎或设点困难时可适当调整,间距不大于2排距);测点确定后,在巷道人行路侧第三颗顶板锚杆(靠近巷中,如巷道布置皮带、管路等影响固线时,可适当左右调整)上固定一条工程线,在顶底板之间形成一条垂线,即图5-1中的纵线;在与顶板锚杆同一排的一帮锚杆(帮部中间锚杆)上固定一工程线,并延伸至另外一帮的对应锚杆上固定,形成一条与顶底板之间垂线垂直的横线,横线与纵线形成的交点称为十字点,如横线与纵线没有交于一点时,与对面帮部锚杆保持同一高度,前后移动工程线与纵线相交并重新打设锚杆固定。以十字点为基础进行测量监测,形成6组数据:

①顶板收敛量a:十字点到顶板的距离;

②底板收敛量b:十字点到底板的距离;

③左帮收敛量c:十字点到左帮的距离;

④右帮收敛量d:十字点到右帮的距离;

⑤顶板收敛量+底板收敛量=顶底板移近量e;

⑥左帮收敛量+右帮收敛量=两帮移近量f,如图5-1所示。 7 / 26

图5-1

(3)锚杆锚索受力监测采用压力枕式测力计,每个测站安装4个,分别对两帮锚杆、顶板锚杆锚索受力情况进行监测。如图6-1所示:

8 / 26 图6-1

3、观测方法

(1)日常测站

距离掘进迎头50m之内的顶板离层观测点,每天测读一次;距迎头大于50m的顶板离层观测点,每周测读一次,测读结果登记到台帐上,直至工作面回采结束。顶板离层量超过50mm应加强观测,每天测读一次直至顶板稳定,离层量超过100mm及时上报技术部,由技术部根据现场条件确定加强支护方案,并安排落实;离层量达到上限或离层仪损坏时须在离层仪前后2m范围内重新补打一组离层仪。

(2)综合测站

采用“十字交叉法”监测的围岩变形监测点、采用压力枕式测力计监测的锚杆(索)受力监测点、采用压力传感器具备无线传输功能监测的锚杆(索)受力监测点,每10天测读(导出)一次,测读结果登记到台帐上,若压力变化较大,及时汇报技术部,巷道掘进完成后,测点交由采煤区队继续管理并观测,直至工作面回采结束。

4. 重点监测

将工作面小煤柱作为监测监控的重点,并制定以下监测方案。

(1)301小煤柱监测

在301运输顺槽安装思科赛德生产的KJ24型煤矿顶板与9 / 26 冲击地压监测系统,对锚杆、锚索受力、顶底板移近量和巷帮收敛变形量进行24小时不间断监测,监测得到的数据既可以在井下实时查看,也通过网络传输至地面电脑存储。另外,对应力在线监测数据、302工作面日推进度、周期来压、见方、水量变化、地面注浆等有关数据进行统计和整理,作为分析工作面推采与巷道变化的基础数据。

设备布置:自301撤面道以里每50米布置一组锚杆(索)监测点,共计15组,小煤柱帮锚杆、顶板锚索采用矿用本安型锚杆(索)应力传感器进行监测;自301撤面道以里每80米布置一组围岩变形监测点,共计10组,每测点采用一套矿用本安型激光测距仪与顶底板移近量动态报警仪组合监测。

(2)其他煤柱监测

因设备数量有限,无法在所有小煤柱巷道中安装,因此在其他工作面小煤柱巷道主要采用人工测量数据进行数据统计和分析,每50m一组分别在锚杆(索)安装指针式压力传感器,传感器的压力表量程要大,要具有良好的抗震性能和瞬时高压力大范围波动的承受能力,防止出现突然来压时爆表。每50m设置十字观测点,对顶底板移近量和巷帮收敛变形量进行测量和统计。掘进期间,以上测点设置前5天内,每天观测一次,剩余时间5天观测一次,回采期间,距工作面200m范围内每2天观测一次,其余每5天观测一次,确保数据统计全面。另10 / 26 外,工作面回采时对应力在线监测数据、日推进度、周期来压、见方、水量变化、地面注浆等有关数据进行统计和整理,作为分析工作面推采与巷道变化的基础数据。

四、矿压观测管理规定

1.技术部负责矿压监测的设计,矿压监测管理工作的现场指导、监督、协调及考核。

2.分管矿压监测的部室、区队的正职管理人员为矿压监测的负责人,分管部室、分管区队应安排专员负责矿压观测管理工作。

3.区队矿压监测专员负责系统的日常管理,对现场存在问题,积极组织解决、落实,并配合技术部做好矿压监测分析工作。

4.由区队矿压观测专员负责数据采集工作,对原始数据进行存档,并录入电子表格,以便于进行整理分析;在线矿压监测数据应及时导出并存档,每月月初3日前将电子版台账上交技术部。

5.区队矿压监测专员应按矿压监测设计要求及时测读测站数据。

6.所采集数据必须真实,严禁作假,发现作假现象,严肃追究相关人员责任。

7.技术部矿压监测专员对采集的数据进行整理、分析、上